WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Проведенный расчет позволяет говорить о том, что для обеспечения приемлемых условий работы двух токоприемников следует обеспечить интервал между проходами, соответствующий фазе колебаний контактной подвески в диапазоне от до 5/3.

Наиболее неблагоприятными режимом для второго токоприемника является совпадение момента прохода с максимальным подъемом контактного провода, при этом значительно увеличивается отжатие контактных а проводов и амплитуда колебаний токоприемника.

Поскольку в большинстве случаев скорость движения и расстояние между токоприемниками определяются конструктивными особенностями подвижного состава и эконоб Рис. 3. Графики колебаний контактных мической целесообразностью, проводов при интервале между проходами регулировка натяжения протокоприемников /3 (а) и 4/3 (б) водов представляется основным способом обеспечения надежного токосъема в условиях высокоскоростного движения.

При выборе натяжения контактной подвески следует учитывать требования правил устройства и технической эксплуатации контактной сети (ПУТЭКС), коэффициент неравномерности эластичности подвески и ограничения, накладываемые материалами, из которых изготовРис. 4. Зависимость периода колебаний лены провода и тросы. Исхоконтактного провода от натяжения дя из этих ограничений необходимо определить диапазон регулировки контактной подвески, входящий в определенную ранее область варьирования периода колебаний контактной подвески (рис. 4).

По результатам моделирования выбирается подмножество комбинаций натяжений проводов контактной подвески, при которых момент прохода второго токоприемника лежит в интервале от 4/3 до 5/3. Для указанных значений натяжений выполняется проверка эластичности контактной подвески, скорости распространения волны в контактном проводе и, при необходимости, других показателей, в результате чего выбираются окончательные значения натяжения проводов.

Алгоритм выбора рациональных параметров контактной подвески с учетом ее взаимодействия с двумя токоприемниками приведен на рис. 5.

Предложенная методика позволяет определить рациональные параметры для проектируемых скоростных контактных подвесок, рассчитанных на определенный скоростной режим и тип эксплуатируемого подвижного состава. На существующих скоростных линиях разработанная методика позволяет выполнить регулировку контактной подвески для повышения надежности токосъема.

В третьей главе опиРис. 5. Алгоритм выбора рациональных сана усовершенствованная мепараметров контактной подвески тодика экспериментального исследования параметров устройств токосъема. В основе данной методики лежит измерение координат и траекторий объектов исследования по их видеоизображению (видеоизмерение).

Для реализации предложенной методики был разработан универсальный видеоизмерительный комплекс, включающий в себя видеокамеры, датчики, каналы передачи информации, ЭВМ и программное обеспечение для хранения и обработки информации (рис. 6). Комплекс может применяться для сбора и обработки информации о характере работы токосъемных устройств при проведении испытаний. В различных модификациях он может устанавливаться как на ЭПС, так и на стационарных измерительных пунктах, что позволяет проводить всестороннее исследование процесса токосъема.

Размещенный на ЭПС видеоизмерительный комплекс позволяет регистрировать перемещение полоза и рам токоприемников, моменты искрения в контакте, значения тягового тока, температуры контактных пластин, координаты и скорость ЭПС (рис. 7).

Устройство спутниковой навигации, входящее в состав комплекса, позволяет выполнять «привязку» результатов измерений к координатам перегона, что значительно упрощает анализ информации.

Стационарный измерительный комплекс (рис. 8) позволяет регистрировать отжатие и колебаРис. 6. Структурная схема универсального ния контактных проводов в любой видеоизмерительного комплекса точке анкерного участка.

Для выполнения автоматического анализа изображений и определения координат объектов разработана программа «ТехноСканер» (свид. об офиц. рег.

№ 2008612518).

Предложены схемные решения по применению метода видеоизмерений для контроля и диагностики состояния токоприемников и контактных подвесок (пат. на полезные модели № 58465, 58993, 68976, 82445).

В четвертой главе описываются испытания контактной Рис. 7. Видеоизмерительный комплекс на подвески на участке Лихославль – подвижном составе Калашниково Октябрьской железной дороги, в ходе которых были применены предложенные методики измерения показателей работы токоприемников и контактных подвесок, получены данные для верификации разработанной математической модели.

В течение нескольких лет (с 2005 по 2008 г.) коллектив лаборатории «Контактные сети и линии электропередачи» ОмГУПСа принимал участие в линейных испытаниях токосъемных устройств, предназначенных для высоких скоростей движения, Рис. 8. Видеоизмерительный комплекс на совместно с коллективом лаборастационарном пункте тории «Контактная сеть и токосъем» ОАО «ВНИИЖТ». Испытания проводились в рамках программы развития скоростного движения ОАО «Российские железные дороги».

Основная цель проведения испытаний заключалась в экспериментальной проверке статических и динамических параметров системы токосъема контактной сети КС-200-06, модифицированной для скоростей до 250 км/ч, оценке ее свойств, и в исследовании особенностей взаимодействия с контактной подвеской токоприемников Siemens SSS 87-RZD при различных вариантах их размещения на ЭПС.

Значительный объем накопленных экспериментальных данных позволил провести верификацию предложенной математической модели и методики расчета рациональных параметров контактных подвесок.

Проверка методики определения рационального сочетания натяжений проводов контактной подвески выполнялась на основании сравнения зависимостей периодов колебаний контактной подвески от суммарного натяжения проводов по результатам расчета и эксперимента. График периодов колебаний контактной подвески, установленных в результате экспериментов и расчетов, приведен на рис. 9.

Для исследования взаимного влияния токоприемников использовался электропоезд ЭР200 с токоприемниками Siemens, расположенными на расстоянии 156 м друг от друга. Это расстояние соответствует расположению токоприемников на электропоезде «Сапсан». Изменение интервала между проходами токоприемников обеспечивалось изменением скорости движения ЭПС в диапазоне 160 – 200 км/ч.

Период колебаний контактной подвески в исследуемых анкерных участках составлял 1,33 с, что позволяло реализовать воздействие на контактный провод при фазе его колебаний 4/3, 2/3 и /3 при скорости 160, 180 и 200 км/ч соответственно. Значения отРис. 9. Зависимость периода колебаний жатия проводов в подопорконтактной подвески от суммарного натяжения ной зоне пролета при проходе двух токоприемников с различным интервалом приведены на рис. 10.

При оценке адекватности расчета траектории колебания проводов при проходе токоприемников производилось сравнение значений величины максимального отжатия проводов в момент прохода токоприемников, частоты колебания проводов и совпадение кривых колебания проводов. Полученные в ходе испытаний экспериментальные данные подтверждают адекватность предложенной математической модели при оценке влияния натяжения проводов контактной подвески на взаимодействие с двумя токоприемниками.

б а Рис. 10. Отжатия контактных проводов при различных интервалах между проходами токоприемников: а – эксперимент; б – моделирование ( – токоприемник 1, – токоприемник 2) В пятой главе выполнен расчет экономической эффективности внедрения универсального измерительного комплекса при проведении линейных испытаний устройств токосъема. Эффект достигается за счет снижения трудозатрат на проведение линейных испытаний. Результатами реализации проекта являются снижение времени, необходимого для обработки результатов видеосъемки, и сокращение текущих издержек, обусловленных оплатой труда инженерного персонала, выполняющего обработку данных. Экономический эффект от использования автоматизированного видеоизмерительного комплекса составляет 761163,5 р. за 10 лет. Срок окупаемости инвестиций – два года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. На основании проведенного анализа существующих методов расчета показателей устройств токосъема выявлены основные пути совершенствования математических моделей контактных подвесок, учитывающих влияние волновых процессов на характер взаимодействия с токоприемниками.

2. Разработана усовершенствованная методика расчета контактной подвески на основе конечно-элементной модели с учетом волновых эффектов, позволяющая определять рациональные сочетания ее параметров.

3. Усовершенствованы методы проведения испытаний устройств токосъема на основе предложенного универсального видеоизмерительного комплекса, обеспечивающего сокращение стоимости и времени проведения испытаний.

4. Проведены натурные испытания вариантов скоростных контактных подвесок на участке Лихославль – Калашниково Октябрьской железной дороги и выполнено сравнение экспериментальных и расчетных данных, подтверждающее адекватность предложенной математической модели. Расхождение между экспериментальными и расчетными данными не превышает 8.

5. Выполнен расчет экономического эффекта от внедрения универсального измерительного комплекса при проведении линейных испытаний устройств токосъема, составляющий 761163,5 р. за 10 лет эксплуатации, срок окупаемости инвестиций – два года.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Применение цифровых средств измерения для определения динамических характеристик устройств токосъема / О. А. Сидоров, А. С. Голубков и др. // Транспорт Урала. 2007. № 4. С. 76 – 79.

2. Перспективные методы исследования и оценки параметров системы токосъема при проведении линейных испытаний / В. М. Павлов, А. С. Голубков и др. // Вестник ВНИИЖТа. 2008. № 6. С. 40 – 45.

3. О. А. Сидоров. Методика измерения отжатий проводов контактных подвесок с использованием скоростных видеоанализаторов / О. А. Сидоров, А. С. Голубков, А. Н. Смердин // Тез. докл. третьего междунар.

симпозиума «Eltrans‘ 2005» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. СПб, 2005. С. 128, 129.

4. А. С. Голубков. Совершенствование многомерных моделей токоприемников электроподвижного состава / А. С. Голубков // Сб. науч. ст.

аспирантов и студентов / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006.

Вып. 6. С. 17 – 22.

5. Применение цифровых средств измерения для определения динамических характеристик устройств токосъема / О. А. Сидоров, А. С. Голубков и др. // Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: Материалы VII междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2006. Ч. 1. С. 25 – 27.

6. Совершенствование методов контроля технического состояния скоростных токоприемников с использованием программного комплекса ОмГУПСа / О. А. Сидоров, А. С. Голубков и др. // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах:

Материалы VII междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн.

ун-т. Новочеркасск, 2006. Ч. 1. С. 49 – 52.

7. О. А. Сидоров. Повышение эффективности применения видеорегистрирующей аппаратуры при проведении лабораторных и линейных испытаний устройств токосъема / О. А. Сидоров, А. С. Голубков, А. Н. Смердин // Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России: Материалы международной науч.-техн. конф. / Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2006. С. 130, 131.

8. Исследование взаимодействия трехмерной модели токоприемника с контактной подвеской при помощи пакетов прикладных программ / О. А. Сидоров, А. С. Голубков и др. // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы VII междунар. науч.-практ. конф. / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2007. Ч. 2. С. 49 – 51.

9. Совершенствование методов экспериментальных исследований токоприемников и контактных подвесок / О. А. Сидоров, А. С. Голубков и др. // Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте: Сб. науч. ст. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007.

С. 83 – 90.

10. О. А. Сидоров. Совершенствование методов экспериментальных исследований контактных подвесок токоприемников с помощью систем видеоанализа / О. А. Сидоров, А. С. Голубков, А. Н. Смердин // Тез. докл. IV междунар. симпозиума «Eltrans‘2007» / Петербургский гос. ун-т путей сообщения. СПб, 2007. С. 88, 89.

11. А. С. Голубков. Совершенствование измерительного комплекса для исследования характеристик устройств токосъема / А. С. Голубков // Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов / Сибирская гос.

автомобильно-дорожная академия. Омск, 2008. Вып. 5. Ч. 1. С. 58 – 60.

12. Пат. № 58465 на полезную модель (РФ), МПК7 В60L 5/00. Устройство автоматизированной системы испытаний токоприемников/ Сидоров О. А., Голубков А. С. и др., заявл. 26.06.2006; опубл. 27.11.2006; бюл. № 33.

13. Пат. № 58993 на полезную модель (РФ), МПК7 В60L 5/24. Устройство для контроля положения полоза токоприемника / Сидоров О. А., Голубков А. С. и др., заявл. 26.06.2006; опубл. 10.12.2006; бюл. № 34.

14. Пат. № 68976 на полезную модель (РФ), МПК7 В60L 5/24, B60L 5/32. Устройство контроля исправности токоприемника электроподвижного состава / Сидоров О. А., Голубков А. С. и др., заявл. 24.07.2007;

опубл. 10.12.2007; бюл. № 34.

15. Пат. № 82445 на полезную модель (РФ), МПК7 В60L 5/00, B60M 1/12. Устройство для регистрации искрения токоприемника / Сидоров О.

А., Голубков А. С. и др., заявл. 19.11.2008; опубл. 27.04.2009; бюл. № 12.

16. Свид. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2008612516 (РФ). Программа исследования динамики волновых процессов в контактных подвесках при токосъеме / Сидоров О. А., Голубков А. С. и др. Заявлено 07.04.2008. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 21.05.2008.

17. Свид. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2008612517 (РФ). Программное обеспечение для распознавания видеоинформации «ТехноСканер» 2.0 / Сидоров О. А., Голубков А. С. и др. Заявлено 07.04.2008. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 21.05.2008.

18. Свид. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2008612518 (РФ). Программа статистической и аналитической обработки экспериментальных данных / Сидоров О. А., Голубков А. С. и др. Заявлено 07.04.2008. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 21.05.2008.

19. Свид. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2008612519 (РФ). Бортовой программный комплекс для экспериментального электроподвижного состава «БК-ЭПС» / Сидоров О. А., Смердин А. Н., Голубков А. С. Заявлено 07.04.2008. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 21.05.2008.

Автор выражает благодарность доценту Павлову Вячеславу Михайловичу за оказанную помощь при выполнении диссертационной работы.

Типография ОмГУПСа. 2009. Тираж 100 экз. Заказ.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»