Определение класса усиления электронного контроллера электромеханического состояния изолирующего стыка

Full Text

Обоснование. На российских железных дорогах активно внедряются различные технологии. Безопасность же является основной задачей ОАО «РЖД». Правильное использование технологий поможет своевременно обнаружить и предупредить угрозу незаконного вмешательства в работу транспортного комплекса государства, тем самым обеспечив полную безопасность перемещения пассажиров и перевозки грузов на любые расстояния.

Цель — определение класса усиления электронного контроллера электромеханического состояния изолирующего стыка.

Методы. На лабораторной базе кафедры «Электротехника» был разработан способ [1] и создано устройство [2] контроля электромеханического состояния изолирующего стыка (рис. 1). Экспериментально определен класс усиления устройства и оптимальный принцип его работы.

 

Рис. 1. Устройство контроля электромеханического состояния изолирующего стыка

 

Устройство работает по алгоритму (рис. 2), суть которого заключается в начальной самодиагностике и определении электромеханического состояния стыка за счет бесконтактных датчиков.

 

Рис. 2. Алгоритм работы устройства контроля электромеханического состояния изолирующего стыка

 

Контроль электромеханического состояния осуществляется за счет датчиков Холла и намагниченных концов рельс в изолирующем стыке. Данным устройством можно контролировать также уровень намагниченности и пробои изолирующего стыка.

В зависимости от уровня магнитного поля операционный усилитель в устройстве вырабатывает дифференциальное напряжение, уровень которого кодируется бинарным кодом и однозначно классифицируется как:

1) зеленая зона — безопасный уровень;

2) желтая зона — на изолирующий стык необходимо обратить внимание;

3) красная зона — изолирующий стык пробит или находится в аварийном состоянии.

После оцифровки уровня сигнала код состояния изолирующего стыка передается в микропроцессор устройства, сохраняется в памяти и передается АРМ-обслуживающему персоналу.

В основе работы устройства лежит операционный усилитель. Операционными усилителями (ОУ) называется широкий класс усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления, предназначенных для работы с глубокой обратной связью.

Результаты. Для определения класса понадобился разностный усилитель, который увеличивает разность двух входных напряжений и представляет сочетание инвертирующего и неинвертирующего усилителей. Устройство работает подобно транзисторам в усилителе класса D. В отличие от других классов транзистор работает в ключевом режиме: либо открыт, либо закрыт. Иногда применяется положительная обратная связь для ускорения смены состояния.

Вывод. Проведенное экспериментальное исследование в лаборатории показало, что для контроллера электромеханического состояния изолирующего стыка необходимо использовать по два операционных усилителя на стык подобно транзисторам работ в усилителе класса D.

Предлагаемое устройство контроля электромеханического состояния изолирующего стыка, реализующее способ, позволяет:

• обеспечить своевременный ремонт и профилактику изолирующего стыка;
• обеспечить непрерывный мониторинг изолирующего стыка;
• повысить безопасность движения поездов на 10–15 %;
• увеличить срок службы изолирующего стыка в 2–3 раза.

About the authors

Самарский государственный университет путей сообщения

Email: karinalistik74@gmail.com

студентка, группа СМб-11, электротехнический факультет

Russian Federation, Самара

Самарский государственный университет путей сообщения

Author for correspondence.
Email: nik-shorokhov@mail.ru

научный руководитель, доцент кафедры «Электротехника»

Russian Federation, Самара

References

Supplementary files