Определение класса усиления электронного контроллера электромеханического состояния изолирующего стыка

全文:

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.

作者简介

Самарский государственный университет путей сообщения

Email: karinalistik74@gmail.com

студентка, группа СМб-11, электротехнический факультет

俄罗斯联邦, Самара

Самарский государственный университет путей сообщения

编辑信件的主要联系方式.
Email: nik-shorokhov@mail.ru

научный руководитель, доцент кафедры «Электротехника»

俄罗斯联邦, Самара

参考

补充文件