По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 004.032.26

Повышение эффективности эксплуатации токоприемников электроподвижного состава за счет программного регулирования давления в пневмосистеме

Ермачков Г. Р. аспирант, Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск

Одним из лимитирующих факторов при повышении скоростей движения поездов на железнодорожном транспорте является качество токосъема. С ростом скоростей движения увеличиваются динамические нагрузки на токоприемник со стороны подвижного состава и повышается износ контактных элементов. Перспективным направлением в решении этого вопроса является применение систем автоматического регулирования, позволяющих стабилизировать величину контактного нажатия. В статье рассмотрены особенности современных систем автоматического регулирования нажатия токоприемников, указаны их основные недостатки. Предложена новая схема автоматического регулирования нажатия токоприемника, отличающаяся упреждающим воздействием на нежелательные явления.

Литература:

1. Программа организации скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения в Российской Федерации [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. rzd.ru/static/public/ru?STRUCTURE_ID=5098

2. Буйносов А.П. Способ оценки технического состояния токоприемника электровоза / А.П. Буйносов, К.Г. Шумаков // Научно-технический вестник Поволжья. Уральский гос. ун-т путей сообщения. – Омск, 2019. – № 9. – С. 15–18.

3. Смердин А.С. Совершенствование системы токосъема магистральных электрических железных дорог в условиях высокоскоростного и тяжеловесного движения: дис. … докт. техн. наук: 05.22.07 / Смердин Александр Николаевич. – Омск, 2019. – 600 с.

4. Исследование токовой нагрузочной способности токоприемника магистрального электроподвижного состава / О.А. Сидоров, В.М. Павлов и др. // Вестник ВНИИЖТа. – М., 2015. – № 4. – С. 19–24.

5. Сидоров О.А. Моделирование износа контактных пар устройств токосъема монорельсового электрического транспорта / О.А. Сидоров, С.А. Ступаков, В.М. Филиппов // Известия Транссиба. Омский гос. ун-т путей сообщения. – Омск, 2011. – Вып. 3 (7). – С. 43–52.

6. Bayer R.G. Prediction of Wear in a Sliding System. Wear / R.G. Bayer. – 1968. – Vol. 11. – P. 319–332.

7. Collina A., Melzi S. Effect of contact strip– contact wire interaction on current transfer at high sliding speed in the mid-high frequency range, in: 5th International Conference on Tribology AITC-AIT 2006. – Parma, Italy, September 20–22, 2006.

8. Chen G.X., Yang H.J., Zhang W.H., Wang X., Zhang S.D., Zhou Z.R. Experimental study on arc ablation occurring in a contact strip rubbing against a contact wire electrical current // Tribology Int. – 2013. – Vol. 61. – N 5. – Pp. 88–94,

9. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. – М.: Машиностроение, 1981. – 184 с.

10. Смердин А.Н. Анализ экологической нагрузки от системы токосъема электрифицированного транспорта / А. Н. Смердин, А. Е. Чепурко // Транспорт Урала. – 2018. – № 1 (56). – С. 69–74.

11. John D'Errico (2020). Polyfitn (https://www.mathworks.com/matlabcentral/ fileexchange/34765-polyfitn), MATLAB Central File Exchange. Retrieved, April 19, 2020.

12. Применение нейронных сетей при моделировании системы токосъема на электрических железных дорогах [Текст] / Г.Р. Ермачков, А.С. Голубков и др. // Известия Транссиба. Омский гос. ун-т путей сообщения. – Омск, 2018. – № 1 (33). – С. 69–79.

На сегодняшний день одним из основных направлений развития железнодорожного транспорта является высокоскоростное движение [1]. Эффективная эксплуатация токоприемников, особенно при повышении скоростей движения, заключается в уменьшении затрат на их обслуживание и ремонт. Рост скоростей движения связан с увеличением нагрузок на электроподвижной состав (ЭПС), что приводит к увеличению отказов его деталей и узлов.

Согласно эксплуатационным данным дирекции тяги [2], четверть всех отказов ЭПС приходится на токоприемники (рис. 1, а). При этом наименее отказоустойчивами элементами токоприемника являются контактные вставки (рис. 1, б), которые наглядно отражают последствия некачественного токосъема, приводящие к повышенному износу поверхности контакта [3].

Одним из способов обеспечения качества и надежности токосъема является управление давлением в пневмоприводе токоприемника. На сегодняшний день существует значительное число разработок, посвященных регулированию нажатия, накопленных за несколько десятков лет, однако внедрения этих разработок практически отсутствуют, по причине дороговизны, сложности установки и обслуживания.

Применение систем автоматического регулирования (САР) нажатия по замкнутой структуре в сравнении с системой без регулирования может значительно сократить количество искрений между полозом и контактным проводом, а также снизить износ контактных элементов. Однако недостатком данной системы является реакция на нежелательные явления после их возникновения. При этом результат этой реакции может иметь отрицательный эффект, пример которого можно наблюдать на участке 600–1200 м (рис. 2), где увеличение нажатия вызвало повышенный износ контактных элементов.

Предлагаемое решение связано с программным регулированием давления в пневмоприводе токоприемника по разомкнутой структуре с упреждающим воздействием. Данная система, не дожидаясь ухудшения качества токосъема, начинает реагировать заранее, добиваясь оптимального контактного нажатия на всей протяженности участка по условиям наименьшего износа контактных вставок.

Для Цитирования:
Ермачков Г. Р., Повышение эффективности эксплуатации токоприемников электроподвижного состава за счет программного регулирования давления в пневмосистеме. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: