К 105-летию Омского государственного университета путей сообщения

Диагностирование тяговых электрических машин и других узлов подвижного состава

В.Д. Авилов, заведующий кафедрой «Электрические машины и общая электротехника», доктор технических наук, профессор,
заслуженный работник транспорта РФ
В.В. Харламов, доктор технических наук, профессор

Основным научным направлением кафедры «Электрические машины и общая электротехника» ОмГУПСа является повышение коммутационной устойчивости коллекторных машин постоянного тока. В настоящее время сотрудники кафедры продолжают работу над этой темой применительно к тяговым электрическим машинам.

Рис. 1. Прибор контроля качества коммутации тяговых электродвигателей ПКК-5

Рис. 2. Прибор контроля профиля коллектора тяговых электродвигателей ПКП-4М

Рис. 3. Диагностическая система контроля технического состояния коллекторно-щеточного узла тяговых электрических машин

Широко внедряется прибор для оценки условий коммутации тяговых электрических двигателей на испытательных станциях ремонтных локомотивных депо (рис.1). Прибор работает по сигналу с разнополярных щеток и обеспечивает объективную оценку уровня их искрения, возможность подключения к ЭВМ с фиксацией результатов в протоколе испытаний. Разработана методика оптимальной настройки коммутации электрических машин в условиях эксплуатации с применением приборов объективной оценки уровня искрения щеток и компьютерной технологии обработки экспериментального материала.

Широко внедряется бесконтактный профилометр для оценки состояния коллектора электрической машины (рис. 2). Работа прибора основана на применении вихретокового первичного преобразователя, обладающего повышенной термостабильностью, обеспечивает автоматическое измерение биения поверхности коллектора. Прибор снабжен цифровым накопителем информации с последующей обработкой на ЭВМ. Его внедрение позволяет повысить достоверность состояния рабочей поверхности коллектора тяговых электродвигателей в условиях локомотивного депо и создать базу данных для хранения результатов испытаний.

Создана и внедряется диагностическая система оценки технического состояния коллекторно-щеточного узла машин постоянного тока (рис. 3). Система обеспечивает формирование оценки текущего и прогнозирование технического состояния элементов коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя по результатам измерения параметров профиля коллектора и импульсов искрения щеток. В качестве первичных преобразователей системы используются бесконтактный вихретоковый профилометр и прибор контроля коммутации по сигналу с разнополярных щеток. Программное обеспечение системы позволяет осуществлять запись профилограммы и распределения импульсов искрения по коллектору с выводом изображения на экран и печать, анализ полученных данных и определение технического состояния коллекторно-щеточного узла, диагностирование вида неисправности и формирование рекомендаций по улучшению качества коммутации и хранение базы данных.

Следующим направлением работ является диагностирование гидравлических гасителей колебаний. Кафедрой предложено и внедряется автоматизированное рабочее место оператора по испытаниям гидрогасителей колебаний подвижного состава, позволяющее оценивать их техническое состояние при помощи автоматической записи и анализа рабочей диаграммы с использованием ЭВМ. На основании анализа рассчитанных диагностических параметров и вида рабочей диаграммы программное обеспечение выдает заключение о техническом состоянии гидравлического гасителя. В нем в случае отклонения параметров рабочей диаграммы от установленных указывается возможная неисправность гасителя. Результаты испытаний записываются в базу данных.

Еще одна разработка кафедры универсальное переносное устройство для автоматизации процесса испытаний токоприемников электроподвижного состава. Устройство обеспечивает снятие характеристик нажатия на контактный провод в рабочем диапазоне при подъеме и опускании токоприемника и диагностирование его технического состояния, а также измерение временных характеристик всех типов токоприемников, эксплуатируемых на сети железных дорог России.

Совместно с НПЦ «Динамика» разработана и внедряется в локомотивных депо стационарная система вибродиагностирования колесно-моторных блоков локомотивов и электропоездов. Система позволяет оптимизировать процесс проведения испытания колесно-моторного блока и обеспечивает диагностирование технического состояния его узлов. Программное обеспечение системы обеспечивает отображение состояния колесно-моторного блока, трендов вибропараметров, спектра сигнала, поступающего с преобразователей, формирование заключения о пригодности колесно-моторного блока, формирование и хранение базы данных с выводом информации на печать.

Коллектив кафедры продолжает разрабатывать системы мониторинга и прогнозирования ресурса работы тяговых электрических машин и других узлов подвижного состава.