Science and Transport Progress
Published December 10, 2014 | Version v1
Journal article Open

ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННОЙ ЗАВИСИМОСТИ И СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА СИГНАЛА В ЦЕПИ СТРЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОД ВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Authors/Creators

  • 1. Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Украина

Description

Цель. Работа предполагает установление зависимости изменений во временной области и спектральной составляющих тока в цепи стрелочного электродвигателя переменного тока от его технического состояния. Требуется выделить общие признаки для одинаковых типов повреждений. При помощи анализа полученных сигналов необходимо провести дистанционное диагностирование и определение неисправностей и дефектов стрелочных электродвигателей, а также ускорить процесс поиска неисправностей, отказов и повреждений. Необходимо автоматизировать подход к обслуживанию удаленного напольного оборудованию автоматики, расположенного в габарите движения поездов. В исследовании предполагается разработать комплекс мероприятий по снижению угрозы жизни и здоровью обслуживающего персонала за счет уменьшения времени его пребывания в зоне движения поездов и уменьшению влияния человеческого фактора на результат обслуживания. Методика. В работе изучены строение, параметры и характеристики, особенности эксплуатации и обслуживания стрелочных электродвигателей переменного тока. Определены основные виды возможных повреждений в зависимости от условий процесса эксплуатации. Представлен электродвигатель как объект диагностирования. Результаты. Получены временные зависимости тока в цепи стрелочного электродвигателя для различных его состояний. Установлена связь между техническим состоянием стрелочного электродвигателя и показателями токовой кривой во временной и спектральной областях. Приведено обоснование выявленных отклонений от эталонного сигнала и сделан вывод из полученных результатов. Научная новизна. Предложен способ диагностирования состояния стрелочного электродвигателя переменного тока по временной зависимости и спектральному составу тока в его цепи. Применена схема подключения к обмоткам электродвигателя с учетом не нарушения электрических параметров схемы включения в реальных условиях эксплуатации. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют говорить о возможности и целесообразности дальнейшего развития принципов дистанционного диагностирования на основании анализа временной и спектральной областей токовой кривой в цепи стрелочного электродвигателя. Реальным и рациональным является также внедрение и практическое применение полученных результатов в условиях эксплуатации в качестве самостоятельной системы сбора, анализа, обработки и передачи данных. Данная система делает возможным отслеживание изменений ключевых параметров и формирование предложений по мерам воздействия на ситуацию в реальном времени, а также возможность прогнозирования состояния объектов на основании определения зависимостей предыдущих изменений.

Files

33035-Article Text-67600-1-10-20141230.pdf

Files (1.1 MB)

Name Size Download all
md5:8d89f497f16616cfefe2278853a4ed58
1.1 MB Preview Download

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/33035 (URL)

References

  • Osadchuk Yu.G., Semochkin A.B., Fedotov V.A., Shkurko D.A. Analiz vliyaniya velichiny ekstsentrisiteta rotora asinkhronnogo elektrodvigatelya na pikovoye znacheniye elektromagnitnogo momenta pri pryamom vklyuchenii v set [Analysis of the impact of the magnitude of the eccentricity of the rotor induction motor on the peak of electromagnetic torque for direct inclusion in the network]. Nauka, osvіta і praktika. Krivorozhskiy tekhnicheskiy universitet [Science, education and practice]. Kryvyi Rih, 2011, issue. 1 (1), pp. 264-265.
  • Buriak S.Yu. Matematychne modeliuvannia strilochnoho elektroprivodu [Mathematical modeling of electric switch mechanism]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2010, issue 34, pp. 172-175.
  • Buryak S.Yu. Mathematical modeling of AC electric point motor. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2014, no. 2 (50), pp. 7-20.
  • Hendyrektor «Ukrzaliznytsi»: Zaliznytsi vzhe nastupnoho roku vyidut na yevropeiskyi riven (Railways next year will reach the European level). Available at: http://www.uz.gov.ua/press_center/ukrainian_railways_in_mass_media/387064/ (Accessed 08 August 2014).
  • Novozhilov A.N., Kryukova Ye.V., Isupova N.A., Novozhilov T.A., Nikitin K.I. Diagnostirovaniye ekstsentri-siteta rotora asinkhronnogo dvigatelya po srednekvadratichnoy velichine dopolnitelnykh garmonicheskikh tokov statora (Diagnosing the eccentricity of the induction motor rotor on the rms value of the additional harmonic currents of the stator). SibAK. Nauchno-prakticheskiye konferentsii uchenykh i studentov s distantsionnym uchastiyem. Kollektivnye monografii - Seebach. Scientific and practical conference of scientists and students with remote participation. Collective monographs. Available at: http://sibac.info/10949 (Accessed 20 August 2014).
  • Buryak S.Yu., Gavrilyuk V.I., Gololobova O.A., Beznarytnyy A.M Issledovaniye diagnosticheskikh priznakov strelochnykh elektroprivodov peremennogo toka [Diagnostic features research of AC electric point motors]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2014, no. 4 (52), pp. 7-22.
  • Mandych N.K. Remont elektrodvigateley [Repair of electric motors]. Kyiv, Tekhnika Publ., 1989. 152 p.
  • Titko A.I., Andriyenko V.M., Khudyakov A.V., Gutorova M.S Novyye metody diagnostiki asinkhronnykh dvigateley (New methods of induction motors diagnosis). Available at: http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/PIED_2014_37_13.pdf (Accessed 24 August 2014).
  • Reznikov Yu.M. Elektroprivody zheleznodorozhnoy avtomatiki i telemekhaniki [Electric drives of railway automatics and remote control]. Moscow, Transport Publ., 1985. 288 p.
  • Enriko Anders, Tomas Berndt, Igor Dolgiy. Sistemy avtomatiki i telemekhaniki na zheleznikh dorogakh mira [Railway of Signalling & Interlocking. International Compendium]. Hamburg, Intekst Publ., 2010. 488 p.
  • Soroko V.I., Kaynov V.M., Kaziyev G.D. Avtomatika, telemekhanika, svyaz i vychislitelnaya tekhnika na zheleznikh dorogakh Rossii. Tom 1 [Automation, remote control, communications and computing equipment on Russian railways. Vol. 1]. Moscow, NPF "Planeta" Publ., 2006. 736 p.
  • Chaparro Luis F. Signals and Systems Using MATLAB. Pittsburgh, Academic Press is an imprint of Elsevier Publ., 2011. 752 p.
  • Corinthios Michael. Signals, Systems, Transforms, and Digital Signal Processing with MATLAB. Boca Raton, CRC Press Taylor & Francis Group Publ., 2009. 1316 p.
  • Thomson W.T., Fenger M, Culbert I., Stone G. Development of a tool to detect faults in induction motors via current signature analysis. Electric Motor Predictive Maintanence Conference. Available at: http://www.irispower.com/pdf/newtechpapers/Develop-ent%20of%20a%20tool%20to%20detect%20faults%20in%20induction%20motors%20via%20Current%20Signature%20Analysis.pdf (Accessed 24 August 2014).
  • Leis John William. Digital Signal Processing Using MATLAB for Students and Researchers. New Jersey, John Wiley & Sons Publ., 2011. 382 p.
  • MathWorks. Accelerating the pace of engineering and science. Documentation. Signal Processing Toolbox. Waveforms. Signal Generation. Available at: http://www.mathworks.com/help/signal/ref/ sptool.html (Accessed 24 August 2014).
  • Thomson W.T. A Review of On-Line Condition Monitoring Techniques for Three-Phase Squirrel-Cage Induction Motors. Past Present and Future. Keynote address at IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives. Gijon, 1999, pp 3-18.
  • Thomson W.T., Gilmore R.J. Motor current signature analysis to detect faults in induction motor drivers - fundamentals, Data interpretation, And industrial case histories. Proceeding of the thirty second turbomashinery symposium, 2003. Available at: http://turbolab.tamu.edu/proc/turboproc/T32/t32-16.pdf (Accessed 24 August 2014).