Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава
Владельцы патента RU 2780696:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к диагностике токоприёмников транспортных средств. Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава содержит установленные на контактном проводе трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп, микроконтроллер, автономный источник питания, передающий блок и приемный блок. Выходы акселерометра и гироскопа связаны со входом микроконтроллера, предназначенного для измерения и оценки ускорений и изменений координат контактного провода при взаимодействии с ним токоприемника электроподвижного состава и соединенного с автономным источником питания и передающим блоком. Приемный блок сопряжен с сетью Ethernet с последующей доставкой информации энергодиспетчеру. При этом на контактном проводе закреплена жесткая шина, длина которой равна длине пролета, в котором реализуется полный зигзаг контактного провода. При этом упомянутые акселерометр и гироскоп установлены в середине указанного пролета. Технический результат заключается в повышении точности диагностики поврежденных токоприемников электроподвижного состава. 1 ил.
Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию, в частности к устройствам диагностики неисправностей токоприемников в момент прохождения электроподвижного состава в зоне расположения устройства.
Наиболее близким к заявленному является устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава, содержащее установленные на контактном проводе трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп, выходы которых связаны со входом микроконтроллера, предназначенного для измерения и оценки ускорений и изменений координат контактного провода при взаимодействии с ним токоприемника электроподвижного состава и соединенного с автономным источником питания и передающим блоком, приемный блок, сопряженный с сетью Ethernet с последующей доставкой информации энергодиспетчеру (Пат. №2772761 на изобретение, МПК B60L 5/18, В60М 1/12, G01M 17/08. Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава / Кулев Ю.В., Лелеков В.Б. (РФ). - №2019103393, Заявлено 07.02.2019; Опубл. 03.06.2020. Бюл. №16).
Недостатком известного устройства является низкая точность диагностики неисправностей полоза токоприемника за счет сложности регистрации затухающих при удалении от места установки устройства колебаний, возникающих при взаимодействии полоза с контактным проводом, и отсутствия регламентированного места установки устройства. Поскольку в пределах пролета контактный провод взаимодействует с полозом по всей длине рабочей поверхности полоза в пределах зигзага, то в случае, когда повреждена или недопустимо изношена лишь часть полоза, колебания, вызываемые проходом неисправного полоза, могут возникать на некотором расстоянии от известного устройства и оказаться недостаточными для их достоверной идентификации и регистрации.
Целью предлагаемого устройства является повышение точности диагностики поврежденных токоприемников электроподвижного состава.
Указанная цель достигается за счет того, что в известном устройстве для диагностики токоприемников электроподвижного состава, содержащем установленные на контактном проводе трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп, выходы которых связаны со входом микроконтроллера, предназначенного для измерения и оценки ускорений и изменений координат контактного провода при взаимодействии с ним токоприемника электроподвижного состава и соединенного с автономным источником питания и передающим блоком, приемный блок, сопряженный с сетью Ethernet с последующей доставкой информации энергодиспетчеру, на контактном проводе закреплена жесткая шина, длина которой равна длине пролета, в котором реализуется полный зигзаг контактного провода, при этом указанные акселерометр и гироскоп установлены в середине указанного пролета.
На чертеже изображено предлагаемое устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава.
Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава содержит установленные на контактном проводе 1 трехосевой акселерометр 2 и трехосевой гироскоп 3, выходы которых связаны со входом микроконтроллера 4, предназначенного для измерения и оценки ускорений и изменений координат контактного провода 1 при взаимодействии с ним токоприемника электроподвижного состава и соединенного с автономным источником питания 5 и передающим блоком 6, приемный блок 7, сопряженный с сетью Ethernet с последующей доставкой информации энергодиспетчеру. На контактном проводе закреплена жесткая шина 8, длина которой равна длине пролета, в котором реализуется полный зигзаг контактного провода, при этом упомянутые акселерометр 2 и гироскоп 3 установлены в середине указанного пролета.
На контактном проводе 1 крепится жесткая шина 8 с помощью распределенного по всей длине крепления, обжимающего фасонные кромки контактного провода 1. Для достоверной диагностики состояния полоза токоприемника целесообразно смонтировать жесткую шину 8 с нулевой стрелой провеса, чтобы динамические процессы, возникающие при взаимодействии токоприемника и контактного провода, оказывали меньшее влияние на картину колебаний, вызванных повреждениями полоза. Жесткая шина 8 может быть выполнена, например, из дюралюминиевого профиля, обладающего высокой изгибной жесткостью и малым удельным весом.
Устройство работает следующим образом.
Величины нормативных значений вибраций и колебаний, возникающих при взаимодействии полоза и контактного провода, могут быть определены аналитически или экспериментально.
Питание устройства осуществляется от автономного источника питания 5. При входе электроподвижного состава в зону действия предлагаемого устройства токоприемник вызывает колебания контактного провода 1 и жесткой шины 8, что регистрируется с помощью трехосевого акселерометра 2 и трехосевого гироскопа 3, от которых полученные данные поступают на вход микроконтроллера 4, обрабатывающего их для последующего анализа. При прохождении в зоне действия устройства электроподвижного состава с неисправным токоприемником контактный провод совершает аномальные колебания, в результате чего микроконтроллер регистрирует, получаемые от трехосевого акселерометра 2 и трехосевого гироскопа 3, сверхнормативные значения вибрации и перемещения контактного провода 1 и шины 8. В микроконтроллере 4 запрограммирован алгоритм определения неисправности токоприемника, согласно которому он прередает 4 передает сигнал тревоги от передающего блока 6 на приемный блок 7, и далее сигнал по сети Ethernet доставляется на исполнительное устройство энергодиспетчера, который принимает решение об остановке поезда.
Жесткая шина 8, соединенная с контактным проводом 1 в пределах пролета, позволяет повысить общую жесткость провода 1 и значительно увеличить полезный сигнал, генерируемый в точке взаимодействия полоза с проводом 1 и передающийся в точку расположения акселерометра 2 и гироскопа 3. Установка трехосевого акселерометра 2 и трехосевого гироскопа 3 в середине пролета, в котором реализуется полный зигзаг, позволяет обеспечить наиболее достоверный сбор информации о состоянии полоза при движении токоприемника по указанному пролету с учетом полного зигзага контактного провода.
Использование предлагаемого устройства для диагностики токоприемников электроподвижного состава позволит повысить точность диагностики поврежденных токоприемников проходящего мимо предлагаемого устройства электроподвижного состава за счет использования соединенной с контактным проводом жесткой шины и установки трехосевого акселерометра и трехосевого гироскопа в середине пролета.
Устройство для диагностики токоприемников электроподвижного состава, содержащее установленные на контактном проводе трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп, выходы которых связаны со входом микроконтроллера, предназначенного для измерения и оценки ускорений и изменений координат контактного провода при взаимодействии с ним токоприемника электроподвижного состава и соединенного с автономным источником питания и передающим блоком, приемный блок, сопряженный с сетью Ethernet с последующей доставкой информации энергодиспетчеру, отличающееся тем, что на контактном проводе закреплена жесткая шина, длина которой равна длине пролета, в котором реализуется полный зигзаг контактного провода, при этом упомянутые акселерометр и гироскоп установлены в середине указанного пролета.
