Пояснительная записка (1192626), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

При выполнение ремонта ВИП в депо используются следующие измерительные инструменты: осциллографы, тестеры, амперметры, частотомеры, вольтметры, также используются приборы специализированные для данной области: приборы проверки параметров тиристоров; стенды проверки и настройки сменных кассет блока управления преобразователем, блока системы формирования импульсов управления тиристорами, блока автоматического управления; тестеры для проверки правильности алгоритма работы блока управления преобразователем.

При диагностировании в депо наиболее часто применяются следующие средства [4]:

– приборы проверки исправности отдельных элементов ВИП;

– приборы проверки параметров тиристоров:

1. прибор проверки напряжения тиристоров;

2. прибор для определения тока и напряжения включения цепей управления тиристоров;

3. классификатор тиристоров;

4. прибор для измерения напряжения в открытом состоянии тиристоров [5];

– стенды для испытаний и проверок блоков системы формирования импульсов управления тиристорами.

Проведя анализ существующих инструментов и систем для проведения диагностики ВИП электровозов можно сделать вывод, что все представлено в виде неавтоматизированных технических средств, каждое из которых выполняет именно свою операцию. Как оговаривалось ранее к настоящему времени существует достаточно большое количество методов для проверки состояния ВИП, которые позволят обнаружить ряд неисправностей, причем для некоторых из них существует несколько методов, однако как правило широкого распространения данные методы не получают, приборы реализованы в единичном экземпляре и используются в подразделении на базе, которого и были разработаны, причиной этого возможно является не очень высокая эффективность.

Большинство приборов, методов диагностирования электронного оборудования электровоза разработаны в период с 70-х по 90-е годы 20 века, что обуславливает их довольно низкую эффективность и отсутствие автоматизации. Внедрение современных технологий, вычислительной техники позволит повысить эффективность средств диагностирования.

1.2 Общие характеристики систем диагностирования ВИП электровозов переменного тока

Как говорилось ранее, надежность электровоза очень сильно зависит от надежности ВИП, установленного на нем, поэтому необходимо обозначить факторы, от которых в свою очередь зависит надежность ВИП:

– соответствие заложенных характеристик ВИП в процессе разработки, и уровня нагрузок получаемым им при эксплуатации;

– адекватное использование локомотива, выполнение предписаний по его эксплуатации;

– качество сервисного обслуживания.

Данные пункты, необходимо соблюдать, для обеспечения правильной и безотказной работы преобразователей. Особенно стоит обратить внимание на третий пункт, потому что именно от его качественного выполнения зависит надежность работы ВИП при движении состава на линии.

Во время всего срока эксплуатации электровоза ВИП проходят техническое обслуживание и технический ремонт ( далее ТО и ТР соответственно). Главным образом ТО и ТР проводят для поддержания ВИП в исправном состоянии, что в свою очередь обеспечивает надежную работу преобразователя до следующего планового обслуживания. Для каждого типа электровозов существуют определенные нормы по выработке часов между обслуживанием, где соответственно учитываются показатели ВИП, такие нормы определены «Технологической инструкцией по техническому обслуживанию и текущему ремонту полупроводниковых преобразовательных установок отечественных электровозов переменного тока».

Также стоит учитывать параметр как качество ремонта. Так статистические данные отказов ВИП, указывают на то, что поломка ВИП в период эксплуатации в различных режимах, является низкое качество их ремонта, это во многом определяется недостаточным контролем при послеремонтных испытаниях. А именно строгий контроль состояния ВИП, позволил бы вовремя обнаружить дефекты в преобразователе, а также учесть их при дальнейшей эксплуатации.

Техническое состояние ВИП определяется путем выполнения следующих операций:

– проверка исправного состояния ВИП по блоку бортового диагностирования;

– поиск дефектов ВИП с помощью визуального контроля;

– проверка силового блока, блока питания системы управления и блока диагностики;

– проверка вспомогательных элементов ВИП;

– проверка тиристоров;

– комплектование элементов преобразователя при их замене [6].

Для того, чтобы определить силовые параметры вентилей применяются устройства:

– установка ППН З,1, используется в депо, с ее помощью определяют повторяющееся напряжение тиристоров и диодов в преобразовательных устройствах ЭПС при различных значениях токов утечки и обратного тока;

– устройство для измерения импульсного напряжения в открытом состоянии силовых тиристоров и импульсного прямого напряжения силовых диодов в условиях депо;

– прибор для определения тока и напряжения цепей управления тиристора, позволяющий проверять параметры тиристоров без их демонтажа из ВИП [7].

Также применяется прибор ДП2, который необходим для проверки плат системы формирования импульсов, блока питания и тиристоров ВИП. Принцип его работы заключается в том, чтобы подать напряжение на тестируемый узел, сформировать импульс управления тем самым запустив тиристоры плеч преобразователя, после чего происходит измерение соответствующих напряжений до 50В в цепях импульсного, переменного и постоянного токов. При диагностировании можно выбирать несколько разных режимов работы прибора: проверка блока питания, поиск пробитого тиристора, распределение напряжения по тиристорам плеч ВИП [7].

Следующим инструментом диагностирования в условиях депо является контрольно-диагностический аппаратно-программный комплекс «КОДА СФИ ВИП», который необходим для определения неисправностей компонентов СФИ ВИП- 4000. С помощью данного комплекса можно осуществить диагностику импульсных трансформаторов системы управления [8].

Контроль работы цепей и частей ВИП осуществляется с помощью комплекта оборудования, состоящего из высоковольтного шланга и осциллографа. Контроль качества вентилей проводится с помощью прибора HP247, правда он имеет весомый недостаток, прибор не определяет класс отдельного вентиля без разборки ВИП. Сопротивление изоляции силовых цепей ВИП производится мегаомметром напряжения 2500В.

В течение нескольких десятилетий продолжаются разрабатываться диагностическая аппаратура для силовых установок, как правило этим занимаются научно-исследовательские институты, например ВЭлНИИ, ВНИИЖТ, а также лаборатории при учебных заведениях ПГУПСА, ОмГУПСА и т.д. Так например, на кафедре «Теоретические основы электротехники» ПГУПСА – разработан прибор для экспресс-диагностики вентилей и силовых преобразователей [9]. Он состоит из устройства определения ненадежного вентиля, параллельные ветви которого соединены резисторами связи с общей точкой (для электровозов ВЛ80Р, ВЛ85 , ВЛ65).

В этом же отделении собрано устройство диагностики полупроводниковых преобразователей с резисторами связи [9]. Оно имеет большую точность и в тоже время обладает всем функционалом прибора описанного выше, с его помощью можно автоматизировать процесс получения данных об обратных токах вентилей. Данное устройство измеряет напряжение и сопротивление резисторов связи преобразователя при включении испытательного сигнала в схемы. Далее подключается блок обработки данных. Этот блок при помощи заложенного алгоритма расчета схемы ВИП позволяет выявить значение обратных токов. В целом это устройство необходимо для определения потенциально ненадежных тиристоров ВИП без снятия преобразователя. Блок обработки данных повышает точность измерения, он реализован в качестве микропроцессора.

Также ранее в ПГУПС разработан комплект диагностических установок [10]:

– установка для измерения импульсного напряжения тиристоров в открытом состоянии УИПТ-1;

– установка для измерения параметров цепи управления тиристоров УИПТ-2;

– установка для определения класса тиристоров в параллельном ряду УИПТ-3.

Эти установки можно использовать как в автономном режиме, так и в связке измерительно-вычислительного комплекса.

Итак, приведен достаточно большой список средств диагностирования, каждое из которых используется при проведении ремонта, но в них можно отметить весомые недостатки:

– контролируют только параметры взятые отдельно друг от друга;

– для большинства приборов необходимо демонтировать ВИП;

– использование этих приборов, приводит к ошибкам связанным с человеческим фактором, так как уровень автоматизации очень низок;

– при диагностировании без снятия ВИП, проверка параметров и характеристик проходит в отличных условиях от реальной нагрузки;

– данные приборы не являются массовыми, и как правило изготовлены одном экземпляре, для использования в конкретном депо.

Благодаря доремонтной диагностике определяется техническое состояние преобразователей, выявляются отказы и неисправности ВИП, которые нужно устранить во время ремонта. Но также стоит отметить, что не меньшую роль имеет послеремонтная диагностика.

Диагностирование ВИП после ремонта является очень значимым элементом в контроле технического состояния преобразователей, так как это своего рода заключительный этап в ТО или ТР. Основная цель это свести к минимуму выдачу на линию электровоза с не выявленными дефектами ВИП.

В настоящее время такие испытания ВИП в депо проводятся в несколько этапов. Проводится определение технического состояния преобразователя, если есть неисправные узлы, их ремонтируют или заменяют новыми. После чего проводится послеремонтная диагностика всех элементов и ВИП, осуществляется теми же средствами что и до ремонтная, только в обратном порядке. Качество работ по восстановлению сначала контролируется визуально, а затем уже испытывают на электровозе.

Технические средства, которые будут применены для проведения послеремонтной диагностики ВИП в депо, определяются наличием обученного персонала и самого оборудования. При не большом числе электровозов закрепленных за депо чаще используются переносные универсальные приборы. Но у этого подхода есть минус в том, чтобы осуществить все операции, персонал должен иметь высокую квалификацию, чтобы быстро, а главное качественно обнаружить и устранить неисправности и повреждения ВИП. При большом количестве электровозов стоящих на обслуживании, необходимо оснастить депо стационарными стендовыми установками для определения и устранения неисправности, при этом квалификация обслуживающего персонала может быть значительно ниже.

Как отмечалось ранее для проведение послеремонтного и до ремонтного диагностирования используются одни и те же инструменты, приборы и установки, поэтому можно говорить, что и недостатки у них одинаковые. Все они определяют техническое состояние отдельных блоков и элементов ВИП, но стоить понимать, что исправное состояние отдельного узла преобразователя, не говорит о его исправности в целом. Поэтому необходимо осуществлять контроль для проверки взаимодействия элементов ВИП, который позволит наблюдать работу всего ВИП в целом. Контроль осуществляется через подачу на выходы преобразователя проверочного сигнала.

Все вышеперечисленные методы послеремонтного диагностирования, которые применяются в депо, выполняют отдельные операции. Так например одни проверяют пробой тиристоров, другие их класс, третьи токи и напряжения включения тиристоров. Поэтому получить точную информацию о состоянии преобразователя после ремонта, можно только проведя его испытания. В настоящее время не существует комплекса, который может выдать полную информацию о состоянии ВИП после ремонта до его испытаний непосредственно на электровозе.

1.3 Анализ существующих условий в разработке системы диагностирования ВИП электровозов

Процесс разработки методов диагностирования ВИП не является независимым и ведется вместе с такими процессами как:

– совершенствование способов и средств обработки информации;

– изучение причин появления различных дефектов в ВИП;

– развитие теории работы преобразовательных установок;

– совершенствование контрольно-измерительной техники.

Впервые ЭВМ, для диагностирования оборудования электровоза, начали применяться в 80-х годах. Но как можно предположить доступные для депо ЭВМ того времени не обладали нужными мощностями и обладали скромными возможностями. Однако позволяли все же автоматизировать процесс, выполняя простые алгоритмы диагностики. Более серьезные попытки применения ЭВМ в диагностическом комплексе были сделаны уже к концу 90-х годов в научно-исследовательской лаборатории ПГУПС [10].

За двадцать лет в области контрольно-измерительной техники произошел очень сильный скачок, который определен быстрым развитием микропроцессорной техники, взяв за основу которые, можно получить очень эффективные системы. Также удешевление вычислительной техники, обладающей значительной мощностью, открывает возможности по построению контрольно-измерительных приборов.

Общее развитие теории преобразовательной техники способствовало пониманию некоторых физических процессов происходящих в ВИП. Так работы «Процессы коммутации тока вентилей в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов однофазно-постоянного тока» и «Снижение влияния электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения на качество электрической энергии в контактной сети», развивали теорию одновременной коммутации тока вентилей в многозонном ВИП, что позволило усовершенствовать математический модели ВИП [11, 12].

Совершенствование измерительной техники позволило получить большую точность измерений проверяемых величин, а это в свою очередь, позволяло наблюдать за процессами в ВИП значительно точнее, и позволяло наблюдателю получить значительно более достоверную информацию о них. Главным отличительным признаком скачка в области контрольно-измерительной техники является возможность применения большого списка математических методов обработки информации полученной при диагностировании.

Можно сделать вывод, что в настоящее время в сфере диагностирования ВИП наблюдается следующая ситуация:

– образован аппарат математического моделирования переходных процессов в ВИП;

Характеристики

Список файлов ВКР