Электромагнитная совместимость устройств автоматической локомотивной сигнализации с тяговой сетью

 

 

 

 

 

6. Оценка помех,  влияющих на передачу сигнального  тока.

Передача сигналов АЛС  происходит в специфических, свойственных только ей условиях. Во-первых, сигнал в каждой рельсовой цепи передается только от собственного источника и  его уровень в рельсах по мере движения поезда непрерывно возрастает. Во-вторых, переход локомотива с  одной рельсовой цепи на другую сопровождается кратковременным перерывом в  приеме сигналов с пути и резким уменьшением сигнального тока в  рельсах. К тому же, рельсовые цепи, связывающие движущийся локомотив  с передатчиком сигналов, одновременно используют как в системе автоблокировки, так и на электрифицированных  железных дорогах для пропуска тягового тока. Итак, существует большое число  возможных воздействий на прием  сигналов АЛС.

Источниками гармонических  помех являются тяговые сети постоянного  тока и токи рельсовых цепей с  отличной сигнальной частотой.

В настоящее время широко применяются шестипульсовые выпрямители, хотя следует отметить перспективность  двенадцати- и двадцатичетырехпульсовых выпрямителей. В табл. 2. приведены  величины амплитуд гармонических составляющих в кривой выпрямленного напряжения в режиме холостого хода выпрямителя  при симметричном синусоидальном первичном  напряжении для шести-, двенадцати- и двадцатичетырехпульсовых выпрямителей.

При несимметричных несинусоидальных первичных напряжениях, кроме канонических (четных) гармоник, кратных 300 Гц для  шестипульсовых выпрямителей, 600 Гц –  для двенадцатипульсовых и 1200Гц – для двадцатичетырехпульсовых, в кривой выпрямленного напряжения присутствуют и неканонические (нечетные), кратные 50 Гц (50, 100, 150 Гц и т.д.). Величины неканонических гармонических составляющих зависят от углов коммутации и  запаздывания при несимметрии питающего  напряжения управляемых выпрямителей. Так, при угле запаздывания 60⁰ и углах коммутации от 0 до 10⁰ они могут достигать для шестой гармоники 25 % от выпрямленного напряжения, двенадцатой – 11,5%, восемнадцатой и двадцать четвертой – 6%, четырнадцатой, шестнадцатой, двадцатой и двадцать второй – 1,5%. При больших углах коммутации величина амплитуды гармоники снижается.

 

 

 

 

Таблица 2

Величины амплитуд гармонических  составляющих в кривой выпрямленного  напряжения в режиме холостого хода выпрямителя.

Номер гармоники		6	12	18	24	30	36	42	48
Частота гармоники, Гц		300	600	900	1200	1500	1800	2100	2400
Относительные величины амплитуд гармоник к постоянной составляющей выпрямленного напряжения, %		5,7	1,4	0,6	0,35	0,22	0,15	0,11	0,09
Амплитуда гармоники в  зависимости от типа выпрями-теля, В	6-пульсовый	47,02	11,55	4,95	2,8875	1,815	1,237	0,9075	0,7425
	12-пульсовый	-	11,55	-	2,8875	-	1,237	-	0,7425
	24-пульсовый	-	-	-	2,8875	-	-	-	0,7425

Тяговый ток протекает  по двум рельсовым линиям. ЭДС, индуктируемые  в приемных катушках, направлены встречно и взаимно складываются. Поэтому, мешающее воздействие тяговых токов  и их гармоник на устройства АЛС  проявляется лишь тогда, когда токи в рельсах оказываются неравными  между собой или в приемных катушках равные токи индуктируют неравные ЭДС.

Проанализируем причины  появления импульсных помех.

Импульсные помехи возникают, как правило, в результате резких изменений значений тягового тока в  рельсах, на локомотиве, а также намагничиваемости  рельсов. Как указывается в работе, продолжительность периода следования разнополярных импульсов помех зависит от расстояния между магнитными полюсами намагничиваемого места и скорости движения поезда. Примерно при скорости движения поезда 120 км/ч продолжительность периода импульса совпадает с периодом колебаний сигнальной частоты 25 Гц для АЛС электрифицированных железных дорог переменного тока. При проведении экспериментальных исследований в метро такой гармоники обнаружено не было.

Источники импульсных помех  – коммутационные процессы при токосъеме, в коллекторах машин, преобразовательных установках и других элементах электрической  схемы локомотива.

Помехи, вызванные работой  коллекторного генератора постоянного  тока, обусловлены дискретностью  строения магнитной системы и  обмотки якоря. Частота основной гармоники, вызванной коммутациями (иначе, коротким замыканием секций якоря  щеткой), определяется из соотношения

,

где р – число пар полюсов электрической машины;  

n – частота вращения якоря, мин ^–1.

Частота основной гармоники  переменной составляющей равна 30 Гц. Здесь  наиболее весомыми являются гармоники  от 0 до 350 Гц.

Пазовые и зубцевые помехи вызваны поперечными и продольными  пульсациями магнитного потока и  зависят от частоты вращения якоря n и количества пазов z.

Частота зубцевых f_зп и пазовых f_пп помех

;

 при z/p четных и  при z/p нечетных.

Наиболее весомыми здесь  являются гармоники 0 –350 и 850 – 1000Гц, а  пазовых – 0 – 150, 400 – 500, 600 – 900 Гц.

Также наблюдаются случайные  импульсные помехи, возникающие при  процессах коммутации в электрических  аппаратах, длительностью до 10 мкс. 

 

 

 

 

 

 

 

7. Выводы.

В результате проделанной  работы можно сделать следующие  выводы:

-  для оценки численных и временных параметров кодов АЛС предлагается устройство, построенное на базе микропроцессорной технике и персонального ЭВМ типа IBM PC;

-  данное устройство позволяет анализировать степень влияния помех, возникающих в рельсовой цепи, на устройства АЛС и определить причины их появления;

-  причины появления помех в рельсовой цепи описаны;

-  результаты измерений сигнала, записанного с выходов катушек АЛС системой «Контроль» представлены;

-  таким образом, предлагаемое устройство является многофункциональным и позволяет контролировать параметры кодовых сигналов системы АЛС и определять величины помех, влияющих на работу устройств автоматики, как во время измерительной поездки, так и в процессе эксплуатации локомотива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

В процессе курсового проектирования заданная тупиковая пассажирская станция  была оборудована блочно-маршрутной релейной централизацией, разработан однониточный и двуниточный план станции и выполнены соответствующие  расчеты (определены ординаты стрелок, светофоров и изостыков, рассчитана пропускная способность станции, жильность  кабелей, электроэнергия, потребляемая постом ЭЦ).

Также в данной работе проанализированы виды и причины отказов, возникающих  в устройствах автоблокировки.

Для оценки численных и  временных параметров кодов АЛС  предлагается устройство, построенное  на базе микропроцессорной технике  и персонального ЭВМ типа IBM PC. Данное устройство позволяет анализировать  степень влияния помех, возникающих  в рельсовой цепи, на устройства АЛС и аналитически определить причины  их появления. Поэтому предлагаемая система контроля параметров кодов  АЛС является многофункциональной  и позволяет производить измерения, как во время измерительной поездки, так и в процессе эксплуатации локомотива.

Также в процессе выполнения курсового проекта был рассчитан  экономический эффект от внедрения  предлагаемой системы контроля параметров кодов АЛС и освещены вопросы  техники безопасности при работе компьютерной техникой.