Система альтернативного управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза переменного тока в режиме тяги тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Супрун Демьян Андреевич

• Супрун Демьян Андреевич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Супрун Демьян Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ В РАССМАТРИВАЕМОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ существующих решений в области обеспечения работоспособности силовых преобразователей в аварийных режимах

1.2 Постановка цели и задач исследования

2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПЛЕЧА СИЛОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, НЕ ПРИНЯВШЕГО ТОКОВУЮ НАГРУЗКУ

2.1 Применение интеграла Дюамеля для анализа электромагнитных процессов в силовых цепях электровозов переменного тока

2.2 Анализ кривой выпрямленного напряжения и тока, определение критериев выявления факта непринятия плечом токовой нагрузки

2.3 Определение граничных значений критериев фиксации ненормального режима работы ВИП

2.4 Общая схема системы диагностирования

3 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ - ТЯГОВАЯ СЕТЬ -ЭЛЕКТРОВОЗ»

3.1 Построение модели силовой части системы «тяговая сеть-электровоз»

3.2 Оценка адекватности имитационной модели «тяговая сеть - электровоз»

3.3 Построение модели системы управления и выявления отклонения работы ВИП от нормального режима

4 ОРГАНИЗАЦИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ НЕПРИНЯТИИ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ ПЛЕЧОМ ВИП

4.1 Описание принципа альтернативного управления

4.2 Автоматическая подстройка угла регулирования при организации альтернативного управления

4.3. Реализация алгоритма альтернативного управления на имитационной модели

5 ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВИП ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

5.1 Построение лабораторного стенда-имитатора ВИП электровоза переменного тока

5.2 Результаты физического моделирование

5.3 Технико-экономическая оценка разработанного способа обеспечения работоспособности ВИП

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система альтернативного управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза переменного тока в режиме тяги»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Применяемые на современных электровозах переменного тока полупроводниковые преобразователи являются ключевым звеном в процессах регулирования уровня напряжения на коллекторных тяговых электродвигателях. Их надежность и долговечность определяет стабильность технологического процесса и эффективность грузо- и пассажироперевозок. В связи с этим, к данному оборудованию предъявляются высокие требования по степени эксплуатационной надежности.

На современных электровозах переменного тока с коллекторным электроприводом для управления скоростью и силой тяги применяются тиристорные выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП), подключенные к секционированной вторичной обмотке силового трансформатора электровоза [110], рисунок 1.

Посредством зонно-фазового принципа управления тиристорами достигается плавное регулирование средневыпрямленного напряжения на выводах преобразователя и, как следствие, изменение крутящего момента на валу тяговых двигателей.

Выпрямительно-инверторный преобразователь электровоза представляет собой сложную электротехническую систему, включающую в себя большое количество отдельных узлов и элементов, взаимодействующих между собой в процессе работы. Надежность преобразователя определяется совокупностью технических характеристик составляющих его элементов, качеством их изготовления, условиями и длительностью эксплуатации, уровнем технического обслуживания и своевременностью ремонта.

Технические параметры, заложенные при создании ВИП, обеспечивают достаточно высокую надежность конструкции. Однако, согласно статистическим

данным, при эксплуатации электровозов на долю ВИП приходится до 15 % отказов от всего электрооборудования [19, 18, 27, 109].

У85 У86

Ув1 У82 Iм

У83 У84

У87 У88

У86 . |

ВИП

г

-1- I_____I

Рисунок 1 - Упрощенная схема электрической силовой части электровоза

переменного тока

К основным факторам, влияющим на надежность работы силового преобразователя, можно отнести:

- изменяющиеся во времени токовые нагрузки;

- широкий диапазон изменения температуры окружающей среды;

- механические нагрузки, обусловленные движением электровоза;

- высокую влажность;

- электромагнитные помехи;

- загрязненность и запыленность.

Совокупное воздействие данных факторов крайне негативно сказывается на техническом состоянии компонентов силового преобразователя и цепей управления. Деградация полупроводниковых элементов и разрушение токоведущих цепей приводят к возникновению аварийных (ненормальных) режимов. В зависимости от причины, аварийные режимы можно разделить на следующие категории: неотпирание плеч ВИП или несвоевременное отпирание (нарушение типового алгоритма управления ВИП); пробой тиристоров плеча; прожег тиристоров плеча.

Пробой тиристоров возникает при воздействии повышенного напряжения или при недопустимой скорости его нарастания. При этом тиристор полностью теряет свойства вентиля (тиристор не запирается, пропуская ток в обоих направлениях). Потеря запирающих свойств одного тиристора приводит к повышению напряжения на исправных тиристорах плеча, включенных последовательно, при этом вероятность их пробоя возрастает. Таким образом, пробой одного тиристора на работу плеча не оказывает ощутимого влияния, однако, оставшись незамеченным, приводит к постепенному развитию сквозного пробоя. Явление сквозного пробоя плеча для преобразователя является наиболее тяжёлым. При этом возникает короткое замыкание вторичной обмотки силового трансформатора или её секции (в зависимости от зоны регулирования). Такой режим работы недопустим, и ВИП должен быть отключен.

Прожог тиристора происходит при протекании тока, превышающего допустимый уровень, или, обладающего высокой скоростью нарастания. Процесс отпирания тиристора начинается в области управляющего электрода, после чего, со скоростью 0,1 мм/мкс, проводимость распространяется по всей поверхности р-п перехода. При скорости нарастания тока, превышающей 10 А/мкс, в начальный момент времени ток протекает только по части полупроводниковой структуры, которая находит вблизи управляющего электрода. Поскольку при этом рабочим током обтекается ограниченная область проводимости, то это приводит к локальному перегреву и возникновению прожога.

Непринятие нагрузки происходит: при уровнях тока и напряжения силовой цепи, не превышающих порог открытия; при обрыве цепей управления или силовых токоведущих частей плеча; вследствие снижения напряжения импульсов управления ниже минимально допустимого уровня.

Исходя из конструктивных особенностей и условий работы ВИП именно снижение напряжения импульсов управления является наиболее частой причиной неотпирания тиристорного плеча. Чаще всего, данная неисправность появляется вследствие нарушений в работе блока выходных усилителей (БВУ-047), рисунок 2. Это блок принимает маломощные сигналы управления от блока

микроконтроллера (БМК-055) и, усиливая их, подаёт в цепь управления тиристорами ВИП или ВУВ.

Контроль состояния оборудования

Контроль и управление оборудованием

Управление силовым

преобразователем

От аналоговых -датчиков Контроль и управление

Питание МПК1

МПК2

К другим устройства системы

(CAN3-CAN8)

CAN1/CAN2 Питание ЦМК

Рисунок 2 - Структурная схема аппаратных средств БУ-193-02

АО «ДЦВ Красноярской ж.д.» проведен анализ работ на сетевых пунктах технического обслуживания Восточного полигона. По результатам анализа составлена статистика отказов электронного оборудования МСУД за 2021 и 2022 года, рисунок 3. Согласно приведенной статистике, от общего числа отказов электронного оборудования МСУД (1890 случаев за 2022 год) на БВУ-047 приходится 12%. Это свидетельствует о том, что данная неисправность является достаточно распространённой.

Рисунок 3 - Диаграмма Парето: выход из строя системы управления МСУД электровозов переменного тока Восточного полигона серии 2(3,4)ЭС5К за 12

месяцев 2021 - 2022 года

Обобщая все неисправности, сопровождающиеся аварийной или ненормальной работой ВИП, их можно разделить на две категории. К первой категории относятся неисправности, появление которых исключает возможность дальнейшей эксплуатации преобразователя (например, пробой и прожег плеча). Ко второй категории относятся неисправности, при появлении которых дальнейшая работа ВИП, хоть и ограниченно, но возможна (например, непринятие нагрузки плечом).

Так как данные неисправности могут появляться в процессе эксплуатации электровоза, то необходимо избирательно выявить и классифицировать повреждение, а также, по возможности, предпринять мероприятия, позволяющие сохранить скорость движения и силу тяги двигателей.

Степень разработанности темы исследования. Разработке теории и практического применения систем и способов диагностирования и защиты полупроводниковых преобразователей напряжения на электровозах переменного тока посвящено множество публикаций [4, 8-10, 17-19, 23, 28-30, 34-37, 41, 47-51, 54-58, 66-83, 90-92]. Результаты научно-технической деятельности множества специалистов послужили основой для постановки задач данной работы.

Цель диссертационной работы. Целью работы является обеспечение работоспособности электровоза переменного тока в случае непринятия тиристорным плечом ВИП токовой нагрузки за счет выявления отказавшего плеча и осуществления адаптации алгоритма управления плечами.

Задачи диссертационной работы. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ существующих технических решений для выявления факта неотпирания одного из тиристорных плеч силового преобразователя электровоза;

2. Разработана математическая модель системы «тяговая сеть - электровоз в режиме тяги» для анализа электромагнитных переходных процессов в цепях ВИП в различных режимах;

3. Выполнен математический анализ электромагнитных процессов в цепи выпрямленного тока ВИП и выявлены характерные признаки непринятия плечом ВИП токовой нагрузки;

4. Разработаны логические схемы выявления плеча ВИП, не принявшего токовую нагрузку;

5. Разработан алгоритм альтернативного управления ВИП при непринятии плечом токовой нагрузки;

6. Выполнена проверка предложенного алгоритма альтернативного управления ВИП на имитационной и физической моделях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель ВИП электровоза в режиме тяги, позволяющая провести исследование электромагнитных процессов его работы, с целью выявления связи между возможными отказами элементов и их диагностических признаками;

2. Разработан принцип оценки состояния силового преобразователя в реальном времени для выявления факта непринятия тиристорным плечом токовой нагрузки и определения номера этого плеча;

3. Разработан алгоритм альтернативного управления ВИП при непринятии токовой нагрузки одним из тиристорных плеч;

4. Разработан принцип адаптации моментов подачи импульсов управления на плечи ВИП при реализации алгоритма альтернативного управления.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Предложены технические решения, позволяющие реализовать контроль над преобразователем при непринятии тиристорным плечом ВИП токовой нагрузки.

2. Разработан программный продукт, позволяющий осуществить определение неоткрывшегося плеча и подачу импульсов управления в соответствии с предложенным альтернативным алгоритмом.

3. Создана физическая модель, позволяющая проводить дальнейшее исследование электромагнитных процессов в силовых цепях электровоза.

Методология и методы исследования. На этапе анализа переходных процессов в цепи выпрямленного тока, а также при формировании основных принципов работы алгоритмов выявления неотпирания плеча и адаптивного управления, исследования проводились в программном пакете компьютерной алгебры Maple Maplesoft. Проверка работоспособности предлагаемых алгоритмов выполнялась на имитационной модели в пакете прикладных программ MATLAB Simulink с включением в процесс факторов, соответствующих реальным условиям эксплуатации ВИП. Возможность реализации разработанных алгоритмов в виде программно-технического комплекса проверена на физической модели.

Положения, выносимые на защиту.

- Математическое моделирование и непрерывный анализ параметров различных режимов работы выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза.

- Логическая взаимосвязь параметров режима работы силового преобразователя при потере управления тиристорным плечом.

- Алгоритм альтернативного управления выпрямительно-инверторным преобразователем при непринятии токовой нагрузки одним из плеч.

- Адаптация углов управления тиристорными плечами ВИП при применении альтернативного управления.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность научных положений и результатов подтверждена: сравнением результатов имитационного моделирования с осциллограммами электромагнитных процессов в силовых цепях электровоза с помощью регрессионного анализа; результатами физического моделирования разработанных алгоритмов на лабораторном стенде.

Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались:

- на Всероссийской научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы энергетики», Благовещенск, ДальГАУ, 2019.

- на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава», Красноярск, ДЦВ КрЖД, 2020.

- Международной научной конференции «International Transport Scientific Innovation (ITSI-2021)», Москва, РУТ (МИИТ), 2021.

- на пленарной секции 6-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов»», Омск, ОмГУПС, 2021.

- на Всероссийской научно-практической конференции творческой молодежи с международным участием «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке», Хабаровск, ДВГУПС, 2022.

- на XXV Хабаровском краевом конкурсе молодых ученых (секция «Технические и химические науки»), Хабаровск, ТОГУ, 2023.

- научных семинарах кафедры «Электротехника, электроника и электромеханика», Хабаровск, ДВГУПС, 2020-2023.

Публикации. Основные материалы исследований опубликованы в 15 научных работах, в том числе в 5 ведущих рецензированных научных изданиях (из перечня ВАК Минобрнауки России), одна в издании, входящем в

международную систему цитирования Scopus. Зарегистрирован патент на изобретение. Получено 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ. Публикации по теме диссертации в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Супрун, Д.А. Рабочее диагностирование тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока / В. Г. Скорик, Д.А. Супрун, Е.В. Буняева. - Текст : непосредственный // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. - 2022. - № 2 (54). - С. 63-73.

2. Супрун, Д.А. Применение интеграла Дюамеля для анализа электромагнитных процессов в силовых цепях электровозов переменного тока / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик. - Текст : непосредственный // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2022. № 1 (73). - С. 145-152.

3. Супрун, Д.А. Энергетический критерий выявления обрыва тиристорного плеча силового преобразователя электровоза переменного тока / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик, О.А. Малышева. - Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2022. - №2. - С. 6-11.

4. Супрун, Д.А. Альтернативный алгоритм управления силовым преобразователем электровоза переменного тока в аварийных режимах / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик, Е.В. Буняева, О.А. Малышева. - Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2022. - № 4-5. - С. 38-43.

5. Супрун, Д. А. Физическое моделирование системы мониторинга процесса управления силовым преобразователем электровоза переменного тока / Д.А. Супрун, Т.В. Бажеко, Я.В. Кузнецова, В.Г.Скорик. Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2023. - № 3 (36). - С. 107-113.

Авторские свидетельства и патенты:

6. Патент № 2 766 917 C1 Российская Федерация, МПК B60L 3/12(2006.01), H02M 7/219(2006.01), H02P 7/295(2006.01). Способ определения аварийного плеча выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока : № 2021123002 : заявл. 29.07.2021 : опубл. 16.03.2022 / Скорик В.Г., Супрун Д.А.,

Блажнов А.И. : заявитель ФГБОУ ВО ДВГУПС. - 11 с. : ил. - Текст : непосредственный.

7. Свидетельство № 2022662831 о регистрации программы для ЭВМ. Реализация алгоритма диагностирования и адаптивного управления многозонным выпрямителем : № 2022662831 : заявл. 27.06.2022 : опубл. 07.07.2022 / Скорик В.Г., Супрун Д.А. : заявитель ФГБОУ ВО ДВГУПС.

8. Свидетельство №2022662831 о регистрации программы для ЭВМ. Программное обеспечение для управления многозонным тиристорным выпрямителем (свидетельство о регистрации программного продукта) : №2022662831 : заявл. 27.06.2022 : опубл. 07.07.2022 / Супрун Д.А., Скорик В.Г., Бажеко Т. В., Кузнецова Я.В.: заявитель ФГБОУ ВО ДВГУПС.

Публикация в издании, входящем в международную систему цитирования Scopus

9. Suprun, D. A. On characteristic signs of damage of thyristor arms of AC electric locomotive power converter / V. G. Skorik, D. A. Suprun, O. A. Malysheva, E. V. Bunyaeva. - Текст : электронный // AIP Conference Proceedings. - 16 May 2023. - 2476 (1): 020062.

Другие публикация по теме диссертации:

10. Власьевский, С.В Система определения повреждений в силовом преобразователе электровоза переменного тока в режиме тяги / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик, Д.А. Супрун, Е.В. Буняева, А.И. Блажнов. - Текст : непосредственный // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2020. - № 5 (45). - С. 71-77.

11. Власьевский, С.В. Математическая модель для исследования электромагнитных процессов при аварийных режимах силового преобразователя электровоза переменного тока / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик, Д.А. Супрун. -Текст : электронный // В сборнике: Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава. Труды

Всероссийской научно-практической конференции с международным участием; под редакцией И.К. Лакина. - 2020. - С. 184-189.

12. Супрун, Д. А. О функциональном диагностировании тиристорных плеч в силовых преобразователях электровозов переменного тока / Д.А. Супрун. -Текст : электронный // В сборнике: Актуальные вопросы энергетики. Материалы 7-й Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной профессиональному празднику "День энергетика"; ответственный редактор О.А. Пустовая. - 2020. - С. 31-35.

13. Малышева, О.А. Особенности применения диодно-транзисторного разрядного плеча в выпрямительно-инверторном преобразователе электровоза переменного тока / О.А. Малышева, А.И. Блажнов, Е.В. Новикова, Д.А. Супрун, В.В. Семченко. - Текст : электронный // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. -2021. - № 3 (28). - С. 24-30.

14. Супрун, Д.А. Принцип адаптации управления многозонным тиристорным выпрямителем электровоза переменного тока в аварийном режиме / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик, О.А. Малышева, Е.В. Буняева. - Текст : электронный // Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ». - 2022. - № 4. - С 103-113.

15. Супрун, Д.А. Система рабочего диагностирования силовых преобразователей электровозов переменного тока / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик. -Текст : электронный // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. - 2022. - Т. 2. - С. 51-56.

16. Буняева, Е.В. Автоматизированная система управления и диагностирования выпрямительно-инверторным преобразователем электровозов переменного тока / Е.В. Буняева, А.С. Зубков, Д.А. Супрун. - Текст : электронный // В сборнике: Современные проблемы цивилизации и устойчивого развития в информационном обществе. Сборник материалов X Международной научно-практической конференции. - Москва, - 2022. - С. 199-206.

17. Супрун, Д.А. Моделирование работы многозонного тиристорного выпрямителя в аварийных режимах / Д.А. Супрун, Т.В. Бажеко, Я.В. Кузнецова,

В.Г. Скорик. - Текст : электронный // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. - 2023. - Т. 2. - С. 63-68. 18. Супрун, Д.А. Обеспечение работоспособности выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в режиме тяги / Д.А. Супрун - Текст : электронный // В сборнике: Молодые ученые -Хабаровскому краю. Материалы XXV краевого конкурса молодых ученых. Редколлегия: Ю.С. Марфин (отв. редактор) [и др.]. - Хабаровск, - 2023. - С. 8287.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, 3 приложений, библиографического списка из 111 наименований. Содержит 171 страницы основного текста, 15 таблиц и 111 рисунков.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ В РАССМАТРИВАЕМОЙ ОБЛАСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ существующих решений в области обеспечения работоспособности силовых преобразователей в аварийных режимах

Разработке теории и практического применения систем и способов диагностирования и защите полупроводниковых преобразователей напряжения на электровозах переменного тока посвящено множество публикаций таких ученых и специалистов как: Капустин Л.Д., Голованов В.А., Бурдасов Б.К., Шабалин Н.Г., Перцовский М.Л., Мазнев А.С., Савоськин А.Н., Пиксаев В.М., Бабичук А.К., Лозановский А.Л., Плакс А.В., Власьевский С.В., Дениско Н.П., Семченко В.В., Лакин И.К., Донской А.Л., Мельниченко О.В., Бузмакова Л.В., Wei X.W., Bryant A. и др.

Особый вклад в разработку специальных средств контроля и оценки технического состояния выпрямительно-инверторного преобразователя и его основных узлов, принадлежит таким исследовательским учреждениям как ООО «Электровыпрямитель», ВНИИЖТ, ВЭлНИИ, АО "ДЦВ КрЖД", а также ряду учебных заведений (МИИТ, ОмГУПС, ПГУПС, ДВГУПС и др.).

Наиболее распространенными и практически применяемыми средствами технического диагностирования компонентов ВИП являются следующие специализированные средства:

1.Приборы и установки контроля параметров тиристоров:

• Переносной прибор классификации тиристоров [47,51].

• Устройства проверки повторяющегося напряжения диодов и тиристоров [51,41].

• Устройство измерения импульсного отпирающего напряжения силовых тиристоров и прямого импульсного напряжения силовых диодов [51].

• Мобильный прибор определения параметров включения цепей управления тиристоров [41, 51,42].

2.Приборы контроля исправности отдельных узлов и цепей ВИП [41, 42, 55,

58].

3.Специализированные приборы и стенды для проведения испытаний и проверки исправности блоков СФИ [54, 55, 109].

Приведённые устройства не интегрированы в систему диагностирования электровоза и представляют собой стационарные установки или переносные приборы, применяемые исключительно в условиях депо при техническом обслуживании и настроечных работах.

Анализ разработок в области бортовых систем защиты и диагностики ВИП электровоза показал, что решения направлены на защиту преобразователя от токов нагрузки, короткого замыкания, а также от последствий потери управления плечами ВИП. Следует заметить, что разработки в области защит полупроводниковых преобразователей проводились с начала 70-х годов XX века по настоящее время [4, 8-10, 17-19, 23, 28-30, 34-37, 41, 47-51, 54-58, 66-83, 90-92]. Ниже представлен ряд работ различной датировки, в которых представлены системы контроля состояния проводникового преобразователя.

Устройство защиты тиристорного преобразователя.

Описываемое техническое решение представлено в виде генератора и устройства пересчета, работающих совместно. В целом, система реализована для двух одинаковых каналов: анодной и катодной групп тиристоров, оснащенных датчиками обратного напряжения. Оба канала, дополнительно оснащенные блоком формирования импульсов, объединяются логически по схеме «И». [68]

Для каждого канала, выходные цепи датчиков и пересчетного устройства, подключены к входам блока контроля совпадения. Выход данного блока соединен с потенциальным и счетным входом триггера. Выходные цепи триггеров воздействуют на входы логического блока «И».

На рисунке 1.1 изображена структурная схема описываемого устройства защиты, где 1 - датчики обратного напряжения; 2 - блоки формирования

импульсов; 3 - логические блоки «И»; 4, 5 - логические блоки «ИЛИ-НЕ», 6-8 -блоки формирования импульсов пересчетного устройства (6 и 7 - инверсные блоки), 8 - формирователь, 9 - логические схемы запоминания «Память».

Рисунок 1.1 - Структурная схема устройства защиты тиристорного

преобразователя электровоза

Импульсы с датчиков защиты, представляют из себя две последовательности импульсов, смещенные на 180°. Пересчетное устройство также формирует синхронные импульсы, сдвинутые на 180°.

После этого, импульсы, сформированные пересчетным устройством, сравниваются с соответствующими импульсами датчиков по логической схеме «И». Импульсы, образованные логическим блоком «И», преобразуются триггерами в меандры с нулевым потенциалом большей длительности. Выходные сигналы триггеров подаются на логическую схему «И», образующую результирующий сигнал.

В нормальном режиме работы ВИП на выходе элемента 5 сохраняется сигнал, равный нулю. Как только возникает потеря импульса с одного из датчиков защиты, блок 9 не переключается, и на выходе блока 5 появляется отрицательный потенциал. Появление такого потенциала свидетельствует о срыве коммутации и служит сигналом для отключения преобразователя.

Следует отметить, что данное техническое решение не позволяет идентифицировать отказавшее плечо и не предусматривает возможность дальнейшей адаптации алгоритма управления.

Устройство для функционального диагностирования и защиты тиристорного преобразователя.

Устройство позволяет выявлять неисправные цепи управления, выполнить защиту преобразователя от токов короткого замыкания вторичных цепей, токов перегрузки, а также исключения неправильной работы защиты при единовременной коммутации тиристорных плеч [81].

На рисунке 1.2 представлено устройство для функционально диагностирования и защиты тиристорного преобразователя. Устройство состоит из: токовых датчиков (1-8), тиристорных плеч (9-16); устройств гальванической развязки (17-20); блок запрета (22); триггерные блоки (21, 23, 27, 29); логические элементы «И» (24, 26, 28); блоки задержки (25).

Рисунок 1.2 - Устройство для функционально диагностирования и защиты тиристорного преобразователя электровоза

Элемент №25 «Задержка» используется для организации защиты преобразователя от токов перегрузки и короткого замыкания в нагрузке. Необходимость введения задержки определяется тем, что при возрастании тока

нагрузки увеличивается угол коммутации тиристорных плеч из-за большой индуктивности обмоток силового трансформатора.

Расчет времени задержки осуществляется по выражению:

t =

агссоБ ( собч--——— а,

Едт ) "' (1.1)

где у - угол коммутации тиристоров;

а - угол управления открытия тиристоров; 1а - значение тока нагрузки;

ЕЛТ - амплитудное значение напряжения питающего трансформатора; Хф - индуктивное сопротивление обмоток трансформатора; ш - круговая частота питающего напряжения.

При превышении током нагрузки максимально допустимого значения, устройство защиты срабатывает и отключает преобразователь, так как время коммутации тиристорных плеч в аварийном режиме превышает время коммутации (уставку блока 25). На инверторный вход элемента «Запрет» подается логический ноль, при этом данный сигнал опережает сигнал на прямом входе. В результате этой рассинхронизации защита срабатывает.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Супрун Демьян Андреевич, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Abduramanov, B.A. Comparison of simulation of non-linear systems in Simintech with Matlab Simulink / B.A. Abduramanov, D.G. Kuchma. - Текст : электронный // Сборник материалов IV Всероссийской молодёжной научно-практической конференции с международным участием (к 100-летию Ю.В. Кнорозова); главный редактор Т.Н. Корж, редколлегия: Ю.А. Иванцова, Е.Н. Кабанкова [и др.] -Севастополь. - 2022. - С. 409-415.

2. Artyushin, A.N. Duhamel's method in inverse problems for the wave equation / A.N. Artyushin. - Текст : электронный // Siberian Journal of Pure and Applied Mathematics. - Novosibirsk. - 2018. - Volume 18. Is. 2. - Р. 30-46.

3. Asenergi.ru : Сайт производителя и поставщика электротехнических изделий и оборудования : сайт. - Москва - URL: https://asenergi.ru/ (дата обращения: 06.02.2022). - Режим доступа: открытый. - Текст : электронный.

4. Buzmakova, L.V. Method Of Diagnosing Reversible Converters Of Alternating Current Electric Locomotives / L.V. Buzmakova, S.V. Vlasevskii, S.Z. Ovseichik. -Текст : электронный // Russian Electrical Engineering. - 2016. - Т. 87. - № 2. - С. 8083.

5. Grossman Eli, A. Actuarial note on Duhamel's Integral / A. Grossman Eli. - Текст : электронный // Journal of the Staple Inn Actuarial Society. - 1954. -Volume 12, Is. 4. -Р. 232-242.

6. Rozanski, M. On theoretical and practical aspects of Duhamel's integral / M. Rozanski, B. Sikora, A. Smuda. - Текст: электронный // Archives of Control Sciences. - 2021. - Volume 31(LXVII), - № 4. - Р. 815-847.

7. Umarov, S. On fractional Duhamel's principle and its applications / S. Umarov. -Текст : электронный // Differential Equations. - 2012. - № 252. - Р. 5217-5234.

8. Vlasevskii, S. Increasing The Reliability Of Reversible Converters Of AC Electric Locomotives / S. Vlasevskii, L. Buzmakova, A. Blazhnov. - Текст : электронный // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2020. - Т. 1115 AISC. - С. 321-328.

9. Wei, X.W. Novel monitoring and protecting system for test thyristor of converter valve module / X.W. Wei, C.L.L. Jiang, J. Zhang // State Grid Corp of China SGCC China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, CN102035189B, 2010.

10. Yang, S., Bryant A., Mawby P., Xiang D., Ran L., Tavner P. An Industry-Based Survey of Reliability in Power Electronic Converters / S. Yang, A. Bryant, P. Mawby, D. Xiang, L. Ran, P. Tavner. - Текст : электронный // IEEE Transactions on Industry Applications. - 2010. - № 47. - P. 1441-1451.

11. Авдеев, А.А. Cравнение систем компьютерного моделирования Matlab и Scilab в сборнике: новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития / А.А. Авдеев. - Текст : электронный // Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. 2018. - С. 7-9.

12. Савоськин, А.Н. Автоматизация электроподвижного состава /

A.Н. Савоськин, JI.A. Баранов, А.В. Плакс и др. под редакцией А.Н. Савоськина. -Москва: Транспорт, 1990. - 311 с. - Текст : непосредственный.

13. Аладьев, В.З. Программирование и разработка приложений в Maple /

B.3. Аладьев, В.К. Бойко, Е.А. Ровба. - Гродно : ГрГУ; - Таллинн : Международная Академия Ноосферы, Балтийское отделение. - 2007, 458 с. - Текст : непосредственный.

14. Ануфриев, И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/6.х / И.Е. Ануфриев. - Санкт -Петербург : БХВ Петербург, 2003. - 736 с. - Текст : непосредственный.

15. Арутюнян, Т.Р. Двусторонние методы интегрирования жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений на основе интеграла Дюамеля / Т.Р. Арутюнян, С.А. Некрасов. - Текст : электронный // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. - 2018. - Т. 10. - № 3. - С. 64 - 73.

16. Асанов, Т.К., Элементы математической модели электровоза с тиристорным преобразователем / Т.К. Асанов, Р.И. Караев, А.Ф. Фролов, А.Н. Шуров. - Текст : электронный // Вестник ВНИИЖТ. - 1981. - № 3. - С. 34 - 38.

17. Бадьян, И.И. Аппаратура микропроцессорной системы управления и диагностики электровоза / И.И. Бадьян. - Текст : электронный // Современные технологии автоматизации. - 2000. - № 4 - С. 48 - 52.

18. Бервинов, В.И. Влияние индуктивности на надежность преобразователей /

B.И. Бервинов, Е.Ю. Доронин. - Текст : электронный // Локомотив. - 2002. - № 6. -

C. 40-46.

19. Бервинов, В.И. Техническое диагностирование локомотивов. / В. И. Бервинов. - Москва : УМК МПС России, 1999. 190 с.

20. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи / Л.А. Бессонов. - Москва : Гардарики, 1999. - 638 с. - Текст : непосредственный.

21. Блажнов, А.И. Этапы развития диагностики электронных преобразователей магистральных отечественных электровозов переменного тока и ее перспективы / А.И. Блажнов. - Текст : электронный // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2019. - № 1 (18). - С. 28 - 32.

22. Богинский, С.А. Результаты эксплуатации выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока ВЛ80Р на Красноярской железной дороге / С.А. Богинский, В.В. Семченко. - Текст : электронный // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. -2019. - Т. 78. - № 1. - С. 27 - 32.

23. Богинский, С.А. Технология сервисного обслуживания и анализ результатов эксплуатации электронного оборудования электровозов переменного тока на железных дорогах Восточного полигона / С.А. Богинский, В.В. Семченко, Н.Г. Шабалин. - Текст : электронный // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - 2019. - Т. 78. - № 3. - С. 169 - 176.

24. Боев, В.М. Расчет переходных процессов в электрических цепях с «некорректными» начальными условиями с помощью интеграла Дюамеля и разрывных функций / В.М. Боев. - Текст : электронный // Электротехника и электромеханика. - 2018. - № 4. - С. 40 - 44. 001: 10.20998/2074-272Х.2018.4.07.

25. Большая энциклопедия транспорта. Т.4. Железнодорожный транспорт. Москва: Большая Российская энциклопедия, 2003. - 1039 с.

26. Бузмакова, Л.В. Новый алгоритм управления выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока в режиме тяги при возникновении аварийного режима. / Л.В. Бузмакова, А.И. Блажнов. - Текст : электронный. Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2019. - № 4 (21). - С. 75 - 77.

27. Бузмакова, Л.В. Причинно-следственные связи дефектов и признаков их проявления в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов переменного тока. / Л.В. Бузмакова. - Текст : электронный // Транспорт Урала. -2008. - № 2 (17). - С. 42-46.

28. Бузмакова, Л.В. Принципы построения системы диагностики выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока с использованием метода параметрической идентификации объекта / Л.В. Бузмакова, С.В. Власьевский. - Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. - № 1. - С. 45 - 47.

29. Бузмакова, Л.В. Система послеремонтного диагностирования выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в локомотивном депо диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук - Текст: электронный / Комсомольск-на-Амуре государственный технический университет. Хабаровск, - 2012.

30. Бузмакова, Л.В. Стационарная система послеремонтной диагностики выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в условиях имитации рабочих воздействий / Л.В. Бузмакова, С.В. Власьевский, С.З. Овсейчик - Текст: электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2011. - № 2 - 3. - С. 27 - 31.

31. Бузмакова, Л.В. Система послеремонтного диагностирования выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в локомотивном депо. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Комсомольск-на-Амуре государственный технический университет. Хабаровск.: 2012.

32. Букреев, Н.В. Расчет переходных процессов в электрических цепях с использованием интеграла Дюамеля / Н.В Букреев. - Текст : электронный //

Проблемы естествознания: история и современность : материалы Всероссийской конференции. - Ставрополь. -2018. - С. 34-38.

33. Власьевский, С.В. Математическая модель для исследования электромагнитных процессов при аварийных режимах силового преобразователя электровоза переменного тока / С.В. Власьевский. - Текст : электронный // Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава: труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием / под ред. И. К. Лакина. - Красноярск : АО «ДЦВ Красноярской ЖД», 2020. - С. 184-189.

34. Власьевский, С.В. Математическое моделирование процессов коммутации в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов однофазно-постоянного тока / С.В. Власьевский. - Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2001. 138 с. - Текст : непосредственный.

35. Власьевский, С.В. Влияние работы оборудования электровозов переменного тока на качество электроэнергии в тяговой сети железных дорог / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик. - Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2010. 103 с. -Текст : непосредственный.

36. Власьевский, С.В. Повышение коэффициента мощности выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока в режимах тяги и рекуперативного торможения / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик, Е.В. Буняева. -Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2011. -№ 1. - С. 2-5.

37. Власьевский, С.В. Свободные колебания напряжения в контактной сети, вызванные процессами коммутации тиристорных преобразователей электровозов / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик, О.В. Мельниченко. - Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2007. - № 1. - С. 14 - 19.

38. Власьевский, С.В. Система определения повреждений в силовом преобразователе электровоза переменного тока в режиме тяги / С.В. Власьевский, В.Г. Скорик, Д.А. Супрун. - Текст : электронный // Ученые записки

Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2020. -№ 5 (45). - С. - 71 - 77.

39. Вольдек, А.И. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: Учебник для вузов. / А.И. Вольдек,

B.В. Попов. - Санкт-Петербург : Питер, 2008. - 320 с. - Текст : непосредственный.

40. Гарбарт, А.И. Simulink и Matlab System Identification Toolbox -инструментарий современного инженера / А.И. Гарбарт, Я.Д. Саенко. - Текст : электронный // Международный студенческий научный вестник. -2018. - № 5. - С. 148 -154.

41. Голованов, В.А. Эксплуатация силовых преобразователей электроподвижного состава / В.А. Голованов, Л.Д. Капустин, Б.И. Хомяков. -Москва : Транспорт, 1979. - 207 с. - Текст : непосредственный.

42. Горбань, В.Н. Электронное оборудование электровоза ВЛ80Р: Ремонт и техническое обслуживание / В. Н. Горбань, А.Л. Донской, Н.Г. Шабалин - Москва : Транспорт, 1984. - 184 с. - Текст : непосредственный.

43. Гусарова, Е. В. Экономическое обоснование эффективности проектных решений и внедрения новой техники на железнодорожном транспорте : учеб. пособие / Е. В. Гусарова. - Хабаровск : Издательство ДВГУПС, 2008. - 157 с. -Текст : электронный.

44. Дубровский, 3. М. Грузовые электровозы переменного тока: Справочник / 3. М. Дубровский, В. И. Попов, Б. А. Тушканов. - Москва : Транспорт, 1991. - 471 с. -Текст : непосредственный.

45. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, А.В. Ионкин, А.В. Нетушил,

C.В. Страхов. - Москва : «Энергия». 1975. - 752 с. - Текст : непосредственный.

46. Исаков, Д.А. Расчёт переходного процесса с помощью интеграла Дюамеля / Д.А. Исаков. - Текст : электронный // Современная наука: теоретический и практический взгляд: материалы Международной конференции. - Уфа : Аэтерна, 2016. - Т. 3. - С. 39-42.

47. Калявин, В. П. Надёжность и диагностика электроустановок. / В. П. Калявин, Л.М. Рыбаков. - Йошкар-Ола : Изд-во Марийского государственного университета, 2000. - 348 с. - Текст : электронный.

48. Капустин, Л. Д. Анализ работы тиристоров на электроподвижном составе. -Текст : непосредственный / Л. Д. Капустин. - Текст : электронный // Параметры и технические особенности перспективных электровозов : сб. науч. тр / Под редакцией д.т.н. О.А. Некрасова. // Москва : ВНИИЖТ, - 1982. № 642 - С. 115-134.

49. Капустин, Л. Д. Экспериментальные исследования аварийных режимов работы тиристорных преобразователей ВИП2-2200М электровозов ВЛ80Р - Текст : непосредственный / Л. Д. Капустин, М.Л. Перцовский, В.Г. Корсун // Параметры и технические особенности перспективных электровозов : сб. науч. тр / Под редакцией д.т.н. О.А. Некрасова. // Москва : ВНИИЖТ, 1982. - С. 55-71.

50. Капустин, Л.Д. Обеспечение надёжности системы управления электроподвижного состава с тиристорными преобразователями / Л.Д. Капустин. -Текст : электронный // Вестник ВНИИЖТ. Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта. - 1975. - № 2. - С. 5-9

51. Капустин, Л.Д. Надежность и эффективность электровозов ВЛ80р в эксплуатации. / Л.Д. Капустин, A.C. Копанев, А.Л. Лозановский. - Москва : Транспорт, 1986. - 240 с. - Текст : непосредственный.

52. Коган, И.Л. Метод интеграла Дюамеля для обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами с точки зрения теории обобщённых функций/ И.Л. Коган. - Текст : электронный // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2010. - № 1 (20). - С. 37-45.

53. Комова, Н.Н. Основные принципы и теоремы теории подобия / Н.Н. Комова. - Москва : МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 2010. - 31 с. - Текст : электронный.

54. Контрольно-диагностический аппарат СФИ ВИП КОДА СФИ ВИП. Руководство по эксплуатации. IG0RX.197208.002501.: ВЭлНИИ. 2006, - 45 с. -Текст : электронный.

55. Костюков В.Н. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемо-сдаточных испытаниях / В.Н. Костюков,

A.В. Костюков, Д.В. Казарин. - Текст : электронный // Контроль и диагностика. -2010. - № 1. - С. 26-35.

56. Котельников, А.В. Рекуперация повышает энергетическую эффективность дорог / А.В. Котельников, А.Я. Коган, Н.С. Назаров. - Текст : электронный // Локомотив. - 2008. - № 04. - С. 20-22.

57. Кулинич, Ю.М. Использование экстремального регулятора как средства повышения коэффициента мощности тиристорного преобразователя / Ю.М. Кулинич, С.А. Шухарев. - Текст : электронный // Известия Транссиба. -2016. - № 2 (26). - С. 91-100.

58. Курмашов, С.М. Система тестовой диагностики ВИП магистральных электровозов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Ленинград, 1988. - 140 с. - Текст : электронный.

59. Лонцих, П.А. Определение реакции механической системы на внешнее воздействие с помощью интеграла Дюамеля и эквивалентной передаточной функции / П.А. Лонцих, С.В. Елисеев. - Текст : электронный // Техника и технология геологоразведочных работ в Восточной Сибири. - Иркутск, - 1972. - С. 130-138.

60. Малышева, О.А. Особенности применения диодно-транзисторного разрядного плеча в выпрямительно-инверторном преобразователе электровоза переменного тока / О.А. Малышева, А.И. Блажнов, Е.В. Новикова, Д.А. Супрун,

B.В. Семченко. - Текст : электронный // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2021. - № 3 (28). - С. 24-30.

61. Матханов, П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. / П.Н. Матханов. - Москва : Высшая школа, 1990. - 400 с.

62. Мельниченко, О.В. Повышение энергетической эффективности тяговых электроприводов электровозов переменного тока / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук - Текст: непосредственный. /

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет". 2015.

63. Мокшин, В.В. Сравнение систем структурного и имитационного моделирования Stratum 2000, Simulink, Anylogic / В.В. Мокшин, А.П. Кирпичников, Д.Н. Маряшина, Н.А. Стадник, А.В. Золотухин. - Текст : электронный // Вестник Технологического университета. - 2019. - Т.22. № 4. - С. 144-148.

64. Находкин, М.Д. Проектирование тяговых электрических машин / М.Д. Находкин, - Москва : Транспорт, 1976. - 624 с. - Текст: непосредственный.

65. Нифедов, М.А. Сравнение времени разложения периодической функции в ряд Фурье в пакетах Mathcad и Matlab / М.А. Нифедов, М.П. Базилевский. - Текст : электронный // Молодая наука Сибири. - 2020. - № 3(9). - С. 237-247.

66. Патент № RU 2 535290 C1 Российская Федерация, МПК H02H 7/10(2006.01) H02H 7/12(2006.01) H02M 1/34(2007.01). Способ защиты и диагностики последовательно соединенных тиристоров и устройство для его осуществления: № 2013130493/07: заявл. 2013.07.02: опубл. 2014.12.10 / Матвеев Д.А., Байков Д.В. : заявитель ФГБОУ ВПО МГК им. Н.П. Огарева. - 8 с. : ил. - Текст : электронный.

67. Патент № RU 196888 U1 Российская Федерация, МПК H02P 7/00(2006.01) H02H 7/10(2006.01). Система диагностики плеч выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока: № 2019133422 : заявл. 2019.10.21 : опубл. 2020.03.19 / Пиксаев В.М., Заводов А.Н, Никитин Ю.А. Проняшин И.Н.: заявитель ПАО «Электровыпрямитель». - 6 с. : ил. - Текст : электронный.

68. Патент № SU 384174 A1 СССР, МПК H02H 7/12(2006.01) H02H 7/10(2006.01). Устройство защиты тиристорного преобразователя: № 1629572/24-7: заявл. 1971.02.18 : опубл. 1973.05.23 / Абрамов А.М., Подобедов Е.Г., Рябов В.Н., Шелепин О.С. : заявитель Абрамов А.М.. - 2 с. : ил. - Текст : электронный.

69. Патент № RU 2 346829 C1 Российская Федерация, МПК B60L 3/12(2006.01). Способ диагностики плеч выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока под нагрузкой: № 2007146074/11: заявл. 2007.12.11 :

опубл. 2009.02.20 / Бабичук А.К., Мельниченко О.В. : заявитель ГОУ ВПО ИРГУПС. - 11 с. : ил. - Текст : электронный.

70. Патент № RU 74531 U1 Российская Федерация, МПК H02P 7/00(2006.01). Устройство диагностики плеч выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока под нагрузкой : № 2008105633/22 : заявл. 2008.02.13: опубл. 2008.06.27 / Бабичук А.К., Мельниченко О.В. : заявитель ФГБОУ ВПО ИРГУПС. - 21 с. : ил. - Текст : электронный.

71. Патент № SU 499627 A1 СССР, МПК H02H 7/10(2006.01). Способ защиты тиристорных коммутаторов: № 2027248 : заявл. 1974.05.22 : опубл. 1976.01.15 / Белых Б.С., Обуховский М.П., Петров Л.П., Подзолов Р.Г., Поскробко А.А., Сперанский В.Ф. : заявитель Белых Б.С.. - 2 с. : ил. - Текст : электронный.

72. Патент № SU 316150 A1 СССР, МПК H02H 7/10(1995.01). Устройство защиты тиристорного преобразователя: № H02H 7/10(1995.01): заявл. 1970.04.20: опубл. 1971.10.01/ Зиновьев Г.С., Попов В.И., Семенов В.В., Уланов Е.И.: заявитель Зиновьев Г.С.. - 3 с. : ил. - Текст : электронный.

73. Патент № RU 2 379205 C1 Российская Федерация, МПК B61C 17/00(2006.01). Способ предаварийной диагностики оборудования электровоза : № 2008132577/11 : заявл. 2008.08.06 : опубл. 2010.01.20/ Бережной А.Л., Пустоветов М.Ю., Солтус К.П. : заявитель организ. - 7 с. : ил. - Текст : электронный.

74. Патент № RU 2 319273 C1 Российская Федерация, МПК H02H 7/10(2006.01)., Способ защиты тиристорного преобразователя в аварийном режиме: № 2006139435/09: заявл. 2006.11.07: опубл. 2008.03.10 / Дашук С.П.: заявитель Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии (Росатом) Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) (RU). - 9 с. : ил. - Текст : электронный.

75. Патент № RU 2 111500 C1 Российская Федерация, МПК G01R 31/28(2006.01) H02M 1/08(2006.01). Устройство контроля импульсов управления тиристорами преобразователя: № 96105273/09: заявл. 1996.03.19: опубл. 1998.05.20 /

Жирков Ю.П.: заявитель Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина. - 5 с. : ил. - Текст : электронный.

76. Патент № RU 2 205489 C1 Российская Федерация, МПК H02H 7/12(2006.01). Способ контроля состояния тиристора: № 2001124679/09: заявл. 2001.09.06: опубл. 2003.05.27 / Захаров В.Г.: заявитель Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова. - 1 с. : ил. - Текст : электронный.

77. Патент № RU 2 308142 C2 Российская Федерация, МПК H02M 1/08(2006.01). Способ и устройство управления тиристорами реверсивного преобразователя для питания якорной цепи электродвигателя постоянного тока (варианты): № 2005118716/09: заявл. 2005.06.16 : опубл. 2007.10.10 / Карпук Ю.А., Магдалев А.И., Сайфутдинов В.Б. : заявитель ОАО "НЛМК". - 13 с. : ил. - Текст : электронный.

78. Патент № SU 720614 A1 СССР, МПК H02H 7/10(2006.01) H02H 7/12(2006.01). Устройство для контроля систем управления тиристорных преобразователей: № 2584450 : заявл. 1978.03.01: опубл. 1980.03.05 / Гаврилов П.Д., Манохин П.И., Коринев Б.Л., Траубе Е.С.: заявитель Гаврилов П.Д. - 2 с. : ил.

- Текст : электронный.

79. Патент № RU 2 400794 C1 Российская Федерация, МПК G05B 23/02(2006.01). Стенд для диагностики и изучения микропроцессорной системы управления электровозом: № 2009132737/07: заявл. 2009.09.01: опубл. 2010.09.27 / Киржнер Д.Л., Сидорук А.М., Раздобаров А.В., Семченко В.В : заявитель ОАО «РЖД». - 7 с. : ил. - Текст : электронный.

80. Патент № RU 2 183896 C1 Российская Федерация, МПК H02H 7/12(2006.01). Устройство для диагностики и защиты реверсивного тиристорного преобразователя: № 2001121296/09: заявл. 2001.07.31: опубл. 2002.06.20 / Ключев В.И., Миронов Л.М.: заявитель ГОУ ВПО МЭИ. - 7 с. : ил. - Текст : электронный.

81. Патент № SU 1 690072 A1 СССР, МПК H02H 7/12(2006.01). Устройство для функционального диагностирования и защиты тиристорного преобразователя: № 4468214: заявл. 1988.07.29: опубл. 1991.11.07 / Колодеев И.Д., Красноперов В.Ф., Ковтун А.Н., Корнеев И.А., Шумилкин В.А.: заявитель Колодеев И.Д.. - 11 с. : ил.

- Текст : электронный.

82. Патент № ЯИ 171204 Ш Российская Федерация, МПК Н02Н 7/10(2006.01). Устройство защиты полупроводникового преобразователя: № 2016129948 : заявл. 2016.07.20: опубл. 2017.05.24 / Удовиченко А.В. : заявитель ФГБОУ ВО НГТУ. -7 с. : ил. - Текст : электронный.

83. Патент № RU 2 197051 С2 Российская Федерация, МПК вставить. Способ и устройство защиты тиристорного преобразователя от развивающихся коротких замыканий : № 2001109387/09: заявл. 2001.04.06 : опубл. 2003.01.20/ Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. : заявитель Южно-Уральский государственный университет. -7 с. : ил. - Текст : электронный.

84. Патент № RU 2766917 С1 Российская Федерация, МПК B60L /12(2006.01) Н02М 7/219(2006.01) Н02Р 7/295(2006.01). Способ определения аварийного плеча выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока: № 2021123002: заявл. 2021.07.29: опубл. 2022.03.16 / Скорик В.Г., Супрун Д.А., Блажнов А.И.: заявитель ФГБОУ ВО ДВГУПС. - 11 с. : ил. - Текст : электронный.

85. Пискунов, Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление для вузов, т1(2): Учебное пособие для вузов. / Н.С. Пискунов. - Москва : Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 432 с. - Текст : непосредственный.

86. Плакс, А.В. Системы управления электрическим подвижным составом: Высшее профессиональное образование / А.В. Плакс. Москва : Маршрут, 2005. -360 с. - Текст : электронный.

87. Распоряжение ОАО "РЖД" от 11.05.2018 N 952/р "О внесении изменений в Методику оценки ущерба от инцидентов, вызывающих нарушения графика движения поездов, утвержденную распоряжением ОАО "РЖД" от 6 августа 2015 г. N 1998р". - Текст: электронный.

88. Распоряжение ОАО "РЖД" от 01.11.2022 N 2831/р "Об утверждении изменений в Методические рекомендации по расчету ущерба от транспортных происшествий и иных событий, связанных с нарушением правил безопасности движения и эксплуатации железнодорожного транспорта в ОАО "РЖД". - Текст : электронный.

89. Савоськин, А.Н. Математическое моделирование электромагнитных процессов в динамической системе контактная сеть - электровоз / А.Н. Савоськин, Ю.М. Кулинич, А.С. Алексеев. - Текст : электронный // Электричество. - 2002. -№2. - С. 29-35.

90. Семченко, В.В. Эксплуатация и техническое обслуживание электронных систем управления электровозов переменного тока / В.В. Семченко, И.К. Лакин, И.Е. Чмилев // Российская железная дорога, Дорожный центр внедрения Красноярской железной дороги, - Красноярск : Изд-во ДЦВ Красноярской железной дороги, 2010. - 72 с. - Текст : электронный.

91. Семченко, В.В. Диагностирование систем управления электровозов переменного тока с тиристорными преобразователями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / В.В. Семченко. Дальневосточный государственный университет путей сообщения. - Хабаровск, 2010. - 199 с. -Текст : электронный.

92. Семченко, В.В. Диагностирование систем управления электровозов переменного тока с тиристорными преобразователями / В.В. Семченко. - Текст : электронный // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2010. -№ 2 (38). - С. 46--53.

93. Скорик, В.Г. Рабочее диагностирование тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока / В.Г. Скорик, Е.В. Буняева, Д.А. Супрун. - Текст : электронный // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. - 2022. - № 2 (54). - С. 63-73.

94. Скорик, В.Г. Математическое моделирование электромагнитных процессов для автоматизированной системы диагностики силовых преобразователей электровозов переменного тока / В.Г. Скорик, Е.В. Буняева, Е.В. Усенко. - Текст : электронный // Мехатроника, автоматика и робототехника. - 2017. - № 1. - С. 135139.

95. Скорик, В.Г. Энергетический критерий выявления обрыва тиристорного плеча силового преобразователя электровоза переменного тока / В.Г. Скорик, О.А.

Малышева, Д.А. Супрун. - Текст : электронный // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2022. - № 2. - С. 6-10.

96. Стратегия научно-технического развития холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и перспективу до 2025 года «Белая книга». 2015. -Текст: электронный.

97. Супрун, Д.А. Применение интеграла Дюамеля для анализа электромагнитных процессов в силовых цепях электровозов переменного тока / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик. - Текст : электронный // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2022. - № 1(73). - С. 145-152.

98. Супрун, Д.А. О функциональном диагностировании тиристорных плеч в силовых преобразователях электровозов переменного тока / Д.А. Супрун. - Текст: электронный // В сборнике: Актуальные вопросы энергетики. Материалы 7-й Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной профессиональному празднику "День энергетика"; ответственный редактор О.А. Пустовая. 2020. - С. 31-35.

99. Супрун, Д.А. Система рабочего диагностирования силовых преобразователей электровозов переменного тока / Д.А. Супрун, В.Г. Скорик. - Текст : электронный // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. -2022. - Т.2. - С. 51-56.

100. Тихменев, Б.Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями / Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов. Москва : Транспорт, 1988. -312 с. - Текст: непосредственный.

101. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман. Москва : Транспорт, 1980. - 470 с. - Текст : непосредственный.

102. Усенко, Е.В. Алгоритм обработки признаков неисправности для автоматизированной системы диагностирования силовых преобразователей электровозов переменного тока /Е.В. Усенко, Л.В. Бузмакова, Е.В. Буняева. -

Текст : электронный // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке, - 2017. - Т.2. - С. 350-352.

103. Устинов, Р.И. Способ повышения работоспособности выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения / Р.И. Устинов. - Текст : электронный // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2020. - Т. 63. - № 1. - С. 49-54. 001:10.17213/0136-3360-2020-1-49-54.

104. Устинов, Р.И. Моделирование аварийных процессов выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза при пропуске управляющих импульсов / Р.И. Устинов, О.В. Мельниченко. - Текст : электронный // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2018. - Т. 22. - № 3 (134). - С. 244254.

105. Устинов, Р.И. Определения пропусков импульсов управления с использованием сигналов датчиков угла коммутации / Р.И. Устинов, О.В. Мельниченко. - Текст : электронный // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. - 2018. - Т.2. - С. 346-350.

106. Устинов, Р.И. Повышение работоспособности выпрямительно-инверторных преобразователей электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук - Текст: непосредственный. / Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения". 2022.

107. Федюков, Ю.А. Особенности применения рядов Фурье в экспериментальных исследованиях / Ю.А. Федюков, С.В Фошкина. - Текст : электронный // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2006. - № 5. - С. 74-79.

108. Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в МЛТЬЛБ, SimPowerSistems и ЗтиНпк / И.В. Черных. - Москва : ДМК Пресс, 2008. - 288 с.: ил. - Текст: электронный.

109. Шабалин Н.Г. Курмашев С.М., Зазыбина Е.Б. Новые возможности диагностики полупроводниковых преобразователей / Н.Г. Шабалин,

С.М. Курмашев, Е.Б. Зазыбина. - Текст: электронный // Локомотив. - 2002. - № 7. - С. 29-30.

110. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К) "Ермак". Руководство по эксплуатации. ИДМБ.661142.009РЭ. Новочеркасск : Издательство НЭВЗ, 2004 г. -Текст: электронный.

111. Энергетическая стратегия холдинга «Российские железные дороги» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от «15» декабря 2011 г. № 2718р. - Текст: электронный.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Результаты математического моделирования нормального и аварийного режима работы ВИП для второй и третьей зоны регулирования напряжения

охо л»? лоо :.уг а с

ц(1)/ц(0)

Ц(1)/Ц(0)>>

и(1)/и(0)>

0.30- цО)/ц(0)

0.25- изуио)>>

0.20- '—ш \

У31(У32) Ц(3)/Ц(0)>

0.15-

0.10 \

0.05- V

0.002 0.003 0.004 0.005 0 006 0.007 0.008 0.009

а)

ар, с

ар, с

0.00; 'лГЦ О ОО- О'Об ОХ'' а С

1/5>/1/°>

0002 0 003 0.004 0.005 0.006 0 007 0.008 0.009

б)

Рисунок А.1 - Результаты математического моделирования нормального и аварийного режима работы ВИП для второй - а) и третьей зоны регулирования напряжения - б)

с

Избирательные блоки плеч для второй и третьей зоны регулирования

напряжения

ц(1)/ц(0) >

Очувствление

ц(1)/ц(0)>>

ц<1)/и<0)>> ►

цШ/цЗД >

о&

&

С

&

СЕ(уУ)р > ► Ц(1)/Ц(0) > ►

&

Очувствление ^^

Ц(1)/Ц(0)>> ►

и(3)/и(0)>> ►

&

СЕ(А)р > ►

у?; > ►-

&

■г

СЕ(У)р >

ц(1)/ц(0)>>

"рГ?; >>

&

а)

цСР/цСО) > Очувствление

Ц(3)/Ц(0)>>

ц(5)/ц(0)>>

СЕ(У)р > ►

цО)/ц(0)>> ^

СЕ(%)р > ►

"рГ?; > ►

СЕ(У)р >

цСР/цСО)»

"рГ?; >> ►-

&

&

&

V

&

б)

&

Рисунок А.2 - Избирательные блоки плеч для второй (а) и третьей (б) зоны регулирования напряжения

1

1

1

1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Листинг программного обеспечения микроконтроллера STM32H7 #include "CMSIS_DSP.h" float u_sign = 0; float u_sign_prev = 0; bool hasChanged = false; bool ishalf = false; float B_1[6]; float C_1[6]; float B_2[6]; float C_2[6]; float A[6];

float positive_part = 0; float positive_part_prev = 0; float negative_part = 0; float negative_part_prev = 0; float SumA0_1 = 0; float SumA0_2 = 0; float coef_2pi50 = 6.283 * 50; float n_1 = 0; float n_2 = 0;

auto timer_get_samples_1 = micros(); auto timer_get_samples_2 = micros(); float t_coef; float temp_t;

float temp_calc_coef_A1; float temp_calc_coef_A2;

float temp1; float temp2; float squarB; float squarC; float u_sin ; float u_straighten ;

float ref_volt;//Опорное напряжение

float null_detect;//Значение тока для определения нуля

float volt;//Значение с датчиков для работы с рядом фурье

float time_limit = 0.017f; //Значение с датчиков для работы с рядом фурье

//

unsigned long timer2; // переменная внетреннего врмени в микросекундах, присваивается в цикле LOOP

bool t_a0n = false, t_a0p = false, t_y0n = false, t_y0p = false, t_an = false, t_ap =

false;

bool t_a0n_2 = false, t_a0p_2 = false, t_y0n_2 = false, t_y0p_2 = false, t_an_2 = false, t_ap_2 = false;

unsigned long time_Signal_a0n; unsigned long time_Signal_a0p; unsigned long time_Signal_y0n, time_Signal_y0p; unsigned long time_Signal_an, time_Signal_ap; float tupr = 1000; // длительность импульса управления float alpha = 3000; // перменнная угла фазового регулирования //

float dE; //отношение отрицательной площади данного 1111 к отрицательной площади за предыдущего 1111

float dE_minus; //отношение отрицательной площади данного 1111 к отрицательной площади за предыдущего 11 float const_time_limit = 0.005; float positive_part_14_1 = 0;

float positive_part_14_2 = 0; float negative_part_14_1 = 0; float negative_part_14_2 = 0; float positive_part_1_4 = 0; float positive_part_1_4_prev = 0; float negative_part_1_4 = 0; float negative_part_1_4_prev = 0; float dE1_4, A1_0; float constA0 = 600; //альфа нуль float constY = 50; //гамма int state_error = 0; bool btn_state_reset = true; auto timer_of_half = 0; //0 - всё ок, ничего не выводит //1 - отказ опорного плеча //2 - отказ промежуточного плеча //3 - отказ управляемого плеча float sec_to_rad(float n) { return (n / 10000.0) * PI;

}

float intermediate_shoulder_Ak(float ap, float a0, float y0, float n) {

return acos((cos(sec_to_rad(ap)) - cos(sec_to_rad(a0 + y0)) + n *

cos(sec_to_rad(a0 + y0))) / n) * 10000 / PI; }

float controlled_shoulder_Ak(float ap, float a0, float y0, float n) {

return acos((cos(sec_to_rad(ap)) - cos(sec_to_rad(a0 + y0)) + n *

cos(sec_to_rad(a0 + y0))) / n) * 10000 / PI; }

float support_shoulder_Ak(float ap, float a0, float y0, float n) {

return (3.14f - acos((1 / (n + 1)) * (cos(sec_to_rad(a0 + y0)) -

cos(sec_to_rad(ap)) - n * cos(sec_to_rad(a0 + y0)) + 1))) * 10000 / 3.14f; }

int get_num_shoulder(int type_error) { if ( type_error == 1) { return 6;

}

if ( type_error == 2) { return 3;

}

if ( type_error == 3) { return 1;

}

if ( type_error == -1) { return 5;

}

if ( type_error == -2) { return 4;

}

if ( type_error == -3) { return 2;

}

}

auto timer_on_detector_error = micros(); float calculationA(float B, float C, float n) { arm_mult_f32(&B, &B, &squarB, 1); arm_mult_f32(&C, &C, &squarC, 1); return (2.0f * sqrt(squarB + squarC)) / n;

}

void printingA(float n) {

//Serial.println(Mpositive_part_1_4_prev, positive_part_1_4"); //Serial.println(String(positive_part_1_4_prev,3)+M "+String(positive_part_1_4,3));

//Serial.println("A0 A1 A2 A3 A4 A5 n = "+String(n)); //Serial.println( String(A[1]/A[0],3) + " " + String(A[2]/A[0],3) + " " + String(A[3]/A[0],3) + " " + String(A[4]/A[0],3) + " " + String(A[5]/A[0],3));

//Serial.println(String(A[0], 3) + " " + String(A[1], 3) + " " + String(A[2], 3) + " " + String(A[3], 3) + " " + String(A[4], 3) + " " + String(A[5], 3) + " " + String(positive_part, 3) + " " + String(positive_part_prev, 3) + " " +

String(negative_part, 3) + " " + String(negative_part_prev, 3)); }

void integral_of_half_period() { positive_part_prev = positive_part; negative_part_prev = negative_part; positive_part = 0.0f; negative_part = 0.0f;

}

void set_pin_state() { if (state_error == 0.0f) {

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr) {

digitalWrite(PD5, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0) { digitalWrite(PD5, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY + tupr) {

digitalWrite(PD7, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY) { digitalWrite(PD7, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= alpha + tupr) {

digitalWrite(PB6, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= alpha + constY) { digitalWrite(PB6, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr+10000) {

digitalWrite(PC12, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0+10000) { digitalWrite(PC12, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY + tupr+10000) {

digitalWrite(PB4, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY+10000) { digitalWrite(PB4, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= alpha + tupr+10000) {

digital Write(PB8, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= alpha + constY+10000) { digitalWrite(PB8, HIGH);

}

}

if (state_error == -1.0f || state_error == 1.0f) {

float ak = support_shoulder_Ak(alpha, constA0, constY, 2.0f); if (micros() - timer_of_half >= constA0 && micros() - timer_of_half <= constA0 + tupr) {

if (digitalRead(PC8) == 0) digitalWrite(PC8, HIGH); } else { if (digitalRead(PC8) == 1) digitalWrite(PC8, LOW);

}

1S0

if (micras() - time^o^half >= ak && micгos() - time^o^half <= ak + tupг)

if (digitalRead(PD7) == 0) I digitalWгite(PD7, HIGH); digitalWгite(PCS, HIGH);

}

} else I if (digitalRead(PD7) == 1) I digitalWгite(PD7, LOW); digitalWгite(PCS, LOW);

}

}

if (micros() - time^o^half >= constA0+10000 && micros() - timeг_of_half <= constA0 + tup^10000) I

if (digitalRead(PC6) == 0) digitalWrite(PC6, HIGH);

} else I if (digitalRead(PC6) == 1) digitalWrite(PC6, LOW);

}

if (micгos() - timeг_of_half >= ak+10000 && micras() - timeг_of_half <= ak + tup^10000) I

if (digitalRead(PB4) == 0) I digitalWгite(PB4, HIGH); digitalWгite(PC6, HIGH);

}

} else I if (digitalRead(PB4) == 1) I digitalWгite(PB4, LOW); digitalWгite(PC6, LOW);

}

}

}

if (state_error == -3.0f || state_error == 3.0f) { if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr) { //digitalWrite(PC8, LOW); digitalWrite(PC8, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0) { //digitalWrite(PC8, HIGH); digitalWrite(PC8, HIGH);

}

float ak = intermediate_shoulder_Ak(alpha, constA0, constY, 2); if (micros() - timer_of_half >= ak - constY + tupr) { //digitalWrite(PC8, LOW); digitalWrite(PC8, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= ak - constY) { //digitalWrite(PC8, HIGH); digitalWrite(PC8, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= ak + tupr) {

digitalWrite(PC12, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= ak) { digitalWrite(PC12, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr+10000) { digitalWrite(PC6, LOW); //digitalWrite(PC6, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0+10000) { digitalWrite(PC6, HIGH); //digitalWrite(PC6, HIGH);

if (micros() - timer_of_half >= ak - constY + tupr+10000) I digitalWrite(PC6, LOW); //digitalWrite(PC6, LOW);

I else if (micros() - timer_of_half >= ak - constY+10000) I digitalWrite(PC6, HIGH); //digitalWrite(PC6, HIGH);

I

if (micros() - timer_of_half >= ak + tupr+10000) I //digitalWrite(PC6, LOW); digitalWrite(PD5, LOW); //digitalWrite(PC12, LOW);

I else if (micros() - timer_of_half >= ak+10000) I //digitalWrite(PC12, HIGH); //digitalWrite(PC6, HIGH); digitalWrite(PD5, HIGH);

I

I

if (state_error == 2.0f) I

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr) I digitalWrite(PD5, LOW);

I else if (micros() - timer_of_half >= constA0) I digitalWrite(PD5, HIGH);

I

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY + tupr) I digitalWrite(PD7, LOW);

I else if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY) I digitalWrite(PD7, HIGH);

I

if (micros() - timer_of_half >= alpha + tupr) I

digitalWrite(PB6, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= alpha + constY) { digitalWrite(PB6, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr+10000) {

digitalWrite(PC12, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0+10000) { digitalWrite(PC12, HIGH);

}

float ak = intermediate_shoulder_Ak(alpha, constA0, constY, 2); if (micros() - timer_of_half >= ak + tupr+10000) {

digitalWrite(PB8, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= ak + constY+10000) { digitalWrite(PB8, HIGH);

}

}

if (state_error == -2.0f) {

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr) {

digitalWrite(PD5, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= constA0) { digitalWrite(PD5, HIGH);

}

float ak = intermediate_shoulder_Ak(alpha, constA0, constY, 2); if (micros() - timer_of_half >= ak + tupr) {

digitalWrite(PB6, LOW); } else if (micros() - timer_of_half >= ak) { digitalWrite(PB6, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + tupr+10000) { digitalWrite(PC12, LOW);

} else if (micros() - timer_of_half >= constA0+10000) { digitalWrite(PC12, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY + tupr+10000) { digitalWrite(PB4, LOW);

} else if (micros() - timer_of_half >= constA0 + constY+10000) { digitalWrite(PB4, HIGH);

}

if (micros() - timer_of_half >= alpha + tupr+10000) { digital Write(PB8, LOW);

} else if (micros() - timer_of_half >= alpha + constY+10000) { digitalWrite(PB8, HIGH);

}

}

}

void leverage_failure() {

if (state_error == 0 && (micros() - timer_on_detector_error) / 1000000.0f > 3)

{

int sign = 1;

if (u_sign < 0) { sign = -1;

}

dE = positive_part / positive_part_prev;

dE_minus = negative_part / negative_part_prev;

if (positive_part_1_4_prev < 0.01) { positive_part_1_4_prev = 0.01;

}

dE1_4 = positive_part_1_4 / positive_part_1_4_prev;

A1_0 = A[1] / A[0];

if (alpha <= 4500) {

if ( (dE_minus > 7) && (A1_0 > 1) ) { state_error = 1 * sign; Serial.рппйп("отказ опорного плеча"); } else if ( (0.15f < A1_0) && (A1_0 < 0.4f) && (dE1_4 > 0.8f) && (dE_minus < 10) ) { //отказ промежуточного плеча state_error = -2 * sign;

Serial.println("отказ промежуточного плеча"); } else if ( (A1_0 >= 0.4f) && (dE_minus < 10) ) { Serial.рппйп("отказ управляемого плеча"); state_error = 3 * sign;

}

} else if ( (alpha > 4500) && (alpha <= 5500) ) { if ( ((dE_minus > 10) || (dE_minus < 0.1)) && (A1_0 > 1) ) { state_error = 1 * sign; Serial.println("отказ опорного плеча"); } else if ( (0.2f < A1_0) && (dE1_4 < 0.33f) && (dE_minus < 10) ) { state_error = 2 * sign;

Serial.println("отказ промежуточного плеча" ); } else if (0.2f < A1_0) { // не промежуточное state_error = 3 * sign;

Serial.println("отказ управляемого плеча");

//Serial. println(String(A 1_0)+" "+String(dE1_4)+"

"+String(dE_minus)); }

} else if (alpha > 5500) { if ( (dE_minus > 10) && (A1_0 > 1) ) { state_error = 1 * sign; Serial.println("отказ опорного плеча"); } else if ( (A1_0 > 0.45f) && (dE > 1.4f) && (dE_minus < 10) ) { state_error = -2 * sign;

Serial.println("отказ промежуточного плеча"); } if ( (0.15f < A1_0) && (A1_0 < 0.4f) && (dE_minus < 10) ) { state_error = 3 * sign;

Serial.println("отказ управляемого плеча");

}

}

}

if (state_error != 0) { //Serial.println("сломано плечо № " + String( get_num_shoulder(state_error)));

btn_state_reset = digitalRead(PE3); if (!btn_state_reset) {

Serial.println(^bLra нажата кнопка сброса");

Serial.println("Было сломано плечо № " + String( get_num_shoulder(state_error)));

Serial.println("Возвращение состояния"); state_error = 0;

}

}

}

void setup() { timer_get_samples_1 = micros(); timer_get_samples_2 = micros(); timer_of_half = micros(); Serial.begin(250000); pinMode(PB8, OUTPUT); pinMode(PB6, OUTPUT); pinMode(PB4, OUTPUT); pinMode(PD7, OUTPUT); pinMode(PD5, OUTPUT);

pinMode(PC12, OUTPUT); pinMode(PC8, OUTPUT); pinMode(PC6, OUTPUT); digitalWrite(PC8, LOW); digitalWrite(PC6, LOW); pinMode(PE3, INPUT_PULLUP);

}

void loop() { timer2 = micros();

ref_volt = analogRead(PA3); //опорное напрявжение

null_detect = analogRead(PA5); //Значение тока для определения нуля

volt = analogRead(PA7); //Значение с датчиков для работы с рядом фурье

u_sin = ((null_detect - ref_volt) / 1024.0f) * 3.3f;

u_straighten = ((volt - ref_volt) / 1024.0f) * 3.3f;

//Serial. println(u_straighten* 5);

//u_straighten=u_sin;

if (u_sin >= 0.0f) {

u_sign = 1.0f; } else { u_sign = -1.0f;

}

if (u_sign_prev != u_sign) { hasChanged = true;

if ((time_limit < (micros() - timer_of_half) /

1000000.0f)&&u_sign>u_sign_prev) { timer_of_half = micros();

}