Система послеремонтного диагностирования выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в локомотивном депо тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Бузмакова, Лилия Витальевна

• Бузмакова, Лилия Витальевна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бузмакова, Лилия Витальевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ЛОКОМОТИВНОМ ДЕПО

1.1 Обзор существующих методов и технических средств диагностирования для определения технического состояния ВИП

1.2 Общие характеристики систем диагностирования ВИП электровозов переменного тока до и после их ремонта в локомотивном депо

1.3 Анализ существующих условий в разработке системы диагностирования ВИП электровозов

1.4 Цели и задачи исследования

2 ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТЦИИ И ПОСЛЕРЕМОНТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ В ЛОКОМОТИВНОМ ДЕПО

2.1 Общие сведения об устройстве выпрямительно-инверторного преобразователя и принципе его работы в режиме тяги

2.2 Анализ причин выхода из строя силовых вентилей и другого оборудования выпрямительно-инверторных преобразователей

2.3 Анализ причин выхода из строя выходных каскадов управления выпрямительно-инверторных преобразователей

2.4 Определение диагностических параметров выпрямительно-инверторных преобразователей

2.5 Разработка схемы причинно-следственных связей отказов

ВИП и признаков их проявлений

2.6 Принципы построения системы диагностирования ВИП на основе использования логического метода распознавания

3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВИП ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ЕГО РАБОТЫ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ

3.1 Методика математического моделирования процесса выпрямления ВИП в составе системы «электровоз переменного

тока»

3.2 Математическая модель ВИП, реализованная в пакете схемотехнического моделирования ОгСАР 9.2

3.3 Оценка адекватности математической модели ВИП реальным процессам в выпрямительно-инверторном преобразователе

4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВИП ПРИ ПОСЛЕРЕМОНТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ И ЕЁ ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

4.1 Структурная схема предлагаемой системы диагностирования ВИП

4.2 Физическое моделирование процессов выпрямления ВИП в составе силовой схемы электровоза переменного тока

4.2.1 Физическая модель ВИП

4.2.2 Условия адекватности электромагнитных процессов в фи-

г>,„т

зическои модели ВИП процессам реального ВИП электровоза

4.3 Система управления физической моделью ВИП

4.3.1 Структурная схема системы управления физической моделью ВИП Ю6

4.3.2 Принципиальная схема системы управления физической

110

моделью ВИП

4.3.3 Схема сопряжения СУВ с физической моделью ВИП и ПК

4.4 Общая характеристика процессов работы ВИП при исправных и неисправных технических состояниях

4.4.1 Первая зона

4.4.2 Вторая и третья зоны

4.5 Разработка алгоритма диагностирования ВИП

4.6 Технико-экономическая оценка разработанной системы ди-

омп

агностирования ВИП

ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система послеремонтного диагностирования выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока в локомотивном депо»

ВВЕДЕНИЕ

Выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИП) относятся к основным узлам электронного оборудования электровоза переменного тока. Любое изменение их надёжности в меньшую или в большую сторону ведет соответственно к ухудшению либо улучшению параметров эксплуатационной надёжности и, как следствие этого, производительности электровозов. Отказы ВИП в зависимости от степени тяжести могут привести электровоз в различные состояния, начиная от частичной потери работоспособности до его полной остановки. В связи с этим особое внимание уделяется диагностике и контролю качества ремонта ВИП. Быстрое и точное выявление дефектов обеспечивает: снижение аварийности и сокращение времени проведения ремонта.

Особо значимая роль в контроле технического состояния ВИП отводится послеремонтной диагностике преобразователей. Поскольку она является последним звеном общей технологической цепи ремонта, то её основная цель - исключить случаи выдачи в эксплуатацию ВИП с не выявленными дефектами, а также обеспечить объективную оценку качества работ по техническому обслуживанию и ремонту преобразователей.

В настоящее время в локомотивных депо средства для диагностики ВИП представлены в большом разнообразии. Тем не менее, вопрос об оперативном и комплексном подходе определения технического состояния ВИП после проведения ремонта остаётся до сих пор открытым. Так же наблюдается потребность в улучшении диагностического оборудования. Это обусловлено тем, что разрозненность и неавтома-тизированность большинства технических средств диагностирования силового электронного оборудования, существующих в локомотивных депо, за счет значительного влияния субъективного человеческого

фактора, не позволяют оперативно и достоверно определить техническое состояние ВИП в стационарных условиях. В результате недостатки проведенного ремонта выявляются уже в процессе проведения его испытания на локомотиве под контактным проводом.

Для осуществления эффективной и качественной диагностики на этапе стационара необходим функциональный контроль для проверки взаимодействия элементов ВИП между собой, позволяющий наблюдать работу всего преобразователя в целом либо совместную работу нескольких блоков в режиме имитации реальной нагрузки. На заключительном этапе ремонта функциональный контроль позволил бы выявить все возможные дефекты, допущенные при ошибочной наладке или сборке и монтаже схем еще до установки ВИП на локомотив, где осуществляется окончательная проверка под рабочими воздействиями.

Кроме того, в сложившихся условиях необходима разработка новых и совершенствование существующих методов и приборов диагностики, объединенных в единую комплексную систему. Для этого следует перейти к новым или модернизированным системам диагностики, позволяющим повысить качество ремонта, снизить время его проведения и тем самым повысить эксплуатационную надежность ВИП.

В этой связи представляется актуальной задача разработки программно-технического комплекса и методики для диагностирования преобразователей электровозов переменного тока, которые могли бы, в сочетании с оперативностью и достоверностью выдать информацию о состоянии ВИП при послеремонтных испытаниях в локомотивном депо. Эти задачи нашли отражение в Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ №887р от 17.06.2008г.

Одним из путей повышения качества послеремонтной диагностики ВИП в локомотивном депо является создание стационарной системы

6

диагностики, позволяющей наблюдать работу всего преобразователя как единого объекта диагностирования в условиях имитации рабочих воздействий.

Целью работы является повышение качества ремонта ВИП путем создания системы диагностирования выпрямительно-инверторного преобразователя для послеремонтных испытаний в локомотивном депо.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования в настоящей работе является выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП4000М электровозов переменного тока.

Предметом исследования является электромагнитный процесс, протекающий в силовой схеме электровоза при исправных и неисправных технических состояниях ВИП.

Задачи исследования:

- представление ВИП как объекта диагностирования и определение возможных направлений поиска методов контроля его технического состояния;

- теоретическое рассмотрение влияния различных отказов в работе ВИП на электромагнитные процессы в силовой схеме электровоза;

- построение математической модели ВИП в режиме тяги с учетом его исправного и неисправного технических состояний;

- построение физической модели ВИП и её системы управления для анализа электромагнитных процессов, протекающих при переходе с зоны на зону, при исправном состоянии вентильных плеч и при наличии их обрывов;

- провести выбор диагностических признаков и разработать по ним метод и алгоритм для оценки технического состояния ВИП;

- разработать вариант технического решения для реализации разработанного метода оценки технического состояния преобразователя, то есть систему диагностики ВИП.

Методика исследований

Для решения поставленных диссертационной в работе задач использовались методы расчета электрических цепей, моделирование с помощью программного пакета схемотехнического моделирования ОгСАй 9.2. Анализ режимов функционирования ВИП в различных технических состояниях проведен с помощью математического и физического моделирования электромагнитных процессов в силовой схеме электровоза переменного тока. Обработка результатов экспериментальных исследований проводилась на ЭВМ с помощью общего и специального программного обеспечения.

Научная новизна

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. Установлена взаимосвязь между возникновением максимально возможного отклонения мгновенного значения выпрямленного напряжения и моментом перехода с зоны на зону при обрывах вентильных плеч.

3. Разработаны метод и алгоритм диагностирования для поиска обрывов вентильных плеч ВИП.

Достоверность научных результатов обоснована

1. Проведенными экспериментальными исследованиями с электровозом ВЛ80Р в режиме тяги на участке Иркутск-Слюдянка ВСЖД. Эти исследования доказали адекватность результатов численного анализа математической модели и электромагнитных процессов, полученных в ходе проведения эксперимента. Отклонение электрических параметров математической модели и реального объекта не превышает 5 %.

2. Сравнительным анализом электромагнитных процессов в физической модели ВИП и в ВИП реального электровоза на основе теории подобия физических явлений. Расхождение в значениях по двум критериям подобия составляет 6,1%, что свидетельствует о том, что процессы, происходящие в физической модели ВИП подобны реальным процессам.

Практическая ценность

1. Разработано программно-техническое устройство, для диагностирования обрывов плеч ВИП и одновременной проверки выполнения алгоритма управления по зонам регулирования во время его по-слеремонтных испытаний.

2. Создана физическая модель ВИП с системой управления в составе физической модели электровоза, позволяющая наглядно проследить влияние обрывов вентильных плеч на диагностический параметр и оценить предложенный метод диагностирования плеч ВИП. Созданная физическая модель используется в учебном процессе подготовки студентов специальности 190303.65 - Электрический транспорт железных дорог.

3. Внедрение разработанной системы диагностики позволит сократить время восстановления ВИП и повысить качество его ремонта.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались:

- на научно-практической конференции «Надежность и эффективность систем и устройств электроснабжения железных дорог», Хабаровск, ДВГУПС, 19-20 декабря 2005 года;

- на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития транссибирской магистрали в XXI веке», Чита ЗабИЖТ, 22-24 ноября 2006 года;

- на пятой международной научной конференции «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке», Хабаровск, ДВГУПС, 17-19 апреля 2007 года;

- на международной научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока», Владивосток, МГУ, 5-7 октября 2007 года;

- на международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, ТПУ, 17-19 октября 2007 года;

- на 45 международной научно-практической конференции «Инновационные технологии - транспорту и промышленности», Хабаровск, ДВГУПС, 7-9 ноября 2007 года;

- на всероссийской научно конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования», Хабаровск, ДВГУПС, 22-24 апреля 2008 года;

- на II международной научно-практической конференции «Электрификация железнодорожного транспорта» «ТРАНСЭЛЕКТРО -2008», ДНУЖТ, 30.09 - 04.10. 2008 года;

- на XII краевом конкурсе-конференции молодых ученых и аспирантов (секция «Технические науки»), Хабаровск, ТОГУ, 19 января 2010 года.

Публикации

Основное материалы исследований опубликованы в 14 научных работах, в том числе в 3-х ведущих рецензированных научных изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, приложения, библиографического списка из 80 наименований. Содержит 192 страницы основного текста, 22 таблицы и 63 рисунка.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ЛОКОМОТИВНОМ ДЕПО

Обеспечение надёжной работы локомотивов является одной из основных задач служб железнодорожного транспорта. Выполнение графиков движения электровозов при оптимальных экономических показателях, обеспечение безопасности движения поездов во многом определяется надёжностью локомотивов. Эксплуатационная надёжность электровоза переменного тока находится в прямой зависимости от надёжности составляющих его узлов и устройств.

Разработка современных серий электровозов ведется с учетом повышения безотказности и ремонтопригодности электронного оборудования. Однако на железной дороге в эксплуатации по-прежнему находятся электровозы более ранних годов выпуска (ВЛ80Р, ВЛ85, ВЛ65), при разработке которых, вопросам функциональной диагностики и ремонтопригодности уделялось меньшее внимание, чем вопросам улучшения весовых показателей и габаритов. Поэтому надёжное функционирование данных электровозов во многом зависит от проведения качественного ремонта в депо. В результате износа оборудования, недостатка диагностических средств и запасных устройств в пунктах обслуживания, проблемы обеспечения надлежащего уровня надёжности данных электровозов обостряются. По мере наращивания пробега новыми электровозами типа 2ЭС5К и ЗЭС5К задача проведения качественного ремонта в депо встанет и перед этими электровозами переменного тока.

1.1. Обзор существующих методов и технических средств диагностирования для определения технического состояния ВИП

Выпрямительно-инверторные преобразователи широко используются в энергетике и на железнодорожном транспорте. Независимо от области использования таких преобразователей, к ним предъявляется общее требование надёжной и долговечной работы. Это вызвано необходимостью обеспечения заданного уровня эксплуатационной надёжности установок, в которых они используются.

Выпрямительно-инверторные преобразователи относятся к основным узлам электронного оборудования электровоза переменного тока. Любое изменение их надёжности в меньшую или в большую сторону приводит соответственно к ухудшению либо улучшению параметров эксплуатационной надёжности и, как следствие этого, производительности электровозов. Кроме того, на транспорте надежная работа ВИП электровозов оказывает существенное влияние на безопасность движения. Поэтому, на протяжении уже многих десятилетий, вопросам обеспечения заданного уровня надёжности работы преобразователей уделяется большое внимание. Одним из направлений таких работ является разработка методов диагностирования, контроля технического состояния и испытаний ВИП, а также, разработка и внедрение технических средств, реализующих эти методы.

К настоящему времени, разработано большое количество различных методов диагностирования и контроля технического состояния полупроводниковых преобразователей. Обзор литературных источников, научных трудов и патентный поиск показывает, что наиболее полные исследования в области разработки методов диагностирования и испытаний преобразователей проведены на железнодорожном транспорте. Это может быть объяснено следующими обстоятельствами:

12

- особой значимостью надёжности выпрямительно-инверторных преобразователей и ее влиянием на безопасность движения;

- тяжелыми условиями эксплуатации ВИП, вызывающими различные деградационные процессы в преобразователях;

- существенными экономическими затратами на восстановление работоспособности ВИП. Известно, что каждый внеплановый час простоя электровоза приносит большие убытки (иногда несоизмеримые со стоимостью узлов, обусловивших отказ).

Необходимость в разработке методов диагностирования того или иного типа дефектов определяется в конечном итоге экономической целесообразностью. Поэтому в первую очередь разрабатывались те методы, которые определяют дефекты, наиболее часто встречающиеся в эксплуатации ВИП и не выявление которых приводит к существенным экономическим издержкам.

Вопросам теории и практики диагностирования различных видов преобразователей на электроподвижном составе переменного тока посвящен ряд публикаций таких ученых и специалистов как: Голованов В.А., Капустин Л.Д., Бурдасов Б.К., Шабалин Н.Г., Мазнёв A.C., Перцовский М.Л., Бервинов В.И., Горбань В.Л., Донской А.Л., Лозанов-ский А.Л., Плакс A.B., Курмашов С.М., Зазыбина Е.Б., Теттер В.Ю., Власьевский C.B., Вьюненко, Л.Ф., Виноградов Ю.Н., Лакин И.К., Дени-ско Н.П., и многих других.

Исследования по разработке методов диагностирования и контроля технического состояния полупроводниковых преобразователей проводились в области энергетики и железнодорожного транспорта. Схемы ВИП, используемые на железнодорожном транспорте и в энергетике, существенно отличаются. Различны во многом и их условия эксплуатации. Поэтому, хотя основные виды дефектов преобразователей схожи, причины их возникновения все же отличаются. Отличия в

наиболее характерных причинах возникновения и видах дефектов ВИП определяет выбор приоритетных направлений в исследованиях по разработке систем диагностирования, проводимых в энергетике и на железнодорожном транспорте.

В энергетике полупроводниковые преобразователи используются на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог постоянного тока [65]. Условия эксплуатации их менее тяжелые, чем на электроподвижном составе. Их работа протекает в стационарных условиях. Следовательно, такие дестабилизирующие факторы, как например, вибрация, резкие перепады температур от низких до высоких, повышенная влажность, приводящие к возникновению отказов, в данном случае можно не учитывать. Основным элементом ВИП являются управляемые вентили - тиристоры. Поэтому основным отказом преобразователей на тяговых подстанциях является пробой вентиля. Наиболее частой причиной его отказа является перегрев, возникающий при нарушениях контакта внутри корпуса вентиля в результате плохой пайки или старения припоя, когда из-за деформации в нем появляются микротрещины, изменяется его структура и происходит разрушение припоя [65]. Основным направлением в разработке методов диагностирования ВИП в данной отрасли является выявление ненадежных вентилей и прогнозирование технического состояния преобразователя. К настоящему времени разработано множество методов диагностирования такого рода неисправностей с разборкой и без разборки схем ВИП. Основной подход в разработке этих методов - сравнение отдельных диагностических параметров с установленными допусками либо контроль совокупности диагностических параметров.

Исследования по диагностированию технического состояния вы-прямительно-инверторных преобразователей в области железнодорожного транспорта обусловлены массовостью использования ВИП на

электроподвижном составе, тяжелыми условиями эксплуатации и, следовательно, большим числом повреждений ВИП в процессе эксплуатации, а также значительными экономическими издержками по восстановлению их работоспособности.

На электровозах переменного тока ВИП являются сложной и ответственной частью тягового электропривода. Применение тиристоров в преобразователе позволило разработать и применить схемы плавного регулирования напряжения, систему рекуперативного торможения, а так же провести автоматизацию управления и регулирования

По своим техническим параметрам полупроводниковые преобразователи тягового подвижного состава достаточно надёжны. Однако, как показывают статистические данные, в условиях эксплуатации на долю ВИП приходится до 15% отказов всего электрооборудования электровоза [5, 6, 9, 74]. При эксплуатации, в результате взаимодействия с внешней средой и под действием процессов, протекающих в электровозе при выполнении им рабочих функций, происходит изменение параметров преобразователя. Кроме того, ВИП работают в условиях больших динамических механических воздействий со стороны пути. К характерным особенностям эксплуатации преобразователей подвижного состава, оказывающим влияние на надёжную работу ВИП, можно отнести:

- наличие переменных нагрузок по току и напряжению;

- широкий интервал изменения температуры окружающего воздуха -50°++40° С]

- механические нагрузки: вибрации, удары, толчки;

- повышенная влажность (до 90%);

- большие электромагнитные помехи, которые могут привести к неисправной работе схем управления и защиты;

- запылённость.

Изменение параметров преобразователя происходит также в результате разброса характеристик его элементов (в первую очередь силовых тиристоров и элементов их управления). Все это в совокупности обуславливает широкий спектр возникающих в ВИП неисправностей. В свою очередь, это определяет разнообразие в исследованиях по разработке методов выявления различных неисправностей ВИП.

Все основные неисправности ВИП, исходя из анализа повреждаемости преобразователей по сети дорог, можно выделить в следующие группы:

неисправности, вызванные отказами тиристоров;

неисправности, вызванные отказами системы формирования импульсов (СФИ);

неисправности, вызванные отказами и сбоями в работе системы управления ВИП (БУВИП).

Для выполнения операций технического обслуживания и ремонта преобразователей в депо используются следующие контрольно-измерительные приборы: одно и двухлучевые осциллографы, тестеры, частотометры, вольтметры, амперметры. Кроме того, применяются специализированные приборы и оборудование: стенды и переносные приборы для проверки параметров тиристоров; стенды для проверки и настройки сменных кассет электронного блока управления преобразователем (БУВИП), блока автоматического управления (БАУ), блока системы формирования импульсов управления тиристорами (СФИ); специализированные тестеры для проверки правильности алгоритма работы БУВИП и ВИП (например, ТАУ-2); выносные высоковольтные и низковольтные многожильные кабели (шланги). Ведущая роль в разработке специализированных средств для оценки технического состояния ВИП и отдельных его элементов, принадлежит ВЭлНИИ, НИИ «Электровыпрямитель» (г. Саранск) и ряду высших учебных заведений

(ОмГУПС, ВНИИЖТ, ПГУПС, МИИТ).

Наиболее известными, распространенными и применяемыми в локомотивных депо являются следующие средства технического диагностирования.

1. Приборы и установки для проверки параметров тиристоров:

- Переносной прибор для определения класса тиристоров (классификатор) [[34, 36]

- Установка для проверки повторяющегося напряжения диодов и тиристоров [36, 22]

- Устройство для измерения импульсного напряжения в открытом состоянии силовых тиристоров и импульсного прямого напряжения силовых диодов [36].

- Переносной прибор для определения тока и напряжения включения цепей управления тиристоров [22, 36, 23].

2.Приборы, предназначенные для проверки исправностей отдельных элементов и цепей ВИП [22, 23, 42, 47].

3.Специализированные приборы и стенды для проведения испытаний и проверки исправности блоков СФИ [40, 42, 74].

Указанные специализированные стенды представляют собой стационарные устройства, смонтированные на территории цеха депо, а переносные приборы выполнены в виде малогабаритных конструкций, приспособленных для оперативного производства контрольных и настроечных работ на борту электровоза во время его технического обслуживания.

В целом, техническая реализация существующей системы диагностирования силового электронного оборудования электровоза представляет собой совокупность разрозненных неавтоматизированных технических средств, каждое из которых предназначено для выполнения своей диагностической операции.

Таким образом, к настоящему времени разработано большое количество методов диагностирования технического состояния ВИП, позволяющих выявить целый ряд неисправностей, наиболее часто встречающихся в эксплуатации. При этом часто для выявления одной и той же неисправности существует несколько методов. Разработка и исследование методов диагностирования ВИП проводились исследовательскими и учебными институтами, а также специалистами ремонтных заводов и локомотивных депо. Однако широкого распространения большинство разработанных методов диагностики в практике ремонта локомотивов не получили и реализованы лишь в единичных ремонтных подразделениях. Причиной этого вероятно является низкая эффективность данных методов. Особенно это касается методов, предусматривающих разборку ВИП.

Разрозненность и неавтоматизированность существующих технических средств диагностирования силового электронного оборудования, обусловлена техническими возможностями, существовавшими в период разработки таких средств (70-90 гг.). Это затрудняет построение на основе данных устройств и приборов единой информационной диагностической системы, которая могла бы явиться составной частью единой системы управления техническим состоянием электроподвижного состава. Бурное развитие и появление доступных и эффективных средств микропроцессорной и вычислительной техники позволит осуществить разработку таких средств диагностирования ВИП, которые могут быть интегрированы в единую информационную систему.

1.2. Общие характеристики систем диагностирования ВИП электровозов переменного тока до и после их ремонта в локомотивном депо

Как показали многочисленные исследования, эксплуатационная

18

надёжность электроподвижного состава во многом определяется надёжностью работы его выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИП). Она же, в свою очередь, зависит от следующих факторов:

- соответствия свойств, параметров и характеристик ВИП, заложенных при проектировании, реальным условиям эксплуатации;

- правильности управления локомотивом локомотивной бригадой;

- качества плановых и внеплановых ремонтов.

Все указанные пункты, безусловно, важны для обеспечения безотказной работы преобразователей. Однако необходимо особо отметить третий пункт, поскольку именно он напрямую влияет на эксплуатационную надежность работы ВИП при движении электровоза на линии. Он же, в определенной степени, определяет и значимость второго пункта.

В течение всего срока службы выпрямительно-инверторные преобразователи электроподвижного состава проходят различные виды технического обслуживания (ТО) и ремонта (ТР). Объемы обслуживаний и ремонтов различны, и зависят от их конкретного вида. Основным назначением любого из существующих ТО и ТР является поддержание ВИП в технически исправном состоянии. Это должно обеспечить их надежную работу до следующего планового вида обслуживания и своевременное выявление развивающихся дефектов ВИП. Объем и порядок проведения операций ТО и ремонта ВИП определяется «Технологической инструкцией по техническому обслуживанию и текущим ремонтам полупроводниковых преобразовательных установок отечественных электровозов переменного тока» ТИ4251982.

Надежность электроподвижного состава очень тесно переплетается с понятием о качестве. Так, по данным статистики отказов ВИП локомотивного депо Смоляниново, одной из основных причин, приводящих к повреждениям ВИП в периоды приработки и нормальной экс-

плуатации, является невысокое качество их ремонта. Это связано не только с недостатком средств технической диагностики, нарушениями технологической дисциплины в процессе ремонта преобразователей, но и с недостаточным контролем их технического состояния, особенно на стадии послеремонтных испытаний.

Ведение контроля технического состояния ВИП до и после ремонта, позволяет своевременно обнаруживать и устранять дефекты в преобразователе, а также предупреждать причины их возникновения.

Определение технического состояния ВИП до проведения ремонта осуществляется следующим образом. Оборудование диагностируемого преобразователя с помощью встроенных, переносных и стационарных устройств диагностики проходит ряд проверок, направленных на выявление дефектов и отклонений, возникших в процессе эксплуатации:

1. Проверка исправного состояния ВИП по блоку бортовой диагностики.

2. Определение наличия дефектов ВИП на основе визуального контроля.

3. Проверка исправности основных составляющих блоков ВИП (силового блока, блока питания системы управления и блока диагностики).

4. Проверка исправности вентилей и вспомогательных элементов ВИП.

5. Комплектование элементов преобразователя при их замене.

На всех электровозах переменного тока, кроме ВЛ85, встроенная или иначе бортовая диагностика позволяет провести первичное диагностирование ВИП, то есть определить наличие и место сбоя, а также при достаточном навыке предположить причину возникновения отказа. В качестве встроенного средства диагностики ВИП используется уст-

ройство, сигнализирующее о пробое тиристора в любом плече преобразователя. Действие этого устройства основано на возникновении напряжения между нормально эквипотенциальными точками в тири-сторном плече и в параллельной цепи резисторов. Данные об отказе в конкретном плече ВИП, зафиксированном датчиком, передаются на панель в виде светового сигнала.

Однако встроенная диагностика, установленная на электровозах переменного тока, не полностью охватывает цепи, подлежащие контролю. В ней отсутствует контроль токовой нагрузки и перегрузки отдельных ветвей тиристоров преобразователей. Поэтому при неравномерном распределении тока по параллельным ветвям могут происходить повреждения приборов рабочим током плеча. В отличие от современных электровозов (ЭП1, ЭП1М, 2ЭС5К), на ВЛ80Р и ВЛ65 не предусмотрена возможность контроля формы напряжения, углов регулирования, функций БУВИП, работы отдельных блоков и панели питания. На электровозах ВЛ85 встроенная бортовая диагностика ВИП вообще не предусмотрена.

Проверка состояния электронного оборудования ВИП на локомотиве и в условиях депо включает в себя различные переносные и стационарные приборы и стенды.

Для определения основных параметров силовых вентилей используются следующие устройства:

-установка ППН 3,1 предназначенная для проверки в условиях депо, повторяющегося напряжения (класса) тиристоров и диодов в преобразовательных устройствах ЭПС при различных значениях токов утечки и обратного тока [36];

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

- переносной прибор для определения тока и напряжения цепей управления тиристора, позволяющий проверять параметры тиристоров без их демонтажа из ВИП [36].

Для быстрого определения неисправных силовых тиристоров, транзисторов и предохранителей непосредственно на электровозе, применяется переносной диагностический прибор ДП1 [36]. Проверка осуществляется с опущенным токоприёмником.

Для проверки работы всех плат системы формирования импульсов управления (СФИ), блока питания и тиристоров ВИП используется переносной прибор ДП2 массой 10 кг [36]. Он обеспечивает питание проверяемых узлов, формирует импульсы управления для запуска тиристоров плеч преобразователя и измеряет соответствующее напряжения до 50В в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. При диагностировании можно выбрать с помощью переключателя следующие режимы работы: настройка плат ЖЛО и ЛА24, проверка их установок, проверка плат ЕЕ613 ЩП015, 0Д01, ВК42, проверка блока питания (БП), распределение напряжения по тиристорам плеч ВИП, поиск пробитого тиристора.

Так же для диагностирования неисправностей компонентов СФИ ВИП-4000 и выдачи рекомендаций по их ремонту, используется контрольно-диагностический аппаратно-програмный комплекс «КОДА СФИ ВИП» массой не более 3 кг [40]. Диагностирование осуществляется при наличии полностью исправного шасси блока управления СФИ ЖГКИ.656161, в который вставляются полностью исправные кассеты ОДО, ЩПО и диагностируемые кассеты выходного каскада усиления (ВК). С его помощью можно так же осуществить диагностирование импульсных трансформаторов системы управления, подключив их вместо исправных, а также выявить ряд неисправностей кассет ОДО и ЩПО.

Для контроля работы цепей и элементов ВИП по форме выпрямленного напряжения, в депо в соответствии с заводской инструкцией, применяется переносной комплект измерительного оборудования, состоящий из высоковольтного шланга и осциллографа. По форме выпрямленного напряжения удобно так же измерять фазы всех импульсов управления в режимах тяги и рекуперации.

Для контроля качества вентилей в условиях локомотивного депо используется прибор НР247 (Саранский завод «Электровыпрямитель») предназначенный для определения класса вентилей. Но его существенным недостатком является невозможность определения класса отдельного вентиля без разборки ВИП.

Проверка сопротивления изоляции силовых цепей ВИП в условиях депо производится мегаомметром напряжением 2500 В.

Многие научно-исследовательские институты, такие как ВЭлНИИ и ВНИИЖТ, а также и научно-исследовательские лаборатории высших учебных заведений (ПГУПСа, ОмГУПСа, МИИТа и других), ремонтные заводы и локомотивные депо в течение нескольких десятков лет продолжают разрабатывать диагностическую аппаратуру для силовых полупроводниковых преобразователей. Одна из современных разработок научно-исследовательской лаборатории «Силовые полупроводниковые приборы» кафедры «Теоретические основы электротехники» ПГУПСа — комплекс аппаратуры для экспресс-диагностики вентилей и силовых преобразователей [74]. В него входит переносное устройство определения потенциально ненадежного вентиля в преобразователе, параллельные ветви которого соединены резисторами связи с общей точкой (электровозы ВЛ80Р, ВЛ65, ВЛ85). Такой комплекс внедрен в депо Боготол.

Этой же лабораторией было предложено универсальное устройство диагностики полупроводниковых преобразователей, содержащих

резисторы связи [74]. Оно позволяет при тех же функциональных возможностях повысить точность измерения и автоматизировать процесс получения информации об обратных токах и токах утечки вентилей. Принцип работы этого устройства заключается в измерении напряжений и сопротивлений резисторов связи преобразователя при подаче испытательного сигнала в расчетные точки схемы. Полученные величины поступают в блок обработки данных (БОД). Этот блок с помощью специального алгоритма расчета схемы преобразователя дает возможность выявить значения обратных токов и токов утечки тиристоров всего плеча. В целом данное универсальное устройство позволяет диагностировать в ВИП с резисторами связи потенциально ненадежные тиристоры без демонтажа преобразователя. За счет применения БОД повышается точность измерения. В качестве БОД используют программируемый микропроцессор.

Еще ранее научно-исследовательской лабораторией ЛИИЖТа (ПГУПС) был разработан комплект из следующих диагностических установок [47]:

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.

Данные установки могут работать как в автономном режиме, так и а составе измерительно-вычислительного комплекса.

Несмотря на разнообразие перечисленных выше средств диагностирования, используемых до проведения ремонта, для них можно отметить следующие недостатки:

- приборы, используемые в депо, в основном контролируют отдель-

но взятые параметры;

- для измерения того или иного параметра часто необходим демонтаж ВИП;

- низкий уровень автоматизации измерений приводит к недопустимо большой роли субъективного фактора;

- при стационарном диагностировании ВИП (без демонтажа) проверка его параметров и характеристик осуществляется в условиях отличных от реальной нагрузки, либо в ненагруженном состоянии;

- диагностические приборы и комплексы средств диагностирования ВИП в основном изготовлены силами депо, либо разработаны в научных организациях в единичных экземплярах.

Безусловно, доремонтная диагностика ВИП, проводимая в процессе различных ТО, ТР и неплановых ремонтов, играет важную роль. Благодаря ей в процессе определения технического состояния преобразователей осуществляется выявление отказов и неисправностей составляющих элементов и ВИП в целом, которые необходимо устранить в ходе ремонта. Однако не менее важна роль послеремонтной диагностики в осуществлении качественного ремонта,

Послеремонтная диагностика ВИП на основе технических средств диагностирования является особо значимым элементом в контроле технического состояния преобразователей. Поскольку она является последним звеном общей технологической цепи ремонта, то её основная цель - исключить случаи выдачи в эксплуатацию ВИП с не выявленными дефектами, а также обеспечить объективную оценку качества работ по техническому обслуживанию и ремонту преобразователей.

На данный момент послеремонтные испытания ВИП в локомотивных депо организованы следующим способом. После выявления технического состояния преобразователя, неисправные элементы и узлы заменяют отремонтированными или новыми. При этом проверка на

исправность элементов и самого ВИП (послеремонтная диагностика) при его сборке осуществляется в депо теми же средствами, что и до проведения ремонта, но в обратном порядке. Качество восстановленного после ремонта ВИП сначала должно быть проконтролировано визуально, а затем, после замера основных параметров, методом испытания на электровозе.

Состав технических средств для проведения послеремонтного диагностирования ВИП в локомотивном депо в значительной мере зависит от числа обслуживаемых электровозов и наличия обученного персонала. При малом числе обслуживаемых электровозов чаще используется универсальное переносное измерительное оборудование. Однако в данном случае для качественного проведения ремонта необходим персонал высокой квалификации, который мог бы достаточно квалифицировано и быстро обнаружить и устранить неисправности и повреждения ВИП. При большом числе обслуживаемых электровозов необходимо оснащение депо стационарным специализированным оборудованием для быстрого обнаружения и устранения неисправностей. При этом работа на стендах по инструкции может качественно осуществляться обслуживающим персоналом с квалификацией ниже, чем в первом случае.

Так как настоящее время для осуществления послеремонтного диагностирования ВИП используются те же технические средства и комплексы, что и до проведения ремонта, то и недостатки их также схожи. Все они предназначены для определения технического состояния отдельных блоков и элементов ВИП. Однако при их использовании не учитывается то, что исправное состояние отдельных элементов преобразователя, являющегося сложной системой, ещё не означает его исправности в целом. Поэтому необходим функциональный контроль для проверки взаимодействия элементов ВИП между собой, позво-

ляющий наблюдать работу всего преобразователя в целом либо совместную работу нескольких блоков в режиме имитации рабочих воздействий. Контроль должен осуществляться путем подачи на входы преобразователя различных сочетаний проверочных сигналов с одновременной регистрацией его реакций по выходным каналам.

Перечисленные же средства послеремонтного диагностирования, используемые в депо для определения технического состояния ВИП, выполняют в основном отдельные операции. Одни из них измеряют класс тиристоров, другие - токи и напряжения включения тиристоров, третьи - проверяют тиристоры на пробой и т. д. Получить достоверную информацию о техническом состоянии преобразователя по окончании ремонта можно лишь в процессе проведения испытаний на электровозе, то есть в условиях реальной нагрузки. Таким образом, на данный момент не разработан комплекс, который мог бы выдать полную информацию о состоянии ВИП после осуществления ремонта до установки его на локомотив.

1.3. Анализ существующих условий в разработке системы диагностирования ВИП электровозов

Исследование и разработка методов диагностирования выпрями-тельно-инверторных преобразователей проводились и ведутся на фоне таких параллельно протекающих процессов, как:

- развитие теории работы силовых преобразовательных установок;

- исследование причин возникновения различного рода дефектов в ВИП;

- развитие средств контрольно-измерительной техники;

- развитие средств и методов обработки информации.

Последовательное развитие общей теории силовой преобразовательной техники способствовало боле глубокому пониманию физиче-

27

ских явлений, происходящих в ВИП в процессе коммутации. Так, например, в работе [16, 63] получили развитие вопросы теории одновременной коммутации тока вентилей в многозонном выпрямительно-инверторном преобразователе. Это, в свою очередь, привело к совершенствованию математических моделей ВИП в коммутационных режимах и развитию методов математического моделирования таких процессов.

Развитие средств контрольно-измерительной техники обеспечивало всё большую точность измерений контролируемых величин и совершенствование способов регистрации измерений. Это в свою очередь, давало возможность проводить всё более точные наблюдения за процессами, протекающими в ВИП, при различных режимах работы, позволяя исследователю получать более достоверную информацию о них. В конечном итоге, происходило пополнение знаний в области математического моделирования различных режимов работы ВИП, включая и переходные.

Попытки использования ЭВМ для целей диагностирования различного оборудования ЭПС, в том числе и тиристорных преобразователей, стали предприниматься еще в начале 80-х годов. Однако доступные для практического использования в локомотивном депо ЭВМ того времени обладали весьма скромными возможностями. При этом они всё же позволяли автоматизировать процесс диагностирования и реа-лизовывать довольно простые алгоритмы диагностики. Наиболее серьёзные попытки использования ЭВМ в составе комплекса диагностики преобразователей электровозов были сделаны в конце 90-х годов 20-го века во ВНИИЖТе [36] и в ЛИИЖТе (ПГУПС) [47].

За последние 15-20 лет в области контрольно-измерительной техники произошел качественный скачок. Он определяется интенсивным развитием средств микропроцессорной техники, на основе которых

становится возможным создание весьма эффективных контрольно-измерительных систем. Кроме этого, появление на рынке сравнительно не дорогих, но обладающих значительной мощностью средств вычислительной техники, открыло широкие возможности в построении информационно измерительных комплексов, наделённых огромными потенциальными возможностями по обработке входящей информации.

Одним из отличительных признаков качественного скачка в области контрольно-измерительной техники является появление возможностей оперативного использования широкого арсенала различных математических методов обработки диагностической информации.

Таким образом, к настоящему времени в области дальнейшего развития средств и методов диагностирования ВИП сложилась следующая ситуация:

1. Довольно хорошо развит аппарат математического моделирования переходных процессов в выпрямительно-инверторных преобразователях.

2. Имеются доступные и достаточно совершенные средства для ввода и оперативной математической обработки потоков значений контролируемых величин.

3. Имеется развитый математический аппарат структурной и параметрической идентификации объекта исследования по эмпирическим данным.

Все перечисленное выше, позволяет сделать вывод о том, что появились достаточные предпосылки к разработке и практическому использованию новых методов определения технического состояния ВИП, основанных на применении результатов исследования различных динамических процессов, происходящих в преобразователе.

Одной из важнейших задач, решение которой должно привести к повышению эксплуатационной надёжности ВИП, является повышение

качества контроля над техническим состоянием преобразователя после осуществления его ремонта. Исходя из проведенного в данном параграфе анализа направлений развития средств и методов технического диагностирования тиристорных преобразователей, представляет интерес разработка новой системы послеремонтного диагностирования. Данная система позволит осуществить комплексную проверку ВИП всего парка электровозов переменного тока, с выдачей основной достоверной информации о состоянии преобразователя. Это в свою очередь даст возможность устранить недостатки, существующие в используемой на данный момент системе послеремонтной диагностики ВИП.

1.4. Цели и задачи исследования

Исходя из проведенного анализа существующей системы послеремонтного диагностирования ВИП, выявленных недостатков широко используемых по сегодняшний день в депо методов и средств контроля технического состояния оборудования преобразователей, анализа тенденций развития средств контрольно-измерительной техники и методов диагностирования ВИП, учитывая актуальность проблемы совершенствования системы послеремонтной диагностирования ВИП, цель работы сформулирована в следующем виде:

Основной целью работы является повышение качества ремонта ВИП путем создания автоматизированной системы диагностирования для послеремонтных испытаний в локомотивном депо.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

- представить выпрямительно-инверторный преобразователь как объект диагностирования и определить возможные направления поиска методов контроля технического состояния ВИП при послеремонт-

30

ных испытаниях;

- теоретически рассмотреть влияние различных отказов в работе ВИП на электромагнитные процессы в силовой схеме электровоза и построить математическую модель ВИП в режиме тяги с учетом его исправного и неисправного технических состояний. В качестве теории процессов, необходимо рассмотреть случай сбоя работы вентилей в плечах ВИП в одном из полупериодов напряжения сети по причине отсутствия импульсов управления или неисправности самого тиристор-ного плеча в штатной схеме электровоза, и проследить влияние этого сбоя на электромагнитные процессы в силовой схеме электровоза.

разработать систему диагностирования выпрямительно-инверторного преобразователя при послеремонтных испытаниях в локомотивном депо и алгоритм распознавания исправного и неисправного состояния ВИП на основе сравнения его выходных параметров с выходными параметрами математической модели по зонам регулирования;

- разработать вариант технического решения по реализации разработанной системы диагностирования ВИП;

- сделать технико-экономическую оценку разработанной системы диагностирования ВИП электровозов переменного тока при послеремонтных испытаниях.

2. ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КАК ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПОСЛЕРЕМОНТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ В ЛОКОМОТИВНОМ ДЕПО

Выпрямительно-инверторный преобразователь является сложной системой, включающей в себя ряд отдельных узлов и элементов взаимодействующих в процессе работы. Следовательно, для разработки комплексной информационной системы диагностики ВИП в режиме тяги, необходимо иметь полную информацию о параметрах и характеристиках преобразователя в исправном техническом состоянии, а также информацию о причинах и последствиях повреждений входящих в него узлов и элементов с тем, чтобы предусмотреть профилактические меры для их обнаружения и устранения.

В качестве объекта диагностирования в данной работе выбран преобразователь типа ВИП-4000М, устанавливаемый на грузовых электровозах переменного тока ВЛ80Р, ВЛ85, 2ЭС5К и ЗЭС5К.

2.1. Общие сведения об устройстве выпрямительно-инверторного преобразователя и принципе его работы в режиме тяги

Выпрямительно-инверторный преобразователь типа ВИП-4000М, относится к схемам четырехзонного регулирования с параллельным соединением выпрямительных мостов [23]. Упрощенная схема ВИП в составе силовой схемы электровоза приведена на рис.2.1. Вторичная обмотка преобразователя разделена на три секции, две из которых имеют одинаковую величину, а третья в два раза большую. Каждое из восьми плеч преобразователя (\/в1, \/82, N/83, Ув4, \/в5, Увб, \/Э7, построено по групповому принципу, т.е. состоит из последова-

32

тельно и параллельно включенных тиристоров типа Т353-800.

О4

------►

-

Рис.2.1. Упрощенная схема выпрямительно-инверторного преобразователя в составе силовой схемы электровоза

Число вентилей в плечах, определено исходя из наибольших значений следующих величин:

- напряжения на вторичной обмотки тягового трансформатора, прикладываемого на высшей зоне при наибольшем значении напряжения контактной сети (29 кВ);

- тока плеча ВИП, определяемого величиной выпрямленного тока нагрузки на пределе сцепления колеса с рельсом.

Таким образом, во всех плечах ВИП-4000М имеется по четыре параллельные ветви с последовательно включенными тиристорами 32 класса с неповторяющимся импульсным напряжением в закрытом состоянии не ниже 3600В. Число последних во всех ветвях равно двум. На рис.2.2 показано построение всех плеч ВИП-4000М с учетом элементов цепей управления, устройств защиты от коммутационных перенапряжений (цепочки КС и сопротивлений связи) и устройств для выравнивания напряжений.

Проанализируем принцип работы выпрямительно-инверторного преобразователя в режиме тяги на примере электровоза ВЛ80Р.

Данный электровоз является двухсекционным. В каждой секции (см. рис. 2.3) установлено по четыре тяговых двигателя и одному тяговому трансформатору. Каждая пара двигателей, например, ТД1 и ТД2 первой секции, подключена к соответствующему преобразователю (ВИП61 и ВИП62), получающему питание от отдельных групп вторичных секционированных обмоток силового тягового трансформатора. ВИП в режиме тяги работают как управляемые выпрямители, позволяющие регулировать напряжение на тяговых двигателях от нуля до номинального значения.

Плавное бесконтактное регулирование выпрямленного напряжения, поступающего на двигатели, осуществляется изменением момента открытия тиристоров. Импульсы управления тиристорами в каждой секции электровоза формируются блоком управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП). Для усиления и размножения его маломощных импульсов управления каждое плечо силовых тиристоров в ВИП имеет свою систему формирования импульсов (СФИ). Распределение импульсов по восьми плечам преобразователя осуществляется в соответствии алгоритмом, приведенным в таблице 2.1.

В режиме тяги БУВИП формирует следующие импульсы управления:

- нерегулируемые, подаваемые в начале каждого рабочего периода напряжения сети, с фазой а0 соответствующей минимальному углу открытия тиристоров;

- задержанные относительно нерегулируемых импульсов на 300350 мкс при угле коммутации у = 0, с фазой а03\

- регулируемые по фазе ап в интервале от а до а

" 1 Р тах " Р тт

34

со сл

ж

-¿ь-

А-

агав

-гЬ

Е- (

аш®

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Бузмакова, Лилия Витальевна

Общие выводы по результатам работы: проведено теоретическое рассмотрение влияния отказов различных плеч ВИП на электромагнитные процессы в выпрямленной цепи электровоза; создана подробная математической модель ВИП в составе системы «электровоз» для исследования электромагнитных процессов в режиме тяги при исправных и неисправных состояниях ВИП; сравнительным анализом экспериментальных данных, полученных с электровоза ВЛ80Р в режиме тяги на участке Иркутск - Слюдян-ка ВСЖД, и данных математического моделирования доказана адекватность математической модели ВИП; разработана физическая модель ВИП в составе физической модели электровоза, для исследования влияния отказов плеч ВИП на форму выпрямленного напряжения при переходе с зоны на зону; в ходе исследования электромагнитных процессов на физической модели, была установлена взаимосвязь между возникновением максимального отклонения мгновенного значения выпрямленного напряжения ВИП на третьей зоне регулирования и моментом перехода со второй зоны на третью; разработана методика поиска обрывов вентильных плеч; создано программно-техническое устройство для реализации разработанной методики оценки технического состояния плеч ВИП;

- проведена технико-экономическая оценка, разработанной системы диагностирования ВИП. Экономия денежных средств за счет сокращения трудоемкости и продолжительности ремонта при внедрении разработанной системы диагностирования составит 128,213 тыс. руб. в год при сроке окупаемости 4,6 лет.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бузмакова, Лилия Витальевна, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Асанов, Т.К. Особенности моделирования работы электровоза BJ180P при амплитудно-фазовом регулировании [Текст] / Т.К. Асанов,

A.B. Фролов. - Электричество, 1984. №10. - С. 31-35.

2. Асанов, Т.К. Элементы математической модели электровоза с тиристорным преобразователем [Текст] / Т.К. Асанов, A.B. Фролов, Р.И. Караев.// Вестник ВНИИЖТ, 1981. №3. - С. 34-38.

3. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. В 3-х ч.

4. 1, Линейные электрическбие цепи: Учебник для вузов. - 4-е изд., / Г.И. Атабеков // - М.: Энергия, 1970 592 с. ил.

4. Бардин, В.М. Надёжность силовых полупроводниковых приборов / В.М. Бардин. - М.: Энергия, 1978. - 96с.

5. Бервинов, В.И. Влияние индуктивности на надежность преобразователей / В.И. Бервинов, Е.Ю. Доронин //Локомотив. - 2002. - № 6. -С. 40.

6. Бервинов, В.И. Техническое диагностирование локомотивов. [Текст] / В. И. Бервинов. - М.: УМК МПС России, 1999. - С. 190.

7. Биргер, И. А. Техническая диагностика [Текст] / И.А. Биргер. - М.: Машиностроение, 1978. -240 с.

8. Бузмакова, Л.В. Анализ надежности тиристорных преобразователей электровозов переменного тока [Текст] / Л.В. Бузмакова,

B.C. Власьевский.// Инновационные технологии - транспорту и промышленности: труды 45-й Международной научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. - Т. 2. - С. 24-28

9. Бузмакова, Л.В. Причинно-следственные связи дефектов и признаков их проявления в выпрямительно-инверторных преобразователях электровозов переменного тока [Текст] / Л.В. Бузмакова // Транс-

порт Урала. - 2008. - № 2(17). - С. 42-46

10. Бузмакова, Л.В. Принципы построения системы диагностики вы-прямительно-инверторных преобразователей электровозов переменного тока с использованием метода параметрической идентификации объекта [Текст] / Л. В. Бузмакова, C.B. Власьевский, // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. - № 1. - С. 45-47

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

12. Бурдасов, Б.К. Диагностирование преобразователей электровозов переменного тока / Б. К. Бурдасов, В. А. Толстых // Вестник ВНИ-ИЖТ, - 1987. - № 8. - С. 28 - 31.

13. Васильев В.А. Принципы построения моделей измерительных приборов и систем. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003.№6. - С. 40-45.

14. Венников, В. А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам по энергетике) / В. А. Веников, Г. В. Веников. - М.: Высшая школа, 1984. - 439 с.

15. Власьевский C.B. Новый алгоритм управления выпрямительно-инверторным преобразователем [Текст] / C.B. Власьевский, Ю.А. Басов, М.Л. Перцовский и др. // Электрическая и тепловозная тяга. -1988.-№ 5. - С.30-31.

16. Власьевский, C.B. Процессы коммутации тока вентилей в вы-прямительно-инверторных преобразователях электровозов однофазно-постоянного тока: Монография / С. В. Власьевский. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. - 112 с.

17. Власьевский, C.B. Математическое моделирование процессов

коммутации в выпрямителы-ю-инверторных преобразователя электровозов однофазно-постоянного тока [Текст]: Монография. / C.B. Влась-евский // Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2001. - 138 с.

18. Власьевский C.B. Повышение эксплуатационной надежности работы тиристорных преобразователей электровоза переменного тока [Текст] / C.B. Власьевский, В.Г. Скорик, О.В. Мельниченко, Т.В. Мельниченко // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: труды Пятой международной научной конференции творческой молодёжи. -2007. - Т.2. - С. 185-189.

19. 9. Власьевский, C.B. Компьютеризированная система диагностирования выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов на стадии послеремонтных испытаний [Текст] / C.B. Власьевский, С.З. Овсейчик, Л.В. Бузмакова // Моделирование. Системный анализ. Технологии: межвузовский сборник научных трудов. - Чита: ЗабИЖТ, 2008.-С. 163-167.

20. Волков, Б.А. Оценка экономической эффективности инвестиций и инноваций на железнодорожном транспорте. [Текст] / Б.А. Волков, В.Я. Шульга, A.A. Гавриленков, A.C. Каверин, A.B. Марцинковская // Под ред. Б.А. Волкова. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009. - 152 с.

21. Галкин, В.Г. Надежность тягового подвижного состава: Учеб. пособие для вузов ж.д. транспорта. / В. Г. Галкин, В. П. Парапмзин. - М.: Транспорт, 1981. - 184 с.

22. Голованов, В.А. Эксплуатация силовых преобразователей электроподвижного состава [Текст] / В.А. Голованов, Л.Д. Капустин, Б.И. Хомяков. - М.: Транспорт, 1979. - 207 с.

23. Горбань, В.Н. Электронное оборудование электровоза ВЛ80Р: Ремонт и техническое обслуживание [Текст] / В. Н. Горбань, А.Л. Донской, Н.Г. Шабалин - М.: Транспорт, 1984. - 184 с.

24. Гусарова, E.B. Экономическое обоснование эффективности проектных решений и внедрения новой техники на железнодорожном транспоте [Текст] / Е.В. Гусарова // Хабаровск, ДВГУПС, 2008. - 157 с.

25. Дубровский, З.М. Грузовые электровозы переменного тока [Текст]: справочник/З.М. Дубровский, В.И. Попов, Б.А. Тушканов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1998. - 503 с.

26. Засорин , С. Н. Электронная и ионная техника [Текст] / С. Н. За-сорин. - М.: Транспорт, 1973. - 440 с.

27. Жуков М.В., Карибский В.В. Выбор методов и средств диагностирования и восстановления с учетом экономической целесообразности. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001.№3.-С. 58-62.

28. Жуковский, Ю.С. Вопросы надежности выпрямительных установок в условиях повышенной влажности / Ю. С. Жуковский // Статические преобразователи и надежность электроподвижного состава: Тр. МИИТ- М.: Изд-во МИИТ, 1971. - Вып. 353. С. 126-134.

29. Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники [Текст] / Г.С. Зиновьев // Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2003 - 664 с.

30. Зорохович, А. Е. Основы электроники для локомотивных бригад. / А. Е. Зорохович, С.К. Крылов, С.С. Крылов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1972. - 240 с.

31. Исаев, И.П. Ускоренные испытания и прогнозирование надежности электрооборудования локомотивов [Текст] / И.П. Исаев, А.П. Мат-веевичев, Л.Г. Козлов. - М.: Транспорт, 1984. - 248 с.

32. Казарин, Д.В. Выбор диагностических признаков электрических цепей электропоездов при отладке и приемо-сдаточных испытаниях / Д.В. Казарин, A.B. Костюков // Наука, образование, бизнес: материалы региональной научно-практической конференции / Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики. Омск 2007. - С. 189-184.

33. Казарин, Д.В. Диагностирование электрических цепей электропоездов постоянного тока / Д.В. Казарин, // Совершенствование технологии ремонта и эксплуатации подвижного состава: Сборник научных статей / ОМГУПС. Омск 2007. - С.60-65.

34. Калявин, В. П. Надёжность и диагностика электроустановок. [Текст] / В. П. Калявин, Рыбаков JIM. - Йошкар-Ола: Изд-во Map.гос.ун-т, 2000. - 348 с.

35. Капустин Л. Д. Анализ работы тиристоров на электроподвижном составе [Текст] / Л. Д. Капустин // Параметры и технические особенности перспективных электровозов : сб. науч. тр / Под ред. д.т.н. O.A. Некрасова. // М.: ВНИИЖТ вып. 642, 1982. - С. 115-134.

36. Капустин, Л.Д. Надежность и эффективность электровозов ВЛ80р в эксплуатации. [Текст] / Л.Д. Капустин, A.C. Копанев, А.Л. Лозановский. - М.: Транспорт, 1986. -240с.

37. Капустин Л. Д. Экспериментальные исследования аварийных режимов работы тиристорных преобразователей ВИП2-2200М электровозов ВЛ80Р [Текст] / Л. Д. Капустин, М.Л. Перцовский, В.Г. Корсун // Параметры и технические особенности перспективных электровозов :

сб. науч. тр / Под ред. д.т.н. O.A. Некрасова. // М.: ВНИИЖТ вып. 642, 1982.-С. 55-71.

38. Китаев, A.B. Математическое описание электромагнитных процессов трансформаторов на основе теории четырехполюсников [Текст] / A.B. Китаев // Электричество. - 2000. - №4. - С. 64.

39. Кондратьев, А.И. Прикладная статистика: учеб. пособие в двух частях. 4.1. / А.И. Кондратьев, Ю.В. Пономарчук. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. - С. 57-59

40. Контрольно—диагностический аппарат СФИ ВИП КОДА СФИ ВИП. Руководство по эксплуатации.ЮОРХ.197208.002501.: ВЭлНИИ. -2006, 45 с.

41. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин [Текст] / И.П. Копылов // М.: Высшая школа, 2001 - 327 с.

42. Костюков В.Н. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемо-сдаточных испытаниях / В.Н. Костюков, A.B. Костюков, Д.В. Казарин // Контроль и диагностика. 2010. № 1. - С.26-35.

43. Крамсков, С.А. Повышение эффективности работы узлов системы управления тиристорными преобразователями электровозов однофазно-постоянного тока [Текст] / С.А. Крамсков // Автореф. дис. на соискание уч. степени канд. техн. наук. -М.: МИИТ, 1985. - 24 с.

44. Краснобаев, Н.И. Диагностика тиристорного оборудования [Текст] / Н.И. Краснобаев // Электрическая и тепловозная тяга. - 1985. -№10.-С. 31.

45. Кулинич, Ю.М. Блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем электровоза ВЛ65 [Текст] / Ю.М. Кулинич // Локомотив. - 2001. - №1-5.

46. Кулинич, Ю.М. Устройство и работа выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза ВЛ65 [Текст] / Ю.М. Кулинич // Локомотив. - 2000. - №1. С. 14-48.

47. Курмашов, С.М. Система тестовой диагностики ВИП магистральных электровозов Дисс. на соиск. уч. ст. канд. тех. наук. - Ленинград, 1988. - 140 с.

48. Кучма, К. Г. Выпрямительные установки электроподвижного состава переменного тока. / К. Г. Кучма // М.: Транспорт, 1966. - 224 с.

49. Лещев, АИ. Магистральный электровоз ЭП1 [Текст] / А.И. Ле-щев, Л.К. Тюрина, А.И. Ковалев //Локомотив, 1999. № 7. - С. 8-12.

50. Маркин, В.В. Техническая диагностика вентильных преобразователей. [Текст] / В.В. Маркин, В.Н. Миронов, С.Г. Обухов. - М.: Энерго-издат, 1985.-152 с.

51. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте [Текст] - М.: Транспорт, 1999.-230 с.

52. Никитенко, А.Г. Математическое моделирование динамики электровозов. [Текст] / А.Г. Никитенко, Е.М. Плохов, A.A. Зарифьян, Б.И. Хоменко. - М.: Высшая школа, 1998. - 274 с.

53. Овсейчик, С.З. Система управления физической моделью вы-прямительно-инверторного преобразователя электровоза переменного тока. / Управление, эксплуатация и ремонт железнодорожных узлов и агрегатов: межвузовский сборник научных трудов/ С.З. Овсейчик, Л.В. Бузмакова. - Чита: ЗабИЖТ, 2009. - С. 108-112

54. Пархоменко, П.П. Основы технической диагностики. 4.1 / П. П. Пархоменко. - М.: Энергия, 1976.-464 с.

55. Перцовский, М.Л. Режимы работы электровоза ВЛ80Р при неисправностях плеч ВИП / М.Л. Перцовский // Электрическая и тепловозная тяга. - 1978. - №5. - С. 20-22

56. Плакс, A.B. Методология научных исследований в области техники [Текст]/ A.B. Плакс - СПб. // Петербургский государственный университет путей сообщения, 2009, С. 27-55.

57. Преобразователь выпрямительно-инверторный ВИП-4000 УХП2 Руководство по капитальному ремонту (КР-1). ИЖРФ 435.612.005.РК-ЛУ.: ВЭлНИИ - 1987, 63 с.

58. Преобразователь выпрямительно-инверторный ВИП-5600 УХП2. Руководство по эксплуатации. ИЖРФ 435.511.041.РЭ.: ВЭлНИИ - А. -1992,53 с.

59. Разевиг, В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 [Текст] / В.Д. Разевиг - М.: Солон-Р, 2003. -704 с.

60. Разевиг, В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2 [Текст] / В.Д.

Разевиг - М.: Солон-Р, 2001. - 528 с.

61. Режимы работы магистральных электровозов [Текст]/ под ред. O.A. Некрасова // М.: Транспорт, 1983, 223 с.

62. Сапожников, В.В. Основы технической диагностики [Текст] / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников. М.: Маршрут, 2004. - 318 с.

63. Скорик, В.Г. Снижение влияния электровозов переменного тока с плавным регулированием напряжения на качество электрической энергии в контактной сети. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. тех. наук. - Хабаровск, 2007. -136 с.

64. Скорик, В.Г. Компьютерное моделирование системы «электровоз - контактная сеть переменного тока» [Текст] / В.Г. Скорик /Проблемы и перспективы развития транссибирской магистрали в XXI веке: труды всероссийской научно-практической конференции ученых транспорта, ВУЗов, НИИ, инженерных работников и представителей академической науки. Т.1. - Чита, 2006. - С. 296-300.

65. Соколов С.Д. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций [Текст] / С. Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я.Д. Гураль-ник, О.Г. Чаусов. - М.: Транспорт, 1979. - 264 с.

66. Тимураджи, В.Г. Прогнозирование, оптимальной надёжности полупроводниковых преобразовательных установок / В. Г. Тимураджи, Л. С. Лобанов // Проблемы повышения надёжности магистральных электровозов: Тр. ВЭлНИИ - Новочеркасск. Изд-во ВЭлНИИ, 1970. - Т. 12. С. 117-127.

67. Тихменев, Б.Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями [Текст] / Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов. - М.: Транспорт, 1988.-311 с.

68. Тихменев, Б.Н. Основные вопросы совершенствования электровоза ВЛ80Р с тиристорными преобразователями. [Текст] / Б.Н. Тихменев//Вестник ВНИИЖТ. - 1982. -№ 1. - С. 14-17.

69. Тихменев, Б.Н. Подвижной состав электрифицированных железных дорог: теория работы электрооборудования. Электрические схемы и аппараты. [Текст] / Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахтман - М.: Транспорт, 1980, 471 с.

70. Тихменев, Б.Н. Потенциальные условия работы тиристоров в выпрямительно-инверторном преобразователе электровоза ВЛ80Р. [Текст] / Б.Н. Тихменев, Ю.А. Басов, В.В. Находкин // Под ред. O.A. Некрасова // Электрическое торможение электроподвижного состава: Сб. науч. тр. - М.: Транспорт, 1984. - С. 9-21.

71. Тихменев, Б.Н. Система импульсно-фазового преобразования и регулирования электроподвижного состава переменного тока. [Текст] / Б.Н. Тихменев, A.B. Каменев, З.М. Рубчинский // Вестник ВНИИЖТ -1980. - №7.-С. 1-4.

72. Тищенко, А.И. Повышение эксплуатационной надежности локомотивов и эффективности локомотивного хозяйства. [Текст] / А.И. Тищенко. - М.: Транспорт, 1974. - 120 с.

73. Чиженко, И.М. Основы преобразовательной техники. [Текст] / И.М. Чиженко, B.C. Руденко, В.И. Сенько / М.: Высшая школа, 1974. -430 с.

74. Шабалин, Н.Г. Новые возможности диагностики полупроводниковых преобразователей / Н. Г. Шабалин, С. М. Курмашев, Е. Б Зазыби-на // Локомотив, -2002. - № 7. - С. 29 - 30.

75. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления [Текст] / П. Эйкхофф // Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. - 683 с.

76. Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации. [Текст] / Под ред. Б.А. Тушканова. // М.: Транспорт, 1985. - С. 409-450.

77. Электровоз с полупроводниковыми выпрямителями. [Текст] / A.A. Гарничев, В.А. Голованов, С.С. Крылов и др. // М.: Трансжелдориздат, 1963.-101 с.

78. Электровоз ЭП1 Руководство по эксплуатации Книга 5 - Описание и работа. Электронное оборудование. ИДМБ. 661142.004.РЭ5 - .: ВЭлНИИ-ОПО. С. 125

79. Электровоз BJ185: Руководство по эксплуатации [Текст] / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Позднякова [и др.] - М.: Транспорт, 1992.-480 с.

80. Элементы математической модели электровоза с тиристорным преобразователем. [Текст] / Т.К. Асанов, Р.И. Караев, A.B. Фролов и др. // Вестник ВНИИЖТ - 1981. - № 3. - С. 34-38.

со со

Рис. 1 - Диаграмма процессов работы ВИП в режиме тяги при переходе с первой зоны на вторую

и на второй зоне в исправном состоянии

О *

гл х

гп >

СР

1тэд

2ж-1

СР

1-2

2-3

1тэд

3-4- Зж

Зж- 6

6-7

7-8

8-9

ПУв! (¡И [ к УвЗ Ж

9-10

10-4ж

тэд

|ТЭД

|ТЭД

Рис. 2 - Схемы замещения ВИП на второй зоне в режиме тяги при обрыве плеча на участке 2ж - 4ж.

СР

4 ж -11

. (ТЭД

12-13

11-12 13 -5ж

Рис. 3 - Схемы замещения ВИП на второй зоне в режиме тяги при обрыве плеча >/82 на участке 2ж - 4ж.

Рис. 4 - Диаграмма процессов работы ВИП в режиме тяги на второй зоне при обрыве плеча \/82

СР

2ж -1

1-2

|тэд

2-3

3-4

5-Зж

Зж-6

тэд

6-7

8-9-4 ж

4п -11

I

Г т

« я

1

Щ

III

V. .

11-12

СР

СР

СР

СР

л

ЖУ87 I (Я]

|ТЭД

Рис. 5 - Схемы замещения ВИП на второй зоне в режиме тяги при обрыве плеча на участке 2ж-12.

Рис. 6 - Диаграмма процессов работы ВИП в режиме тяги на второй зоне при обрыве плеча

Рис. 7 - Диаграмма процессов работы ВИП в режиме тяги при переходе со второй зоны на третью и на третьей зоне в исправном состоянии