Экспериментальная проверка качества адаптации математической модели контактной сети для расчета частоты колебаний
Ключевые слова:
частота колебаний, натяжение контактного провода, испытательный стенд, полный факторный экспериментАннотация
На сегодняшний день одним из главных параметров работы контактной сети является натяжение проводов. Изменение натяжения контактных проводов обеспечивает наибольшее влияние не только на показатели контактной подвески, но и на режим работы системы токосъема. В качестве математической модели предлагается использовать растянутый стержень, позволяющий измерять частоту колебаний контактных проводов в горизонтальной плоскости. Запись колебаний проводов осуществляется с помощью датчика ускорений (акселерометра), который устанавливается между струнами на контактном проводе. Сигнал преобразуется посредством быстрого преобразования Фурье в частотный спектр колебаний. На основании полученных частот определяется натяжение контактных проводов. В статье представлена программа экспериментальных исследований по измерению частоты поперечных колебаний контактного провода. Экспериментальные испытания проводились на специальном стенде в лабораторных условиях. Данная программа учитывает факторы, влияющие на частоту колебаний проводов. Для оценки влияния факторов разработана программа полного факторного эксперимента. Полученные расчетные и экспериментальные значения частоты колебаний проводов позволяют оценить адекватность математической модели контактной сети с помощью критерия Фишера и определить среднюю абсолютную ошибку достоверности. Благодаря своевременному контролю натяжения проводов в реальном масштабе времени появляется возможность повысить работоспособность всей системы токосъема, безопасность движения поездов, а также на основе поступающих сведений о нарушениях в работе уточнить прогнозные модели и избежать нерациональных расходов.
Библиографические ссылки
Программа организации скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения в Российской Федерации [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rzd.ru/static/public/ru?STRUCTURE_ID=5098.
Стратегия развития холдинга «РЖД» на период до 2030 г. («Белая книга» ОАО «РЖД») / ОАО «РЖД». – М., 2011. 340 с.
Павлов, В. М. Адаптация методик диагностирования состояния инфраструктуры системы токосъема при повышенных скоростях движения электроподвижного состава / В. М. Павлов, А. Н. Смердин, И.Е. Чертков, и др. // Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации контактных подвесок и токоприемников электрического транспорта : сборник научных статей с международным участием / Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2011. – С. 56-65.
Capitaine, A. Tension variability in contact wire and messenger wire of auto tensioned catenaries/ A. Capitaine , J.-P. Bianchi,
P. Constant , F. Genest // World Congress on Railway Research (WCRR) 2019, Tokyo, Japan, pp. 1–8, 2019.
Ковалев, А. А. Исследование работы устройств компенсации натяжения в контактной подвеске / А. А. Ковалев, Н. В. Крапивин // Транспорт Урала. 2018. №4 (59). С. 86–90.
Галкин, А. Г. Математическое моделирование и информационные технологии в задачах диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог: монография / А. Г. Галкин,А. Н. Митрофанов, С. А. Митрофанов // Екатеринбург: Уральский гос. ун-т путей сообщения, 2012. — 226 с.
Емельянова, М. Н. Повышение качества токосъема за счет выбора рационального натяжения проводов контактной подвески : специальность 05.22.07 «Подвижной состав, тяга поездов и электрификация железных дорог» : диссертация на соискание кандидата технических наук / Емельянова Марина Николаевна; Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта. – Москва, 2015. – 102 с.
Лисневский, П. Ю. Некоторые аспекты в проблеме изучения колебаний проводов ЛЭП в воздушном потоке / П. Ю. Лисневский, В. Н. Ли // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2019. №2(62). С. 66–71.
Лукьянова, О. А. Совершенствование методов испытаний консолей контактной сети / О. А. Лукьянова, А. В. Тарасенко, И. Е. Чертков // Транспорт Урала. 2020. №2 (65). С. 93–97.
Сафарбаков, А. М. Основы технической диагностики: учебное пособие / А.М. Сафарбаков, А.В. Лукьянов, С.В. Пахомов; – Иркутск: Иркутский гос. ун-т путей сообщения, 2006. – 216 с.
Мозгалевский, А. В. Техническая диагностика: учебное пособие для вузов / А. В. Мозгалевский, Д. В. Гаскаров. – М.: Высшая школа, 1975. – 207 с.
Гаранин, М. А. Совершенствование диагностики контактной сети / М. А. Гаранин, С. А. Фроленков. – Текст : непосредственный // Наука и образование транспорту. – 2016. – № 1. С. 243-245.
Смердин, А. Н. Применение моделей поперечных колебаний растянутого стержня для расчета натяжений проводов контактной сети / А. Н. Смердин, Е. А. Бутенко // Известия Транссиба. 2019. №4 (40). С. 25 ‒ 32.
Непрерывный мониторинг натяжения контактной подвески / Г. Ф. Насонов, Ю. А. Черногоров, М. Е. Медведев [и др.] // Автоматика на транспорте. – 2016. №2 (2). – С. 228–258.
Ли, В. Н. Способ диагностирования контактного провода электрифицированных железных дорог / В. Н. Ли, С. В. Клименко // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. 2015. №1 (2-3). С. 26-28.
Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. – М.: Машиностроение, 1981. – 184 с.
Карпушкин, С. В. Теория инженерного эксперимента: учебное пособие / С. В. Карпушкин, А. О. Глебов. Тамбовский гос. технич. ун-т. – Тамбов, 2017. ‒ 81 с.
Бояршинова, А. К. Теория инженерного эксперимента: текст лекций / А. К. Бояршинова, А. С. Фишер. – Челябинск: ЮУРГУ, 2006. ‒ 85 с.
