Experimental verification of the quality adaptation mathematical model of the contact network for calculation the vibration frequency
Keywords:
vibration frequency, overhead wire tension, test bench, full factorial experimentAbstract
To this date, one of the main parameters of the overhead contact network is the wires tension. Changing the tension of the contact wires provides the greatest impact not only on the indicators of the catenary, but also on the operating mode of the current collection system. As a mathematical model, it is proposed to use a stretched rod, which makes it possible to measure the vibration frequency of the contact wires in the horizontal plane. Recording of wire vibrations is carried out using an acceleration sensor (accelerometer), which is installed between the strings on the contact wire. The signal is converted using Fast Fourier Transform to the frequency spectrum of the oscillations. Based on the obtained frequencies, the tension of the contact wires is determined. The article presents a program of experimental research to measure the frequency of transverse vibrations of the contact wire. Experimental tests were carried out on a special stand in laboratory conditions. This program takes into account the factors affecting the frequency of vibrations of wires. To assess the influence of factors, a program has been developed for complete rotational planning of the experiment. The obtained calculated and experimental values of the frequency of vibrations of wires allow us to assess the adequacy of the mathematical model of the overhead contact network using the Fisher criterion and determine the average absolute error of reliability. Thanks to the timely control of the wires tension in real time, it becomes possible to increase the operability of the entire current collection system, train traffic safety, and also, based on the incoming information about violations in the work, to clarify the forecast models and avoid irrational costs.
References
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.
