Experimental studies of the magnetic field strength on electric rolling stock in problems of diagnostics and safety
Keywords:
induction motor, induced magnetic field, external magnetic field, diagnosis, defect, technical conditionAbstract
The article presents the results of a study of the magnetic field inside the locomotive EP1P-065. The frequency composition and distribution of the external magnetic field generated by various components and aggregates of rolling stock and, in particular, asynchronous electric motors, can serve as a diagnostic parameter. The external magnetic field analysis will allow diagnostics of auxiliary vehicles of rolling stock without decommissioning them. At the same time, the magnetic field induced by various aggregates inside the rolling stock requires study to determine the degree of its influence on the accuracy of diagnosis. Also we should not forget about the influence of magnetic fields on humans, since the ways to solve this problem described in the regulatory documentation can require changes in the design of rolling stock and thereby change the picture of the distribution of the magnetic field. A device has been developed to register the intensity and time strength signal or magnetic field induced by the internal equipment of the rolling stock. As a result of experimental studies, it was found that the level of magnetic field strength in the rolling stock, during its operation, significantly exceeds the permissible values both at peak and on average, which poses a threat to the health of personnel. For diagnostics of auxiliary machines, the level of the induced magnetic field strength is less than the field created by induction motors. However, it can affect the diagnostic result at the early stages of the development of defects, since it has harmonics of the main electromagnetic frequency in its composition.
References
ГОСТ Р МЭК 61326-1-2014 Оборудование электрическое для измерения, управления и лабораторного применения. Требования электромагнитной совместимости. Ч. 1. Общие требования. Введ. : 2016–01–01. М. : Стандартинформ, 2014. 22 с.
О введении в действие межгосударственного стандарта : приказ Росстандарта от 31.08.2021 № 894-ст. Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс» в локал. сети.
Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям вос-питания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи» : постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 г. № 28. Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс» в локал. сети.
Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспече-нию безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» : постановление Главного гос. санитар. врача РФ от 28.01.2021 г. № 2. Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс» в локал. сети.
Аполлонский С.М., Горский А.Н. Электромагнитная среда на электрифицированном транспорте // Развитие устройств электрической тяги : сб. науч. трудов. СПб., 2004. С. 28–37.
Аполлонский С.М., Горский А.Н. Методы анализа электромагнитной совместимости // Электроника и электрооборудо-вание транспорта. 2016. № 5. С. 33–38.
Аполлонский С.М., Горский А.Н. Проблемы электромагнитной безопасности в урбанизированном пространстве // Элек-тричество. 2020. № 7. C. 65–73.
Лукьянов А.В., Мухачев Ю.С., Бельский И.О. Исследование комплекса параметров вибрации и внешнего магнитного поля в задачах диагностики асинхронных электродвигателей // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 2 (22). С. 61–69.
Xin G. Simulation of Vibrations in Electrical Machines for Hybrid-electric Vehicles : master’s Thesis. Göteborg : Chalmers Uni-versity of Technology, 2014. 68 p.
Kelvin С. Maliti Modelling and analysis of magnetic noise in squirrel-cage induction motors : doctoral dissertation. Stockholm : Royal Institute of Technology, 2000. 209 p.
Nandi S., Toliyat A., Li X. Condition Monitoring and Fault Diagnosis of Electrical Motors – A Review // EEE transactions on energy conversion. 2005. Vol. 20, № 4. Р. 32–37. DOI 10.1109/TEC.2005.847955.
Вольдек А.И. Электрические машины. Л. : Энергия, 1978. 832 с.
Benbouzid M.E.H. Bibliography on induction motors faults detection and diagnosis // IEEE Transactions on Energy Conver-sion. 1999. Vol. 14, Is. 4. P. 1065–1074. DOI 10.1109/60.815029.
Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы электрических системах. М. : Энергия, 1970. 520 с.
Брынский Е.А., Данилевич Я.Б., Яковлев В.И. Электромагнитные поля в электрических машинах. Л. : Энергия, 1979. 176 с.
Liang B., Ball A.D., Iwnicki S.D. Simulation and fault detection of three-phase induction motors // IEEE Region 10 Conference on Computers, Communications, Control and Power Engineering (TENCOM’ 02). Beijing, 2002. Vol. 3. Р. 1813–1817. DOI: 10.1109/TENCON.2002.1182688.
Сурков Д.В. Электромагнитные способы определения эксцентриситета и несимметрии короткозамкнутой клетки рото-ра асинхронных двигателей : дис. … канд. техн. наук. Оренбург, 2008. 126 с.
Конструирование экранов и СВЧ-устройств / А.М. Чернушенко, Б.В. Петров, Л.Г. Малорацкий и др. М : Радио и связь, 1990. 350 c.
Аполлонский С.М. Справочник по расчету электромагнитных экранов. Л. : Энергоатомиздат, 1988. 223 с.
Горский А.Н., Васильева Л.К. Электромагнитные излучения и защита от них. СПб. : ПГУПС, 2000. 100 с.
