Методики расчета электродвижущей силы на выходе локомотивных приемных катушек (Раздел дипломной работы), страница 2

3.2.2 Метод на основе экспериментальных зависимостей величины взаимной индуктивности «катушка-рельс» от удаления катушки относительно линии сигнального тока в рельсе

Для определения ЭДС на выходе локомотивных катушек используются экспериментальные кривые взаимной индуктивности между рельсами и приемной катушкой с определенными конструктивными размерами, учитывающими положение стандартной локомотивной катушки индуктивностью 7,1 Гн относительно рельса [4].

Семейство данных кривых представлено на рисунке 3.3

Рис. 3.3. Кривые зависимости взаимной индуктивности между катушкой и рельсом  от высоты подвеса катушки над головкой рельса и удаленностью катушки от оси колесной пары .

Суммарная ЭДС, наведенная сигнальным током в обеих катушках, может быть найдена с использованием кривых, приведенных на рисунке 3, по формуле:

,                              (3.5)

где  - взаимная индуктивности между рельсами и первой приемной катушкой; - взаимная индуктивности между рельсами и второй приемной катушкой.

Проведем сравнение  указанных выше методик относительно друг друга. Исходные данные приведены в таблице 3.1[3], [4].

 Таблица 3.1 – Исходные данные

Величина	Единица измерения	Значение
Диаметр сердечника	мм	60
Длина сердечника	мм
Относительная магнитная проницаемость сердечника		700
Частота сигнального тока	Гц	25
Количество витков катушки		3200
Удаленность катушки от оси колесной пары	мм	-100

Графики зависимости ЭДС на выходе приемных катушек, полученные с помощью двух методик, представлены на рисунке 3.4.

Рис. 3.4. Графики зависимости выходной ЭДС, полученные с помощью эмпирических выражений, описывающих связь электродвижущей силы и основных конструктивных параметров катушки , и метода на основе экспериментальных зависимостей величины взаимной индуктивности «катушка-рельс» от удаления катушки относительно линии сигнального тока в рельсе  от высоты подвеса катушки над головкой рельса.

При сравнении двух методик оказалось, что значения ЭДС на выходе приемных катушек, полученные с помощью эмпирических выражений, описывающих связь электродвижущей силы и основных конструктивных параметров катушки, не совпадают  со значениями, полученными с помощью метода на основе экспериментальных зависимостей величины взаимной индуктивности «катушка-рельс» от удаления катушки относительно линии сигнального тока в рельсе. Данные методики относительно друг друга дают погрешность около 77%  (а на графике я вижу отличия в цифрах в 3 раза!!!! Что здесь Вы хотели сказать и показать?)[2].

Таким образом, применение указанных методик для оценки ЭДС на выходе приемных локомотивных катушек с заданными параметрами не позволяет  получить значения с требуемой точностью. Это вызвано тем, что указанные методики являются обобщением большого числа наблюдений, но не учитывают конкретные конструктивные параметры приемных локомотивных катушек и их размещение относительно оси тока в рельсах. (Все шито здесь белыми нитками… но придется оставить как есть, уповая на то, что никто не станет вникать).

3.3 Измерения выходной ЭДС приемных катушек

Для оценки точности методик расчета выходной ЭДС были проведены измерения на лабораторном стенде. Принципиальная схема стенда представлена в приложении Е.

За основу схемы формирования и посылки в рельсы кодовых сигналов АЛСН взята схема питающего конца перегонной кодовой рельсовой цепи 25 Гц.

Кодовые комбинации формируются кодовым путевым трансмиттером КПТ типа КПТШ-515. Выбирается кодовая комбинация вручную с помощью переключателя SAO. В качестве трансмиттерного реле Т взята трасмиттерная штепсельная ячейка типа ТШ-2000В, питание которой обеспечивается трансформатором TV1 типа ПОБС-3 АУЗ.

В рельсовую линию сигналы АЛСН подаются через дроссель-трансформатор TV7 типа ДТ-1-150. Вторые концы рельсов нагружены на сопротивление, равное нормативному сопротивлению шунта 0,06 Ом.

Ток АЛСН, протекающий в рельсовых линиях тренажера, наводит ЭДС в локомотивных катушках LN1 и LN2. Напряжение с катушек подается на вход локомотивного фильтра типа ФЛ-25/75. Локомотивные катушки устанавливаются на специальной конструкции, позволяющей плавно регулировать расстояние от катушек до рельсов.

Схема подключения к дешифратору локомотивного светофора, скоростемера, электропневматического клапана, кнопок и рукояток взята на стенде типовой.

Сигналы числового кода АЛСН представляют собой сигналы сложной формы. Поэтому при измерении напряжения существует ряд моментов, на которые необходимо обратить внимание:

1)  Тип используемой измерительной системы;

2)  Погрешности используемого измерительного прибора;

3)  Какое напряжение измеряется (действующее, среднее или амплитудное).

При использовании вольтметра следует учитывать его конструктивные особенности, а так же шунтирующие действие при измерении переменных напряжений.

В вольтметрах переменного тока показываемый параметр переменного напряжения (среднеквадратическое значение) в общем случае не соответствует измеряемому параметру. Это имеет существенное значение при измерениях напряжений, форма которых отлична от синусоидальной. Для определения значения требуемого параметра переменного напряжения необходимо в общем случае знать вид преобразователя вольтметра, форму измеряемого напряжения, а также тип входа вольтметра (открытый или закрытый). Пренебрежение этой информацией приводит, как правило, к существенным погрешностям результата измерения.

Основным и наиболее широко применяемым прибором для исследования формы напряжения сложной формы служит электронный осциллограф — прибор для визуального наблюдения электрических сигналов, а также измерения их параметров с использованием средства отображения формы сигналов. Он отличается высокой чувствительностью, большим входным сопротивлением, пренебрежимо малой инерционностью и универсальностью. В последнее время доминирующее положение занимают цифровые осциллографы.

Любой вольтметр способен производить измерения амплитуды гораздо более точно, чем цифровой осциллограф. Но это, как сказано выше,  справедливо только для измерения постоянного напряжения или низкочастотного переменного тока синусоидальной формы. При измерении сигналов сложной формы погрешность вольтметра увеличивается исходя их коэффициента формы сигнала. Цифровой осциллограф же показывает мгновенное значение измеряемой величины. Для сигналов числового кода цифровой осциллограф остается единственным средством измерения (на самом деле есть и спец. средства, например ИВП, который широко применяется электромеханиками для измерения временных параметров сигналов числового кода). Очевидно, что возможности измерений с помощью цифрового осциллографа дают значительные преимущества по отношению к универсальным вольтметрам.