Методики расчета электродвижущей силы на выходе локомотивных приемных катушек (Раздел дипломной работы), страница 3

В ходе лабораторных измерений был использован прибор – виртуальный ПК-осциллограф Velleman-64. Передняя панель осциллографа создается на экране дисплея ПК соответствующими программными средствами. Управление осциллографом осуществляется с помощью графического манипулятора – мыши. Данный аппарат является стробоскопической осциллографической приставкой к ПК, позволяет наблюдать на экране монитора временную развертку измеряемого напряжения сложной формы с отсутствием геометрических искажений.

Осциллограмма кода «КЖ», полученного в ходе измерений, представлена на рис. 3.5.

Рис. 3.5 Осциллограмма кода «КЖ», полученная с помощью

ПК-осциллографа Velleman-64.

В ходе исследования зависимости выходной ЭДС приемных катушек от высоты подвеса катушек над головкой рельса измерения были проведены для пяти  высот при удаленности катушки от оси колесной пары . Полученные значения приведены в таблице 3.2.

 Таблица 3.2 – Значения ЭДС на выходе приемных катушек в зависимости от высоты подвеса катушек над поверхностью рельса

При измерении сигнального тока в рельсах был использован цифровой 4-разрядный мультиметр МХ 26, у которого имеется 34-элементный аналоговый индикатор, на котором отображаются мгновенные значения сигнала. Хотя у подобных приборов нет входа для измерения тока, прибор МХ 26 снабжен функцией, которая позволяет это сделать. Для этого необходимо использовать токовые клещи, установив переключатель режимов в соответствующее положение. Прибор автоматически управляет коэффициентом трансформации и величина переменного тока непосредственно отображается на экране. Значение измеренного сигнального тока в рельсах представлено в таблице 3.3.

 Таблица 3.3 – Значение сигнального тока в рельсах

№ измерения	Значения тока в рельсах, А	Математическое ожидание , А	Среднеквадратическое отклонение , А
1	1,48	2,67267	0,932641
2	1,57
3	1,89
4	2,5
5	2,4
6	2,6
7	3
8	3,3
9	3,2
10	2,1
11	2,9
12	3,2
13	3,3
14	3,4
15	3,25

3.4 Уточнение коэффициентов эмпирических формул

 Используя полученные значения ЭДС, проведем уточнение параметров выражений в формулах (3.2) и (3.4) методом наименьших квадратов. Обозначим эти коэффициенты  за неизвестные величины (какие параметры и какими переменными обозначены- приходится догадываться!). Тогда уравнения (3.2) и (3.4) будут иметь вид:

                                                  (3.6)

                                         (3.7)

Преобразуя выражения (3.1), (3.3), (3.6), (3.7), получим систему уравнений с тремя неизвестными [5]. Решив ее относительно полученных экспериментально значений выходной ЭДС в зависимости от высоты подвеса катушек, получаем искомые параметры:

                                                       (3.8)

Тогда метод расчета ЭДС на выходе приемных катушек, основанный на использовании эмпирических формул, будет иметь вид:

1) Расчет напряженности магнитного поля в месте размещения катушки:

                                    (3.9)

2) Определение эмпирического коэффициента, учитывающего связь между индукцией и напряженностью магнитного поля в разомкнутом сердечнике цилиндрической формы с длиной  и диаметром :

                                         (3.10)

3) Определение магнитной индукции в сердечнике:

                                   (3.11)

4)  Вычисление выходной ЭДС:

                      (3.12)

После коррекции параметров с использованием предложенной методики погрешность оценки реальных значений ЭДС не превышает 4,5%.

Графики зависимости выходной ЭДС от высоты подвеса катушек над уровнем рельса  при удаленности катушки от оси колесной пары  с учетом формул (3.9) - (3.12) представлены на рис. 3.6:

Рис. 3.6. Графики зависимости выходной ЭДС от высоты подвеса катушки над головкой рельса 

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

Таким образом, метод, основанный на использовании эмпирических выражений, описывающих связь электродвижущей силы и основных конструктивных параметров катушки и метод на основе экспериментальных зависимостей величины взаимной индуктивности «катушка-рельс» от удаления катушки относительно линии сигнального тока в рельсе изначально при сравнении с друг с другом показали погрешность около 77%.  (Слвершенно бессмысленно сравнивать две методики между собой! Сравнивают точность оценки чего либо с помощью разных методик, а потом делают вывод о достоинствах той или иной модели или методики. Думаю, что эти 77% надо вообще убрать отсюда, т.к.они все равно не соответствуют действительности.) Для адаптации описанных методик к заданным условиям проведения оценки ЭДС предложена методика коррекции эмпирических параметров на основании текущих экспериментальных измерений. После коррекции параметров с использованием предложенной методики погрешность оценки реальных значений ЭДС не превысила 4,5%, что в 17 раза ниже, чем при использовании данных методик без адаптации (а где график сравнения реальных значений и методик до их коррекции? Соответственно, откуда выплыли эти 17 раз?). Предложенная методика может быть использована для составления поправочных таблиц эмпирических параметров методик расчета ЭДС, которые позволят применять описанные выше методики для оценки ЭДС на выходе приемных локомотивных катушек в широком  диапазоне исходных данных.