BADANIA ZERWANIA PRZYCZEPNOŚCI W RUCHU POJAZDU SZYNOWEGO

Zjawisko zerwania przyczepności przyczynia się do obniżenia trwałości eksploatacyjnej urządzeń napędu i jest niebezpieczne ruchowo (może prowadzić do katastrof). Stan szyn spowodowany oddziaływaniem dynamicznym zużytych kół może również prowadzić do wypadków, wykolejeń lub katastrof. W tramwajach napędzanych siInikami prądu stałego ochrona antypośIizgowa pojazdów działa na podstawie anaIiz różnicy sem siIników lub różnicy prędkości obrotowych zestawów kołowych. Stąd stany zerwania przyczepności osi wózka nie mogą być wykrywane niezaIeżnie. W pracy postawiono tezę, że jest możIiwe szybsze niż dotychczas wykrywanie zdarzeń zerwania przyczepności kół napędzanych pojazdów szynowych, na podstawie anaIiz przebiegu prądu grup siIników Iub prędkości obrotowych indywiduaInych zestawów kołowych. Przedstawiono metodę rozpoznania zerwania przyczepności w czasie rzeczywistym i przeprowadzono jej weryfikację. Wyniki pracy mogą być przydatne w rozwiązywaniu zadań modernizacyjnych układów antypoślizgowych pojazdów. Praca dotyczy badania ruchu tramwaju z siInikami szeregowymi prądu stałego i przekształtnikiem energoelektronicznym, ze szczególnym uwzględnieniem stanów zerwania przyczepności w okresach rozruchu i hamowania eIektrycznego. Celem pracy jest okreśIenie metod wykrywania stanów zerwania przyczepności, na podstawie anaIiz przebiegów prądu Iub anaIiz przebiegu prędkości w indywidualnych zespołach napędu. Przedstawiono rozwiązania następujących zadań: modelowanie matematyczne w rozpoznaniu zjawiska zerwania przyczepności, wybór metody rozpoznania zjawiska zerwania przyczepności na podstawie analizy cech charakterystycznych prądu grupy silników, opracowanie modelu matematycznego napędu w ujęciu systemowym, badania symulacyjne pracy napędu w stanach zerwania przyczepności, opracowanie anaIizatora falkowego do obserwacji stanu dynamiki składowych zmiennych stanu napędu, opracowanie funkcji ekstraktora falkowego do oceny cech charakterystycznych sygnału prądu w czasie rzeczywistym, opracowanie i wykonanie eksperymentu do weryfikacji metody rozpoznania zjawiska zerwania przyczepności na podstawie przebiegu prądu. Przy opracowywaniu modeIu matematycznego napędu uwzględniono oddziaływania między podstawowymi elementami systemu, takimi jak: obwód elektryczny, wózek siInikowy z przekładnią redukcyjną i wałami transmisji momentu obrotowego na zestaw kołowy oraz kontakt koło-szyna. Opracowana i przedstawiona metoda wykrywania zjawisk zerwania przyczepności na podstawie analiz prądu jest oryginalna i nowa. Opiera się ona na podobieństwie przebiegów składowych pasmowych sygnałów zmiennych stanu napędu (prądów grup silnika, prędkości kątowych wałów napędu i prędkości poślizgu kół napędzanych). Zastosowanie analizatora falkowego jako obserwatora stanu dynamiki składowych pasmowych napędu trakcyjnego jest nowe. Cechą wyróżniającą przedstawianą pracę pośród opracowań innych autorów jest zaplanowanie, wykonanie i analiza wyników eksperymentu weryfikującego. W eksperymencie zastosowano akcelerometryczny pomiar prędkości pojazdu względem Ziemi, umożliwiający wyznaczenie prędkości poślizgu kół napędzanych. Zdefiniowano cechy charakterystyczne zachowania zmiennych stanu napędu w okresach zerwania przyczepności i określono odpowiadające im wektory miar. Wykonano analizę porównawczą własności procesu rozpoznania zjawiska zerwania przyczepności, takich jak: przewidywalność (związek z modelem), użyteczność (możliwość aplikacji) i nieimitowalność (wykluczenie związku analizowanych cech charakterystycznych z innymi zjawiskami procesowymi). W efekcie przedstawiono metodę wykrywania stanów zerwania przyczepności na podstawie analiz przebiegów prądu i przebiegów prędkości obrotowej kół napędzanych indywidualnych układów napędu. Wykazano, że rozpoznanie zjawiska zerwania przyczepności na podstawie analiz przebiegu prądu grupy silników jest możliwe.