Стенд-тренажер "АЛСН с контролем скорости движения"

[Admin]

Стенд-тренажер "АЛСН с контролем скорости движения"

Принципы работы автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) и механического скоростемера ЗСЛ-2М с контролем скорости движения, как показывает практика преподавания предметов «Приборы безопасности» и «Автотормоза», из-за наличия сложных путевых и локомотивных устройств, разнесенных в пространстве и времени, недостаточно понятны для восприятия. Чтобы повысить качество обучения групп машинистов электровозов по данным предметам, в Омской технической школе спроектировали, изготовили и установили в кабинете «Автотормоза и приборы безопасности» действующий стенд-тренажер «АЛСН с контролем скорости движения» (рис. 1).

Стенд-тренажер состоит из путевых и локомотивных устройств АЛСН, дополненных макетом тележки локомотива. Все составные части стенда — действующие натурные образцы, применяемые в устройствах СЦБ и на тяговом подвижном составе. Электрические монтажные схемы составных частей применены типовые. Для электропитания оборудования стенда-тренажера используется осветительная сеть 220 В с подключением потребителей через понижающие трансформаторы и выпрямители.

Путевые устройства АЛСН стенда-тренажера содержат: действующую сигнальную точку автоблокировки, состоящую из макета релейного шкафа и трехзначной светофорной головки, подвешенной к стене кабинета уголковыми кронштейнами на анкерных болтах (патроны электрических ламп светофорной головки соединены с аппаратами макета релейного шкафа многожильным кабелем, проложенным в кабельном канале);

- макет участка железнодорожного пути, который уложен на полу кабинета в угловой панели, с рельсовой цепью (шлейфом) для пропуска кодового тока АЛСН.

Макет релейного шкафа сигнальной точки автоблокировки представляет собой сваренную из уголков 30x30 мм и закрытую оргстеклом от компании https://plexistore.ru/ стойку с тремя полками из плиты ДСП для установки приборов (рис. 2). Стойка макета релейного шкафа установлена на полу кабинета рядом с угловой панелью (на которой размещена основная часть путевых и локомотивных устройств) и соединена кабелем с монтажной схемой стенда-тренажера.

В стойке макета релейного шкафа установлены:

- кодовый путевой трансмиттер КПТШ (нерабочий вследствие износа контактных шайб, при исправном работающем двигателе использован как действующий макет);

Ф бесконтактный кодовый путевой трансмиттер БКПТ (вырабатывает кодовый сигнальный ток для работы устройств АЛСН стенда-тренажера);

- сигнальное реле ТШ;

- питающий трансформатор СТ-6.

В комплект локомотивных устройств АЛСН стенда-тренажера входят:

- приемная катушка для приема кодов АЛСН с пути (используется приемная катушка прибора КЛУБ-У);

- усилитель кодов УК-25/50МУ-3 (без кожуха);

- дешифратор кодов ДКСВ-УЗ (без кожуха);

- локомотивный светофор (типа С2-5м);

- рукоятка бдительности РБ (типа РБ-80);

- кнопка включения белого огня ВК (типа РБ-80);

- локомотивный скоростемер ЗСЛ-2М.

Кодовые сигналы, вырабатываемые кодовым путевым трансмиттером КПТШ или БКПТ, через сигнальное реле ТШ подаются в рельсовую цепь (шлейф) макета участка железнодорожного пути в соответствии с показаниями светофорной головки сигнальной точки автоблокировки. Кодовые сигналы принимаются из рельсовой цепи железнодорожного пути локомотивными приемными катушками. Далее сигналы усиливаются и дешифруются локомотивными устройствами АЛСН, управляющими работой локомотивного светофора и электропневматического клапана автостопа ЭПК-150 (с контролем скорости движения от скоростемера ЗСЛ-2М).

Для имитации вращения колесной пары локомотива и движения поезда применен электромеханический привод скоростемера ЗСЛ-2М от электродвигателя П11М мощностью 0,5 кВт. Вращающий момент передается через имеющиеся на электровозе червячный редуктор и соединительную муфту. В зависимости от показаний путевого светофора и скорости, показываемой скоростемером ЗСЛ-2М (в соответствии с величиной напряжения на зажимах электродвигателя П11М), которые задаются преподавателем с пульта управления стенда-тренажера, в автоматическом режиме работает локомотивный светофор. При этом одновременно контролируется скорость движения с использованием электропневматического клапана автостопа ЭПК-150 согласно алгоритму работы устройств АЛСН.

Угловая панель стенда-тренажера имеет размеры 1500x1000x600 мм и установлена в углу кабинета. Панель представляет собой раму-каркас, которая сварена из стальных уголков 30x30 мм и обшита древесно-стружечной плитой ДСП с пленочным покрытием (кроме тыльной стороны от стены кабинета, где плита ДСП отсутствует). Верхняя часть угловой панели образует три полки, расположенные уступом. На нижней полке панели с левой стороны (ближе к центру) установлена опорная плита — кронштейн со скоростемером ЗСЛ-2М (рис. 3). Опорная плита-кронштейн к раме-каркасу и скоростемер ЗСЛ-2М к опорной плите крепятся болтами М10. Также на нижней полке зарезервировано место для блока индикации электронного скоростемера КПД-3.

Пространство под нижней полкой угловой панели (см. рис. 1), закрытое оргстеклом, используется для размещения макета участка железнодорожного пути типовой конструкции на деревянных шпалах с костыльным скреплением. Для изготовления макетов пяти шпал использованы обрезки доски длиной 500 мм, шириной 90 мм и толщиной 50 м м с фаскам и 45x45°, снятыми по верхним углам. Отрезки рельсов длиной по 1000 мм взяты от железнодорожного пути для вагонеток.

Рельсы и макеты шпал перед укладкой в путь окрашены черной краской. Рельсо-шпальная решетка — произвольной ширины колеи — уложена на щебеночном балласте (фракция 3 — 20, щебень более крупной фракции неудобен для балластировки пути — искажается масштабность обзора). Для изготовления костылей использованы гвозди крупных размеров с дополнительными головками из стали толщиной 5 мм.

Приемная катушка АЛСН подвешена болтами М16 к уголку рамы-каркаса на макете тележки локомотива под нижней полкой угловой панели (предусмотрена возможность регулировки высоты подвески катушки над рельсами). В использовании двух приемных катушек нет необходимости, так как мощность и ЭДС принимаемого кодового сигнала достаточны для устойчивой работы АЛСН стенда-тренажера без сбоев кодов. Выше приемной катушки под скоростемером ЗСЛ-2М на уголке рамы-каркаса установлен червячный редуктор привода, закрепленный болтами М10.

Выходной вал червячного редуктора через муфту (отрезок подходящего по диаметру резинового шланга с хомутами) передает вращение напрямую валу скоростемера ЗСЛ-2М.

Червячный редуктор для упрощения конструкции стенда-тренажера повернут при постановке на 90° (относительно расположения его на крышке буксы колесной пары электровоза). Поэтому типовой угловой редуктор и валы привода, применяемые на электровозе, в стенде-тренажере не используются.

Электродвигатель П11М привода скоростемера ЗСЛ-2М, установленный на раме-каркасе внутри угловой панели и закрепленный болтами М10, передает вращение через полужест-кую соединительную муфту специальной конструкции (она изготовлена отдельно) и червячный редуктор на вал привода. Таким образом имитируется работа тягового двигателя электровоза, приводящего во вращение 1-ю или 8-ю колесную пару.

На раме-каркасе также располагается второй электродвигатель П11М со специальной соединительной муфтой, типовым угловым редуктором с электровоза (для передачи вращения от оси колесной пары к валу скоростемера), датчиком пути и скорости ДПС-У-05. Датчик обеспечивает подачу сигнала по угловой скорости вращения оси 2-й или 7-й колесной пары в блок управления электронного скоростемера КПД-3 и в аппаратуру САУТ-Ц. К раме-каркасу снизу прикреплен дополнительный уголок, на котором установлена еще одна приемная катушка.

Второй двигатель П11М в сборе с соединительной муфтой, угловым редуктором, датчиком пути и скорости испытаны, отрегулированы для работы в комплексе электронного скоростемера КПД-3. В настоящее время осуществляется монтаж остального оборудования этого скоростемера. Когда монтаж, пуск и наладка завершатся, электронный скоростемер КПД-3 будет введен в действие согласно алгоритму работы стенда-тренажера АЛСН. Далее планируется монтаж системы безопасности САУТ-Ц.

Пространство под нижней полкой угловой панели с лицевой стороны стенда-тренажера закрыто листом ДВП (обтянутым пленкой ПВХ) до кронштейнов крепления приемных катушек. Лист ДВП установлен по плоскости разъема червячного редуктора (с соединительной муфтой привода механического скоростемера ЗСЛ-2М), датчика пути и скорости ДПС-У-05 электронного скоростемера КПД-3 с рамой-каркасом стенда-тренажера.

Усилитель (рис. 4) и дешифратор (рис. 5) АЛСН установлены на нижней полке угловой панели справа рядом друг с другом на амортизационной панели общего ящика АЛСН. Для удобства демонстрации работы усилителя и дешифратора амортизационная панель разрезана «болгаркой» (посредине вдоль длинной стороны) на две части. Каждая часть используется отдельно для крепления усилителя и дешифратора. Кронштейн блока электролитических конденсаторов по условиям удобства монтажа схемы приварен к амортизационной панели дешифратора.

На раме-каркасе по уровню нижней полки угловой панели слева в углу размещен блок питания электродвигателей П11М стенда-тренажера (заводского изготовления типа ВСА-5ку-80-8 УЗ выходной мощностью 6,4 кВт). Блок состоит из понижающего трансформатора и тиристорного выпрямителя с питанием от осветительной сети 220 В (рис. 6).

Чтобы обеспечить приток воздуха к вентилятору охлаждения понижающего трансформатора и тиристорного выпрямителя, в левой стенке угловой панели вырезано отверстие соответствующего размера, закрываемое декоративной пластмассовой вентиляционной решеткой. Электродвигатели подключены к блоку питания через автомат защиты номиналом 10 А.

На пульте управления стенда-тренажера установлен разделительный пакетный переключатель, с помощью которого собираются отдельные цепи питания электродвигателей П11М. Этим исключается одновременная работа механического скоростемера ЗСЛ-2М и электронного КПД-3 (САУТ-Ц). Количество оборотов вала электродвигателя П11М, определяющее скорость вращения вала скоростемера или вала датчика пути и скорости (и, соответственно, показываемую скорость движения поезда или сигнал по угловой скорости вращения) регулируется устройством плавного тиристорного регулирования напряжения на зажимах питания электродвигателей.

Блок питания имеет встроенную быстродействующую тиристорную защиту и автомат защиты номиналом 20 А на передней панели. В соответствии с инструкцией завода-изготовителя блок питания типа ВСА-5ку-80-8 УЗ необходимо использовать с балластным резистором, подключаемым к выходным зажимам параллельно цепям питания электродвигателей П11М (чтобы не допустить работу тиристорного выпрямителя без нагрузки).

В качестве балластного резистора используется осветительная лампа на 220 В в патроне. Мощность осветительной лампы подбирается опытным путем (должен быть слабый накал нити красного цвета). Патрон с лампой размещены внутри стенда-тренажера. Между блоком питания и усилителем АЛСН (за скоростемером ЗСЛ-2М) по вертикальной плоскости от нижней полки до средней установлен лист ДСП. Стыки между панелями ДСП на угловой панели стенда-тренажера окантованы клеящей лентой под цвет панелей.

В ходе испытаний и в процессе работы со стендом-тренажером было выявлено, что при тиристорном регулировании затруднен плавный пуск электродвигателя П11М привода скоростемера ЗСЛ-2М в режиме трогания с места. Также нестабильно поддерживается скорость движения по скоростемеру (или число оборотов двигателя) в интервале от 0 до 40 км/ч. При этом зачастую срабатывает быстродействующая тиристорная защита устройства ВСА-5ку-80-8 УЗ. Причиной этого являются, скорее всего, недостаточная мощность трансформатора блока питания и низкая его перегрузочная способность применительно к условиям использования на данном стенде-тренажере.

Пуск электродвигателя на малых углах регулирования при тиристорном выпрямлении переменного тока, несмотря на достаточно высокий пусковой момент, затруднен из-за большого сопротивления вращению. Это следствие значительного момента инерции и высоких потерь на трение в системе передачи от вала двигателя до механизма скоростемера по интервалу низких скоростей движения. Поэтому для обеспечения устойчивой работы стенда-тре-нажера аналогичной конструкции в зоне пуска и низких скоростей движения желательно использовать для питания электродвигателей тиристорный блок питания большей выходной мощности (порядка 10 кВт) либо регулируемый трансформатор типа ЛАТР.

(Окончание следует)

Инж. С.А. МОСОЛ,
преподаватель Омской технической школы Западно-Сибирской дороги

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin