[04-2023] Исследование паразитных связей приемных катушек и корпуса локомотива
 

Исследование паразитных связей приемных катушек и корпуса локомотива

А.Н.ТЕСЛЕВ, инженер, г. Валуйки

Индуктивные катушки локомотива, предназначенные для приема кодовых сигналов из рельсовых цепей автоблокировки, располагаются с внешней стороны под корпусом локомотива и через свои электрические и магнитные поля связаны с ним. Эти связи, как правило, нежелательные, так как изменяют параметры приемных катушек и, кроме того, неприятны еще и тем, что имеют случайный характер. В условиях работы нетрудно убедиться, что емкостная связь преобладает над магнитной. Поэтому вначале рассмотрим емкостную связь катушек с корпусом локомотива, а затем магнитную.

В реальных условиях емкостная связь катушек с корпусом локомотива появляется, когда к катушкам приложено переменное напряжение, а в окружающем пространстве возникает электрическое поле, создающее емкостную связь с корпусом локомотива.
Она рассматривается как внешняя емкостная связь между проводимостями катушек y^l/x,, y2=Vx2 и корпусом локомотива y3=1/z3. Ее действие сказывается в том, что она вносит проводимость в цепи катушек, изменяя тем самым их параметры. На рис. 1 изображена эквивалентная схема внешней связи при параллельно-последовательно включенных проводимостях. Так как проводимость корпуса у3 имеет емкостной характер (у3 < 0), то и гвн < 0, в то же время по абсолютной величине шссв > |у3|. Поэтому в этом случае емкость катушек, возрастая, уменьшает реактивное сопротивление с корпусом локомотива, увеличивая тем самым нежелательную связь.

Хотя емкостная связь между приемными катушками и корпусом разделена диэлектриком, однако обладает способностью запасаться электрической энергией. Из курса физики известно, что влияние диэлектрика на емкостную связь обусловлено интенсивностью молекул поляризации на внешних сторонах диэлектрика. Способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле характеризуется диэлектрической проницаемостью Еа = ££0, где £ — относительная диэлектрическая проницаемость, а е0 — электрическая проницаемость диэлектрика.
Реактивное сопротивление диэлектрика выражается формулой хс = d/EEoS, где S — площадь поперечного сердечника катушки, a d — толщина диэлектрика.


Из формулы видно, что емкостное сопротивление диэлектрика зависит только от толщины. Чем она больше, тем больше его емкостное сопротивление и слабее нежелательная связь. Поэтому для увеличения толщины диэлектрика d металлическую гарнитуру катушек, состоящую из косынок и уголков, заменяют прочным стеклопластиком, от чего качество работы приемных катушек только повышается.
Рассмотрим теперь индуктивную связь катушек с корпусом локомотива, когда через сердечники катушек проходит ток, и некоторая проводящая часть корпуса расположена на некотором расстоянии от катушек. В этом случае часть силовых линий магнитного тока катушек, пересекая корпус локомотива, рассматривается как вторичная цепь, обладающая индуктивным сопротивлением, которая связана через взаимную индуктивность с первичной цепью катушек (рис. 2).

Поэтому магнитная связь корпуса локомотива сведена к действию внутренней цепи, вносящей сопротивление корпуса в первичную цепь катушек, изменяя тем самым ее параметры. В этом случае активное сопротивление увеличивается, и расходуемая мощность возрастает. Что касается реактивного сопротивления, то во вторичном «контуре» корпуса локомотива преобладает индуктивность (х3 > 0), а вносимое сопротивление гвн < 0 равносильно уменьшению индуктивности катушек.
Таким образом, снижение вносимого сопротивления корпуса локомотива в первичной цепи катушек уменьшает активное и индуктивное сопротивления. Увеличение же емкостного сопротивления в цепи катушек еще более снижает индуктивность катушек, уменьшая влияние на индуктивность постоянной составляющей тока 10, протекающего через катушки и сохраняя при этом оптимальную величину магнитной связи катушек.
Исследование связи подтвердило, что между приемными катушками и корпусом локомотива существуют паразитные и индуктивные связи, которые зависят от взаимного расположения и электромагнитных средств между ними.