ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТОРМОЗА

Изобретение относится к устройствам проверки и диагностики блоков СПН ЭПТ М [1] на железнодорожном транспорте.
Известны устройства проверки основных параметров блока СПН ЭПТ М - проверка работоспособности системы ЭПТ на локомотиве - ТЛ СПН [2] и модуль контроля (МК) СПН [3].
Объектом проверки и диагностики является блок СПН ЭПТ М с локомотивным оборудованием электропневматического тормоза.
Недостатками существующего способа диагностики блоков СПН ЭПТ М на железнодорожном транспорте являются:
- демонтаж блока СПН ЭПТ М с локомотива;
- транспортировка блока СПН ЭПТ М в цех для проверки на стенде А 1970.100.00 [2] совместно с модулем контроля МК СПН;
- использование дополнительного устройства, локомотивного тестера ТЛ СПН для проверки работоспособности СПН ЭПТ М с линией ЭПТ.
При этом увеличиваются затраты времени на проверку всей системы ЭПТ на локомотиве.
Для испытаний электропневматического тормоза на локомотиве под нагрузкой (после плановых видов ремонта) используется тестер локомотивный для проверки двухпроводного электропневматического тормоза ТЛ СПН (рис.1). Технические характеристики тестера представлены в таблице 1.
Тестер локомотивный ТЛ-СПН подключается к головке условный №369А соединительного рукава тормозной магистрали локомотива и имитирует электрическую нагрузку, соответствующую железнодорожному составу.
Изделие ТЛ-СПН производит следующие функции контроля:
- измерение напряжения на рабочей линии ЭПТ в режимах: «отпуск», «торможение», «перекрыша»;
- контроль величины постоянного тока нагрузки в рабочей линии;
- имитации обрыва контрольного провода для проверки срабатывания в системе ЭПТ схемы контроля целостности рабочей линии.
Недостатками тестера локомотивного ТЛ СПН являются:
- невозможность измерения параметров порогового напряжения контрольной линии СПН ЭПТ М;
- невозможность контроля выходного импульсного напряжения;
- невозможность проверки ЭПТ на локомотиве в одно лицо;
- высокая трудоемкость работы.
Наиболее близким техническим решением, которое взято за прототип является устройство для контроля основных технических характеристик стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза СПН ЭПТ М, разработанный компанией "Нейроком" модуль контроля МК СПН (рис.2) обеспечивает подключение стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза СПН ЭПТ М к стенду А1970.100.00 с учетом особенностей электрической схемы стенда.
Модуль МК СПН также производит управление режимами работы стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза (СПН ЭПТ М) при контроле его технических характеристик на стенде А1970.100.00. Технические характеристики модуля контроля МК СПН представлены в таблице 2.
На рис.3 представлена схема модуля контроля стабилизированного преобразователя напряжения МК СПН, где изображен:
- переключатель режимов [3, лист 13] с маркированными положениями («П», «О», «Т»), предназначенный для формирования сигналов управления стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза (СПН ЭПТ М);
- тумблер с маркировкой «ДТЦ» (датчик тормозных цилиндров) предназначенный для формирования сигнала управления датчика давления;
- кнопка с маркировкой «Обрыв КЛ», предназначенная для контроля функции обнаружения обрыва контрольной линии, стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза СПН ЭПТ М путем имитации разрыва линии;
- три светодиода с маркировками («П», «О», «Т»), предназначенные для индикации режима работы стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза (СПН ЭПТ М);
- контрольные гнезда «Uн» (напряжение рабочей линии) и «ЗРЛ» (земля рабочей линии), предназначенные для подключения внешних измерительных приборов с целью контроля выходного напряжения СПН ЭПТ М непосредственно на входе разъема «Линия» модуля контроля МК СПН.
Недостатками стенда А1970.100.00 являются:
- электрическая схема собрана на аналоговой элементной базе;
- сравнительно большие габаритные размеры;
- не точность измерений;
- высокая трудоемкость работы. Недостатками модуля контроля МК СПН являются:
- сложность подключения к стенду А1970.100.00;
- невозможность измерения всех основных параметров СПН ЭПТ М.
Целью предлагаемого изобретения является устройство диагностики стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза (УД СПН ЭПТ) (рис.4), преимущественно для контроля всех основных технических характеристик стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза СПН ЭПТ М.
В корпусе УД СПН ЭПТ расположены следующие узлы для диагностики блока СПН ЭПТ М - 6, состоящие из (рис.4):
- блока индикации - 1;
- измерительного блока - 2;
- блока управления - 3;
- блока нагрузочных сопротивлений - 4;
- источника питания 35-160 В - 5.
Предлагаемое УД СПН ЭПТ уменьшает трудоемкость процесса, повышает точность измерений, повышает качество ремонта, расширяет области измерений. Электрическая схема предлагаемого устройства диагностики СПН ЭПТ М показана на рис.5.
В разработанном устройстве диагностики в качестве измерительных приборов используются цифровые мультиметры серии M890G, VC89B, VC830L с входными сопротивлениями не менее 1 МОм.
Для измерения силы тока на входных и выходных цепях блока СПН ЭПТ М используются цифровые мультиметры серии VC89B.
Для измерения постоянного напряжения на входных и выходных цепях блока СПН ЭПТ М используется цифровой мультиметр серии VC830L.
Для измерения переменного напряжения и частоты на выходных цепях блока стабилизированного преобразователя напряжения электропневматического тормоза СПН ЭПТ М используется цифровой мультиметр серии M890G.
Данное устройство диагностики позволяет снимать технические характеристики блока СПН ЭПТ М, как на локомотиве, так и в любом другом месте имеющем источник питания постоянного тока от 35 В до 160 В. Этому способствует отличительная особенность самого блока СПН ЭПТ М.
Предлагаемое устройство диагностики (рис.5) состоит из следующих узлов и деталей:
- автомат SF1 служит для включения устройства диагностики, а также для защиты входных цепей блока СПН ЭПТ М от короткого замыкания;
- автомат SF2 служит для защиты выходных цепей блока СПН ЭПТ М по току свыше 16 А, и от короткого замыкания;
- амперметр А1 показывает величину потребляемого блоком СПН ЭПТ М тока;
- при помощи переключателя S4, вольтметр V2 показывает постоянное напряжение, как на входных цепях, так и на выходе блока СПН ЭПТ М;
- вольтметр V2 также показывает величину переменного напряжения на выходе блока СПН ЭПТ М, а частотомер F его частоту;
- переключатель S1, делает возможным проверку блока СПН ЭПТ М с локомотивным и без локомотивного оборудования;
- резистор R1 имитирует потерю электрического контакта в головке условный №369 А концевого соединительного рукава тормозной магистрали;
- вольтметр V 1 показывает величину падения напряжения в контрольной линии, при котором срабатывает защита блока СПН ЭПТ М;
- тумблер S5-S7 в цепь «рабочая линия и земля рабочей линии» вводит нагрузочные сопротивления (имитация от десяти и свыше сорока вагонов), при этом изменение силы тока фиксирует амперметр А2 (милливольтметр показывающий ток), также амперметр А2 контролирует силу тока переменного напряжения частотой 625 Гц;
- при нажатии кнопки S3 измеряется импульсное напряжение до 85 В, длительностью 0,4 секунды, с фиксацией этого напряжения на вольтметре V2 до 3-4 секунд;
- нажатие кнопки S8 имитирует перемещение ручки крана машиниста в положение перекрыши;
- нажатие кнопки S9 имитирует перемещение ручки крана машиниста в положение торможение;
- нажатие кнопки S10 имитирует срабатывание датчика давления тормозных цилиндров;
- светодиод HL1 (лампа «О»), сигнализирует об исправности цепи
контрольной и рабочей линии, а в цепи рабочая линия, «земля рабочей линии» напряжение переменной полярности с частотой 625 Гц;
- светодиод HL2 (лампа «П») сигнализирует о получении сигнала, «ручка крана машиниста в положении перекрыша»;
- светодиод HL4 сигнализирует, что в цепи рабочая линия, «земля рабочей линии» отрицательное напряжение или обратная полярность (рабочая линия - минус, земля рабочей линии - плюс);
- светодиод HL3 (лампа «Т») сигнализирует о получении сигнала, «ручка крана машиниста в положении торможение»;
- светодиод HL5 сигнализирует, что в цепи рабочая линия, «земля рабочей линии» положительное напряжение или прямая полярность (рабочая линия - плюс, земля рабочей линии - минус).
Диагностика блока СПН ЭПТ М без локомотивного оборудования
Подключить соединительные кабели к разъемам X1, Х2, Х4, на разъем Х5 подать напряжение 50 В, соблюдая полярность (согласно принципиальной электрической схемы разработанного устройства диагностики).
Включить автоматы SF1, SF2. Переключатель S4 «вход-выход» включить в положение «вход». Вольтметр V2 покажет входное напряжение, а амперметр А1 потребляемый блоком СПН ЭПТ М ток. Затем переключатель S4 включить в положение «выход», при этом вольтметр V2 показывает напряжение на выходе блока СПН ЭПТ М подаваемое в рабочую линию.
Переключатель S1 «стенд-локомотив» переключить в положение «стенд».
Контакт S1 замыкает цепь рабочей и контрольной линии, вольтметр V1 покажет переменное напряжение 35 В - 55 В.
Частотомер F зафиксирует частоту 610 Гц - 640 Гц. Блок СПН ЭПТ М получает сигнал об исправности линии ЭПТ, загорается светодиод HL1 (контрольная лампа «О»).
Увеличивая сопротивление переменного резистора R1, вольтметр V1 показывает величину падения напряжения в контрольной линии. При достижении показаний вольтметра V1 менее 20 В, должна сработать защита, и все выходные параметры блока СПН ЭПТ М равны нулю. Светодиод HL1 (контрольная лампа «О»), гаснет.
Аналогичное срабатывание защиты должно происходить при нажатии кнопки S2, блок СПН ЭПТ М также получает сигнал о не исправности линии электропневматического тормоза.
При данном алгоритме проверки, устройство диагностики определяет работоспособность блока СПН ЭПТ М согласно техническим характеристикам, указанным в таблице 3.
При нажатии кнопки S8, блок СПН ЭПТ М получает сигнал о перемещении ручки крана машиниста в положение «перекрыша». При этом загораются еще два светодиода - HL2 (сигнальная лампа «П») и HL4 (рабочая линия - минус, земля рабочей линии - плюс). Вольтметр V2 сначала должен показать величину импульсного, а затем статического напряжения. Пиковую величину импульсного напряжения показывает вольтметр V2 при переключении тумблера S3 в положение «импульсное». Включая тумблер S5,
задаем нагрузку на выходе блока СПН ЭПТ М равную 15,6 Ом (электровоздухораспределители 20 вагонов). Амперметр А2 должен показать величину тока в цепи рабочей линии и «земля рабочей линии» 3,2 А.
Включая тумблер S6 амперметр А2 должен показать величину тока в цепи рабочей линии и «земля рабочей линии» 6,4 А. Включая тумблер S 7, ток в цепи рабочей линии и «земля рабочей линии» будет выше 10 А, при этом должна сработать защита, и все выходные параметры блока СПН ЭПТ М равны нулю. Светодиоды HL1, HL2, HL4 должны погаснуть. Для восстановления работы следует вернуть в исходное положение тумблер S5-S7 и кратковременно обесточить блок СПН ЭПТ М с помощью автомата SF1.
При нажатии кнопки S9 должны гореть три светодиода HL1 (контрольная лампа «О»), HL3 (сигнальная лампа «Т») и HL5 (рабочая линия - плюс, «земля рабочей линии» - минус). Затем произвести тот же алгоритм проверки, что и при нажатой кнопке S8. Амперметр А2 должен показать величину тока в цепи рабочей линии и земля рабочей линии (в соответствии с включенными тумблерами S5-S7). При нажатии кнопки S10 выходные параметры блока СПН ЭПТ М те же, что и при нажатии кнопки S9. Данный этап диагностики позволяет снять технические характеристики блока СПН ЭПТ М, указанные в таблице 4.
Диагностика блока СПН ЭПТ М с локомотивным оборудованием
К разъему Х4 подключить кабель «Линия» локомотива. Включить автоматы SF1, SF2. Переключатель S4 «вход-выход» включить в положение «вход». Вольтметр V2 покажет входное напряжение, а амперметр А1 потребляемый блоком СПН ЭПТ М ток. Затем переключатель S4 включить в положение «выход», при этом вольтметр V2 показывает напряжение на выходе блока СПН ЭПТ М, подаваемое в рабочую линию.
Пакетный переключатель S1 «стенд-локомотив» переключить в положение «локомотив». При этом контакт S1, разомкнут. Контакт S1 размыкает цепь рабочей и контрольной линии, теперь она должна осуществляться через контакт концевого соединительного рукава тормозной магистрали. При исправности электрического контакта головки условный №369А концевого соединительного рукава тормозной магистрали, вольтметр V1 покажет переменное напряжение 35 В - 55 В. Частотомер F зафиксирует частоту 610 Гц - 640 Гц. Блок СПН ЭПТ М получает сигнал об исправности линии ЭПТ.
Список литературы:
1. «Руководство по эксплуатации» блока СПН ЭПТ М НКРМ.436633.002
2. «Руководство по эксплуатации» локомотивного тестера ТЛ СПН НКРМ.468211.002.
3. «Руководство по эксплуатации» приставки модуля контроля МК СПН НКРМ.424911.002
Таблица 1Технические характеристики тестера локомотивного для проверки двухпроводного электропневматического тормоза ТЛ СПН
Параметры
Значения
Номинальное напряжение, В
50
Сопротивление изоляции, МОм
не менее 40 (в нормальных условиях)
Номинальное входное напряжение, В
50±10
Номинальный ток (при напряжении 50 В) в режиме «отпуск», А
0.7±0.15
Номинальный ток (при напряжении 50 В) в режиме «перекрыша», А
4.0±0.4
Номинальный ток (при напряжении 50 В) в режиме «торможение», А
8.0±0.8
Максимальная потребляемая мощность, Вт
800
Таблица 2Технические характеристики модуля контроля МК СПН
Параметры
Значения
Номинальное напряжение, В
50
Сопротивление изоляции, МОм
не менее 40 (в нормальных условиях)
Габаритные размеры, мм
не более 180*150*80
Масса, кг
не более 1.0
Рабочая температура, °С
от +5 до +45
Максимальное допустимое время работы в режиме «отпуск», мин
10
Максимальное допустимое время работы в режиме «перекрыша» и «торможение» (суммарное), мин
2
Габаритные размеры, мм
не более 345*215*115
Масса, кг
не более 8
Рабочая температура, °С
от +10 до+400
Таблица 3Электрические характеристики средневыпрямленного значения переменного напряжения блока СПН ЭПТ М в режиме «отпуск»
Параметры
Значения
Средневыпрямленное значение переменного напряжения в режиме отпуск, В
35...55
Ток нагрузки в режиме отпуск, А
до 1,0
Частота переменного тока в режиме отпуск, Гц
625±15
Пороговое напряжение контрольной линии при «исправная контрольная линия», В
более 30
Пороговое напряжение контрольной линии при «обрыв контрольной линии»,В
менее 20
Таблица 4Электрические характеристики блока СПН ЭПТ М в режимах «перекрыша», «торможение»
Параметры
Значения
Потребляемая мощность (статическая), Вт при токе в рабочей линии до 10 А
не более 700
Выходное напряжение (статическое), В
50(+3,-5)
Выходное напряжение (импульсное), В
75.0±7.5
Полярность выходного напряжения в режиме Торможение
положительная
Полярность выходного напряжения в режиме Перекрыша
отрицательная
Ток нагрузки (статический), А
не более 10
Ток нагрузки (импульсный), А
не более 15