專利名稱：轉轍機轉換阻力在線監測方法
技術領域：
本發明涉及鐵路運輸在線監測方法，尤其是涉及在線監測轉轍機轉換阻力的 方法。
背景技術：
道岔是鐵路行業電務維護、維修的難點和重點。電務部門迫切需要微機監測
系統能在道岔維護的過程中起到切實有效的作用。鐵道部原2000版的微機監測技 術條件(TB)中，采取對道岔的動作電流進行監測，對道岔設備的維護起到了一 定作用。由于近年來鐵路進行了多次提速，相關設備進行了大規模的更新升級。 因此，對道岔動作電流的監測以不能夠全面真實反映道岔的工作狀況，特別是對
于近年來大批上道的提速道岔設備。由此在2006版微in監測新技術條件(鐵道部
317號文)中，又增加了對交流提速道岔轉轍機動作功率的監測。功率的監測， 相對道岔動作電流的監測，肖^夠初步反映道岔外部工作狀態，提高微機監測系統 的可用性，但道岔功率不能直觀反映道岔運行的環境，道岔轉換力的監測是轉轍 機外部運行環境的最直接的表現。
目前對道岔轉換力的測試方法大多是在室外安裝銷軸式傳感器，或者使用測 力搖把進行測力，直接感知力的大小。但由于鐵路運輸對安全性要求較為嚴格， 使得上述方法不能實現在線測試，僅作為日常(周期為半年)維護的一種手段。 中國發明專利公開號CN1804568A公開了《一種能夠實時監測轉轍機轉換阻力的方 法及其監測設備》，該方法由于僅考慮功率對道岔轉換力的影響，所以不能全面涵 蓋影響道岔轉換力的因素，從而會造成誤差；同時該方法在實施過程中，需要進 行繁雜的標定過程，在應用上的可實施性較低，尤其是針對運輸繁忙的鐵路區段。

發明內容
本發明目的在于提供一種適于實用精度高的轉轍機轉換阻力在線監測方法。 為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案 本發明所述的轉轍機轉換阻力在線監測方法，包括下述步驟；a、 建立轉轍機等效輸入輸出模型采用電機能量流分析方法，結合轉轍機 驅動電機供電電纜電阻對驅動電機運行的能量流影響，計算出各種損耗，提取驅 動電機輸出轉矩，建立設定的模型參數值；b、 對轉轍機驅動電機的三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互 感器進行隔離采樣；將采樣得到的數據輸出給轉換力監測模塊運算獲得電流有效 值、有功功率輸出給道岔采集從機；道岔采集從機根據道岔狀態，采集輸入電流、 功率曲線，并且根據所設定的模型參數，計算出轉轍機的轉換力曲線，通過CA N通訊上報微機監測，實現曲線的顯示、存儲和報警。所述的各種損耗為a、 驅動電機繞組的銅耗和電纜的銅耗，為電流的平方和電阻的乘積；b、 驅動電機勵磁鐵耗，與驅動電機端的電壓平方成正比，為供電電壓、電纜 電阻和電流的函數；c、 用于克服驅動電機摩擦轉矩的功率損耗。本發明優點就在于根據道岔轉轍機實際運行狀況，綜合全面考慮了影響道岔 轉轍機轉換力的各種因素，采取建立轉轍機等效輸入輸出模型，采用電機能量流 分析方法，結合轉轍機驅動電機供電電纜電阻對驅動電機運行的能量流影響，計 算出各種損耗以提取驅動電機輸出轉矩；并采用信息隔離采集、就近處理成數字 信號方式，對道岔轉轍機運行過程中的轉換力進行在線實時監測，從而實現了鐵 路道岔監測和維護的及時性、準確性、實用性。


圖1是本發明所述功率監測模塊的電路原理框圖。 圖2是按照本發明所述方法實施的結構框圖。
具體實施方式
本發明所述的轉轍機轉換阻力在線監測方法，它包括下述步驟； a、建立轉轍機等效輸入輸出模型對某一種型號的轉轍機，選擇三組或三組 以上，采用電機能量流分析方法，結合轉轍機驅動電機供電電纜電阻對驅動電機 運行的能量流影響進行測試，根據測試的數據，獲得轉轍機各種損耗的量值和規律；上述幾組同型號的轉轍機所獲得的量值和規律應具有一致性；所述各種損耗 是指驅動電機繞組的銅耗和電纜的銅耗，為電流的平方和電阻的乘積；驅動電 機勵磁鐵耗，與驅動電機端的電壓平方成正比，為供電電壓、電纜電阻和電流的 函數；用于克服驅動電機摩擦轉矩的功率損耗；根據所得到的各種損耗量值，提 取驅動電機輸出轉矩，建立設定的參數模型值；
b、對上述相同型號的轉轍機驅動電機的三相電壓和三相電流分別通過電壓 互感器和電流互感器進行隔離采樣；將采樣得到的數據輸出給轉換力監測模塊運 算獲得電流有效值、功率輸出給同型號的道岔采集從機；道岔采集從機根據道岔 所處的狀態，采集輸入電流、功率曲線，并且根據所設定的參數模型值，計算出 轉轍機的轉換力曲線，通過CAN通訊上報微機監測，實J見曲線的顯示、存儲和 報警。
依據監測要求測試精度，在精度要求較高時，進行線性§定，采用銷式傳感 器進行標定。
所述功率監測模塊結構如圖1所示，它由采樣單元、計量單元、數據處理單 元、電流隔離輸出單元；所述采樣單元由三路電流互感器、電壓互感器構成；三 路電流互感器、電壓互感器輸出端分別與計量單元輸入端電連接；計量單元為電 能計量芯片，將輸入端接收的電流互感器、電壓互感器輸出的模擬信號轉換成數 字信號輸出給所述數據處理單元的單片機；單片機輸出端通過4一20mA電流隔離 輸出單元與道岔采集從機連接，道岔采集從機與微機監測通過CAN總線進行通訊 交互。
權利要求
1、一種轉轍機轉換阻力在線監測方法，其特征在于它包括下述步驟；a、建立轉轍機等效輸入輸出模型采用電機能量流分析方法，結合轉轍機驅動電機供電電纜電阻對驅動電機運行的能量流影響，計算出各種損耗，提取驅動電機輸出轉矩，建立設定的模型參數值；b、對轉轍機驅動電機的三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互感器進行隔離采樣；將采樣得到的數據輸出給轉換力監測模塊運算獲得電流有效值、有功功率輸出給道岔采集從機；道岔采集從機根據道岔狀態，采集輸入電流、功率曲線，并且根據所設定的模型參數，計算出轉轍機的轉換力曲線，通過CAN通訊上報微機監測，實現曲線的顯示、存儲和報警。
2. 根據權利要求1所述的轉轍機轉換阻力在線監測方法，其特征在于所述 的各種損耗為a、 驅動電機繞組的銅耗和電纜的銅耗，為電流的平方和電阻的乘積；b、 驅動電機勵磁鐵耗，與驅動電機端的電壓平方成正比，為供電電壓、電纜 電阻和電流的函數；c、 用于克服驅動電機摩擦轉矩的功率損耗。
全文摘要
本發明公開了一種轉轍機轉換阻力在線監測方法，包括下述步驟；建立轉轍機等效輸入輸出模型采用電機能量流分析方法，結合轉轍機驅動電機供電電纜電阻對驅動電機運行的能量流影響，計算出各種損耗，提取驅動電機輸出轉矩，建立設定的模型參數值；對轉轍機驅動電機的三相電壓和三相電流分別通過電壓互感器和電流互感器進行隔離采樣輸出給轉換力監測模塊運算獲得電流有效值、有功功率輸出給道岔采集從機；道岔采集從機根據道岔狀態，采集輸入電流、功率曲線，并且根據所設定的模型參數，計算出轉轍機的轉換力曲線，通過CAN通訊上報微機監測，實現曲線的顯示、存儲和報警。本發明優點就在于實現鐵路道岔監測和維護的及時性、準確性、實用性。
文檔編號B61L5/00GK101408465SQ20081023084
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月12日 優先權日2008年11月12日
發明者周永慶, 孫冀東, 宋坦路, 牛振波 申請人:河南輝煌科技股份有限公司