Veturrezisto ĉe fervojo
Ladislav Kovář (CS)
1. Enkonduko
Ĉiu homo havas el sia vivo sufiĉe da spertoj kun veturrezisto. Eĉ, se li iras piede, li sentas, ke sur bona vojo estas la moviĝo pli facila ol sur la malbona. La bona aŭ malbona dependas de kvalito de ĝia surfaco, de ascendo de vojo, de veteraj cirkonstancoj (ekz. vento, frosto) kaj ni devas konsideri ankaŭ propran pezon kaj rapidecon.
Ĉi tiuj, oni povas diri fundamentaj kondiĉoj, limigantaj movadon ĝenerale, estas troveblaj ankaŭ ĉe pli malsimplaj specoj de movado - ekzemple dum veturo sur reloj. Plej frue ni devas konscii, ke la relo, kiel movhelpilo, estas eltrovita por malaltigi la veturreziston. Kaj rigardante reen, ni, heredintoj de ĉi tiu invento, vidas, ke ĝi estis vere utila, kun profunda signifo por estonteco tiama kaj eĉ hodiaŭa. Ĉi tiun signifon substrekas ankaŭ tio, ke ni ĉi tie pritraktas fervojon el 150-jara tempodistanco kaj por nia estonteco estas preparataj planoj por disvastigi kaj plivigligi la fervojtrafikon, same kiel en la tuta Eŭropo.
Nun ni revenu al supre tuŝita problemo, nome veturrezisto. Ĉi tiun fenomenon en fervoja trafiko estas eble pritrakti el diversaj flankoj. Aliajn kondiĉojn kaj poste ankaŭ rezultojn havas procedoj, kiam ni interesiĝas pri veturado de vagonoj kaj aliajn, se ni pripensas tutajn vagonarojn. Ĉi tiu vidpunkto estas grava, se temas pri konstruado de ranĝostacioj kaj iliaj regadsistemoj. En la ranĝostacioj, kiuj ne estas ekipitaj per aŭtomataj sistemoj, estas necese pripensi la veturreziston nur pro tiu motivo, ke ni certigu ĝustan klinon por glata veturo de diversaj vagonoj aŭ vagongrupoj de ranĝoĝibo aŭ al direktotrakoj. La tasko pritaksi grandecon de la veturrezisto de unuopaj vagonoj restas nur je manovristo kaj liaj spertoj. Laŭ sia konsidero li uzas diversajn ilojn (ekz. ŝubremsojn, pneŭmatajn bremsojn aŭ vagonbremson) por ĝustigi rapidecon de la vagono, kiu devas atingi aliajn vagonojn jam starantajn sur direktotrakoj. Estas necese konstati, ke la manovristoj laborantaj sufiĉe longe en ĉi tiu medio havas precizan supervidon pri veturproprecoj de vagonoj.
Alia situacio estas en ranĝostacioj ekipitaj per aŭtomataj regadsistemoj. Tiujn ĉi sistemojn ni povas laŭ maniero de rapidinfluo al vagonoj dividi je tri bazaj grupoj:
a) Aŭtomataj sistemoj kun loka rapidregulado (sistemoj laborantaj kun libera veturo de vagonoj). En ĉi tiuj sistemoj estas rapideco de vagongrupoj aŭ vagonoj influata nur en certaj punktoj de ranĝostacio, nome en bremslokoj, kiuj estas situitaj en du aŭ tri vicoj. Alie veturas vagonoj libere.
b) Aŭtomataj sistemoj kun kontinua rapidregulado (sistemoj laborantaj kun deviga veturo de vagonoj). En ĉi tiu okazo estas la rapideco de vagongrupoj dum veturo tra ranĝostacio senĉese kontrolata kaj influata per malrapidiga aŭ rapidiga instalaĵo tiel, ke vagongrupo estas en la tuta vojo sub kontrolo de la sistemo.
c) Miksitaj sistemoj. Parto de veturo okazas libere kun loka rapidregulado (plej ofte de la supro de ranĝoĝibo ĝis la komenco de direktotrakoj), plua parto de veturo okazas per deviga maniero kun kontinua rapidregulado (ĝenerale en direktotrakoj).
En la sistemoj sub a) kaj c) estas necese koni kiel eble plej precize la veturproprecojn de unuopaj vagonoj aŭ vagongrupoj. Oni bezonas havi ĉi tiujn indikojn por difini elirrapidecon de vagongrupo el unuopaj bremsvicoj. La rapideco estas kalkulita tiamaniere, ke la vagono atingu pluan bremsvicon aŭ starantan vagonon per taŭga rapido. Oni uzas konatajn faktojn pri la vagono kaj supozas, ke dum la plua veturo de vagono al celo ili ne ŝanĝiĝos. Tiu ĉi supozo ne estas ĉiam plenumita. Kaŭze de tio okazas eraroj en reala rapido, kiam la vagonoj atingas la celon. Ĝi povas esti aŭ pli aŭ malpli granda. Ĉi tiun malavantaĝon forprenas la sistemoj sub c), kiuj uzas transportinstalaĵojn en direktotrakoj (en la loko, kie eraroj en rapido havas plej malbonan rezulton - ĉu fortan puŝon de vagonoj, eĉ detruon, ĉu liberajn lokojn inter starantaj vagonoj).
Ĉi tiu instalaĵo garantias, ke alveturantaj vagonoj ĝustrapide atingos la starantajn. Malavantaĝo de ĉi tiu sistemo estas grandaj
financaj elspezoj.
La sistemo sub la punkto b) ne bezonas koni veturreziston, ĉar vagonoj estas dum la tuta veturo tra ranĝodeklivo ĝis direktotrakoj gvidataj en ĝusta rapideco pere de instalaĵo, kiu povas aŭ rapidigi aŭ malrapidigi ilin.
2.1 Rezisto kontraŭ movado de veturilo - trafikrezisto sub la termino rezisto en ĉi tiu senco estas konsiderataj ĉiuj fortoj, kiuj agas kontraŭ direkto de movado de veturiloj. Por ilia superigo estas uzata nur sinusa parto de la forto devenanta de la
propra maso.
Bildo 1:
La forto W devas esti pli granda ol la sumo de ĉiuj rezistoj (w) por atingi akcelon aŭ la sama por atingi konstantan rapidon.
Laŭ sia ekesto estas trafikrezistoj dividitaj sekve:
-liniaj rezistoj; ili devenas de la geometria situacio de relvojo (rezisto en trakarkoj, trakforkoj, rezisto aŭ akcelo devenanta de ascendo aŭ descendo,
-veturrezistoj; tiuj devenas de konstruaj ecoj de unuopaj vagonoj kaj de ilia rapideco kaj maso, eventuale de vetero,
-rezisto de akcelo; ĝi ekestas dum ŝanĝiĝo de rapido kaj kaŭzas ĝin inercio de maso,
-bremsrezisto; por haltigo de veturiloj aŭ ilia tenado en trankvilo.
En mia kontribuaĵo ini volas prezenti al vi pli detale problemojn nur de unu grupo de trafikrezistoj, t.e. la veturrezistoj.
Supre estis jam konstatita la fakto, ke ĉi tiu speco de trafikrezistoj havas sian fundamenton en konstruaj ecoj de veturiloj influataj krom tio per rapido, maso kaj temperaturo. Sub detala rigardo estas eble ĝin ankoraŭ plu dividi kun celo priskribi unuopajn specojn per matematikaj formuloj:
- rezisto de ruliĝado,
- rezisto de lagroj,
- aerrezisto.
Por plua uzo ni nomu la reziston de ruliĝado kaj de lagroj kiel reziston fundamentan, kiu post aldono de aerrezisto fariĝas kompleta veturrezisto.
2.1.1. Ruliĝrezisto
La nomita rezisto devenas de deformo inter relo kaj rado dum ruliĝo. Ĉar nek la rado kaj nek la relo estas el perfekte elasta materialo, malfruiĝas la reveno de la relo en antaŭan staton post deformo kaŭzita pere de la rado. Tie1 la pezocentro de la kontakta areo de rado kaj relo kaj ankaŭ vertikala reakcio de relo kontraŭ premo de rado ŝovas sin je certa distanco ( ) en veturdirekto kontraŭ radakso. La ŝovita reakcio poste efikas pere de la momento kontraŭ ruliĝo. Rigardu bildon 2.
Post matematika esploro ni ricevos sekvantan formulon:
(matematika formulo)
kie: wr - relativa ruliĝrezisto; v - rapido
La formulo krom la priskribitaj eniraj parametroj enhavas ankaŭ influon de neebeneco de reloj, eluzon de radoj, neperfektan firmecon de traksupraĵo ktp. Do, por tio ĝi havas empirian formon kun rekta dependeco de rapido.
2.1.2. Lagrorezisto
Ĉi tiu parto de veturrezisto ĉe glitlagroj dependas de frotado inter pivoto de radakso kaj pivotingo. En tiu senco ekzistas tri tipoj de frotado:
-seka frotado - inter tuŝataj surfacoj ne estas likvaĵo (oleo), nur molekula tavolo de aero. La frotado tiam estas tre intensa, ĝian koeficienton ni povas taksi per nombro ĝis 0,14. La seka frotado okazas nur dum senmova stato aŭ dum ekveturo.
-miksa frotado - ekestas komence de veturo, kiam olea filmo ne estas sufiĉe dika kaj portema. Tiam iuj malebenaĵoj surface de la tuŝataj moviĝantaj materialoj ne estas forigitaj kaj sur tiuj partoj ankoraŭ okazas seka frotado.
-likvaĵfrotado - okazas ĉe certa rapido, kiam estas tute apartigitaj pivoto de pivotingo pere de oleo.
Koeficiento de lagrofrotado dependas ĝenerale de:
-konstrukcio de la lagro, ĝia eluzdaŭro kaj uzita metalo,
-maniero de oleado kaj uzita oleo,
-perimetra rapideco de pivoto,
-maso de veturilo,
-longeco de traveturita vojo kaj daŭro de antaŭa trankvilo,
-temperaturo.
Pere de donitaj parametroj: koeficiento de lagrofrotado (µ),
pezo sur agro (G), radiuso de pivoto (r) kaj rado (R) ni ricevas sekvantan ekvacion por lagrorezisto:
(matematika formulo)
Dedukte el ĝi relativa lagrorezisto:
(matematika formulo)
Se ni esploras ruliĝantajn lagrojn, la ekvacio estas la sama, nur valoro de koeficiento de frotado ŝanĝiĝas.
2.1.3. Aerrezisto
Aerrezisto estas forto, kiu ekestas dum fluado de aero ĉirkaŭ veturilo pere de densigo de aero antaŭ ĝi, maldensigo malantaŭ ĝi, pere de frotado kaj kirliĝo de aero. La elementa formulo por aerrezisto (Wa) estas jena:
Wa = c . F . q (kN) (4)
kie: c - koeficiento de formo de veturilo,
F - fronta surfaco de veturilo
q - dinamika premo
Por praktikaj uzoj estas aerrezisto kalkulita laŭ la formulo:
Wa = 0,5 . c . F . ( ) (kN) (5)
kie vr estas relativa rapido (rapideco de veturilo kaj aero).
2.2. Metodoj de difino de veturrezisto
Nun ni ricevis detalan supervidon, kiaj parametroj influas la veturreziston de vagonoj moviĝantaj tra ranĝostacio. Por praktika uzo ne estas eble ĉiujn tiujn parametrojn mezuri kaj difini por unuopaj vagonoj kaj plue elkalkuli precizan veturreziston uzeblan ekzemple por rapidregulado.
Tion ebligas mezurado de akcelo je certa traksektoro kun konata kliniĝo. Inter la akcelo kaj la kliniĝo fronte al veturrezisto ekzistas sekvanta rilato:
a = . (s - wl. 10-3 ( m s2
l61
el tio
W = S - l ,a (0 001 l%)
g
kie: a - akcelo,
g'- reduktita gravita akcelo
s - kliniĝo
w - veturrezisto
En praktiko estas plej ofte uzataj du metodoj - unu kun kvarpunkta mezursektoro kaj dua kun tripunkta sektoro.
2.2.1 Metodo kun kvarpunkta mezursektoro
bildo 4:
En ĉi tiu okazo estas mezurata tempo de traveturo de akso tra la unua sektoro 11 kaj tempo de traveturo tra la dua sektoro 12, La akcelon de veturilo en la mezursektoro ni kalkulos sekve:
1 2 1 2
_2 _1
2 2 -
v t t
a = 2 1 - 2 1 ( m. ) (9) 2 L 2 L 2
s
2.2.2. Metodo kun tripunkta mezursektoro
Bildo 5:
2
1 f 2 : 3
l l
Por difino de akcelo en ĉi tiu okazo estas necese mezuri tempon t: - traveturo de la sektoro 1, kaj tempon t2 - traveturo de la sektoro 2. El la mezuritaj tempoj kaj konataj distancoj inter unuopaj punktoj estas kalkulita akcelo sekve:
a = G 1 L b l ) I !
t. t (t + t l 2 1 2 1 2 s
Tiamaniere ni povas difini ankaŭ veturreziston, se ni konas kliniĝon de la mezursektoro laŭ la ekvacio (7).
Ekzistas ankaŭ aliaj ebloj de aranĝo de mezursektoroj kaj en kalkulo de akcelo el mezuritaj parametroj, sed ili estas pli komplikaj.
2.3. Eraroj en difino de fundamentaj parametroj
La aŭtomataj sistemoj, kiuj reguligas rapidecon de vagonoj en punktoj, metas precipe ĉe malaltaj permesitaj puŝrapidoj altajn
pretendojn je precizeco kaj fidindeco de laboro de ĉiuj ĝiaj elementoj. Ĝi estas kaŭzita de tio, ke eraro en difino de unu parametro kaŭzas multoblan eraron en alia. Rigardu ekzemplon:
Ni pritraktos eraron en mezuro de akcelo kaj ĝian influon je difino de veturrezisto. Por tio ni uzos ekvacion (7) por veturrezisto. Se ni erare difinos akcelon, estos ĝia valoro a'.
La nova veturrezisto estos w'.
Absoluta eraro estos:
w 1000 C a - a ( o/oo 1 C 10 ) g
La kvocienton 1000 estas eble anstataŭigi per numero 100, do la eraro de veturrezisto estas centobla ol eraro de akcelo. Se ni plu kalkulas longon 1, kiun devas traveturi la vagono kun komenca rapido v ĝis ĝi haltos, uzante eraran valoron de veturrezisto, ni ricevos:
1 1000 vz lm1 llll
2 g' (w - s)
el tio la relativa eraro:
1 _ 1' 1 _ w' w -_ 1 w (%1 (12l 1 1 w - s w - s
La rezulto montras, ke eraro en longo rekte dependas de la eraro en veturrezisto kaj nerekte de diferenco inter veturrezisto kaj kliniĝo de direktotrako.
3. Rezultoj de praktikaj mezuroj de veturrezisto
En la sesdekaj jaroj estis faritaj ampleksaj esploroj ĉirkaŭ veturrezisto en diversaj kondiĉoj en la kadro de la tasko "Kontinua mezurado kaj regado de rapideco de ŝarĝvagonoj, fare de la Esplora kaj Prova Internacia Fervojista Instituto. La mezurado okazis en diversaj eŭropaj fervojdirekcioj kaj la rezulto estis eldonita komune. Tie estas la mezurado de veturrezisto dividita je kvar grupoj laŭ dependeco de:
- temperaturo,
- aksopremo,
- rapido,
- nombro da aksoj.
3.1. Veturrezisto en dependeco de temperaturo
La mezurado estis farita en diapazono de +15'C ĝis - 10'C por vagonoj kun rullagroj kaj kun glitlagroj.
Bildo 6
Rullagroj:
3.2. Veturrezisto en dependeco de aksopremo
Bildo B:
3.3. Veturrezisto en dependeco de rapido
La mezurado rilatas al veturrezisto de duaksaj vagonoj kun rullagroj.
Bildo 9:
W o ooĴ
3.4. Veturrezisto en dependeco de nombro da aksoj
La mezurado rilatas al rullagraj vagonoj en temperaturo de 0'C ĝis + 5'C.
Bildo 10:
W o 0 o
3
4. Fintakso
El la montritaj kurboj kaj priskribitaj ekzemploj estas videbla forta dependeco de veturrezisto de temperaturo, precipe en vintraj kondiĉoj. Sed ankaŭ aliaj dependecoj ne estas neglektindaj.
Ni devas imagi, ke dum veturado de vagono tra ranĝostacio ŝanĝiĝas preskaŭ ĉiuj kondiĉoj, kiuj influas ĝian veturreziston. Ankaŭ je la rezultoj de mezurado ni devas rigardi kiel je mezvaloroj. Dum la esploroj okazis multege da mezuradoj kaj inter ili estis larĝaj diferencoj, sed en praktiko estas necese koni precizan valoron de la veturrezisto de ĉiu vagono ĝuste en la momento, kiam estas influata ties rapideco. Por tio estas rekomendata tia sistemo, kiu konstatas la veturreziston ĝuste antaŭ ĝia eluzo por regulado.
Aŭtomatiza sistemo de ranĝodeklivoj "kompas" sub kondiĉoj de elektra trakcio
Petr Chrdle (CS)
1.0. Enkonduko
Celo de la artikolo estas priskribi, post konciza enkonduko en la problemon de la aŭtomatizo de ranĝodeklivoj per la sistemo KOMPAS, elektrajn perturbajn efikojn de elektra trakcio sur ranĝodeklivoj. Sekve, post difino de la problemo de kongruo de aŭtomatiza sistemo KOMPAS kun elektra trakcio, montri la vojon, kiun elektis la aŭtoro por kunordigi ambaŭ sistemojn (do la aŭtomatizan sistemon KOMPAS kun la sistemo de la elektra trakcio).
2.0. Aŭtomatiza sistemo KOMPAS
La nomo KOMPAS estas mallongigo de la plena ĉeĥa nomo "Komplexní automatizace spádovišť", kiu signifas "Kompleksa aŭtomatizo de ranĝodeklivoj".
La principo estas jam sufiĉe priskribita en faka literaturo, tial nur tre koncize mi menciu, ke la sistemo de la grada aŭtomatizo de malgrandaj kaj mezaj ranĝodeklivoj kun akcela deklivo, nome KOMPAS, konsistas el aro de blokoj, kiuj ebligas plenaŭtomatan reguladon de rapido de trajnsegmentoj sur la ranĝodeklivo, programan regadon de relforkoj kaj reguladon de rapido de malkuplado.
La sistemo estas kreita en kvin bazaj modifaĵoj: KOMPAS 1 ĝis KOMPAS 5. Validas ĉiam, ke la pli simpla modifaĵo kreas bazon por la pli efika.
La modifaĵoj KOMPAS 1 ĝis KOMPAS 3 solvas la situacion sur la kapo de ranĝodeklivo: KOMPAS 1 meĥanike, KOMPAS 2 duonaŭtomate kaj KOMPAS 3 aŭtomate. La modifaĵoj KOMPAS 4 kaj KOMPAS 5 plue regas la vojon de la segmentoj sur klasifikaj trakoj por atingi sendomaĝe la vagonojn jam starantajn.
Modula aranĝo de la sistemo ebligas krei vicon de variantoj ene de ĉiu modifaĵo laŭ kondiĉoj de ranĝostacio.
Por konatiĝi kun la sistemo nur koncize mi rekomendas (7), pli detale ĝi estas priskribita en (4), (6) kaj la plej detale en (12). Simpligitan skemon de la sistemo KOMPAS 5 montras fig. 1.
3.0. Perturbaj efikoj de elektra trakcio
Evoluante la sistemon KOMPAS, oni ne kalkulis kun ĝia apliko sur ranĝodeklivoj provizitaj per elektra trakcio. Aŭ, pli precize dirite, oni ne planis elektran trakcion sur ranĝodeklivoj, ĉar ili kutime estas provizitaj nur per dizelaj lokomotivoj.
Post novaj ekonomiaj kalkuloj de energi-statoj sur ranĝodeklivoj en funkcio (1), estis decidite provizadi la ranĝodeklivojn per elektra trakcio. Tio malkongruis kun la antaŭa decido provizi ilin per aŭtomata sistemo KOMPAS. Ekestis do problemo de kongruigo de ambaŭ sistemoj.
La menciitan problemon traktas disertacia laboro (8), pli profunde ol permesas la kadro de la prezentata artikolo.
3.1 Klasifikado de perturbaj efikoj
Perturbaj efikoj de elektra trakcio al sekurigaj instalaĵoj estas longjare kaj detale studitaj enkadre de Internacia Fervoja Esplororganizaĵo ORE. La rezultoj estas pozitivaj kaj ili jam eniris en la internacie validajn teĥnikajn instrukciojn.
Tute alie aspektas la situacio de instalaĵoj, kiuj estas partoj de ranĝodeklivoj. La kialo estas klara. Ranĝodeklivojn oni kutime ne provizis per elektra trakcio, mankis do motivo por esti interesata pri la problemaro. Nur post kiam ČSD, kiel la unua fervojo, komencis enkonduki elektran trakcion sur ranĝodeklivoj, ekestis nova problemo, tiu de ĝiaj perturbaj efikoj al la aŭtomatiza sistemo KOMPAS.
3.1.1. Perturboj induktitaj de reaj trakciaj kurentoj
En la ČSD-reto estas uzataj du sistemoj de elektra trakcio: la sistemo kun alterna tensio 25 kV, 50 Hz kaj la sistemo kun unudirekta tensio 3 kv.
La perturbaj efikoj dependas precipe de prezento de diversfrekvencaj amplitudoj en spektroj de rea trakcia kurento. Lokomotivoj por alterna trakcio kun duonkonduktila regado kaj dioda rektifilo produktas principe nur neparajn harmonojn, amplitutoj de kiuj rapide malkreskas kun kresko de frekvenco.
Ĉe lokomotivoj por unudirekta trakcia sistemo la spektro de trakcia kurento enhavas bazan frekvencon de la pulsa kurenta konvertoro kaj ties harmonojn.
Se funkcias samtempe kelkaj pulsaj kurentokonvertoroj faze ŝovitaj, la trakcia kurento enhavas la celfrekvencon, kiu dependas de la nombro de konvertoroj.
3.1.2. Elektropneŭmataj relobremsoj
Relobremsoj estas konsiderataj kiel danĝeraj perturbaj elementoj. Fonton de perturboj kreas potencaj ŝaltiloj por solenoidaj valvoj, kiuj ŝaltadas per frekvenco, povanta akiri valoron de ĝia tempa konstanto, do praktike 0,6 s.
Relobremsoj tamen apartenas al la bazaj elementoj de la sistemo, pro tio ĝiaj perturbaj efikoj devis esti eliminitaj tuj komence de la laboroj (3).
3.1.3. Relaj cirkvitoj
Relaj cirkvitoj, uzataj ĉe ČSD, laboras kun la frekvencoj 50, 75 aŭ 275 Hz. Ankaŭ iliaj efikoj devis esti solvitaj tuj komence de la laboroj, tamen ili prezentas sufiĉe interesan ĉapitron. Kaj la problemo, kaj ĝia solvo estas koncize priskribita en (5), detale en
(3).
3.2. Kriza parto de la sistemo konsidere al perturboj
Post klasifikado de perturbaj efikoj sur ranĝodeklivo ĝenerale, estas necesa analizo de tiuj funkciaj unuoj de la sistemo, kiuj estas la plej ŝarĝataj de elektra trakcio. Enhavas ĝin (3) kaj precipe (8).
Kiel kriza parto estas determinita la unuo por mezurado de la rapido de trajnsegmentoj. Ĝi estas kreata per mezurlato ML, rapidomezurilo MR kaj rapidoregulilo RR, precipe por meĥanika koneklo de mezurlato enhavanta elektromagnetajn sensorojn kun relo. Vidu fig. 2.
Plue oni devis determini la perturban tension induktatan en la sensoroj sub diversaj trafikreĝimoj. Bazon por la determinado kreis trafikaj pruvoj faritaj kun manovraj tiristore regataj lokomotivoj sur la fervoja provrondo apud Velim. Priskribon de la provrondo vidu en (13), priskribon de la trafikaj provoj en (11).
Por povi eviti nedeziratajn induktojn en la sensoroj de la mezurlatoj, sur unu relo estis lokitaj tri izolitaj relpartoj. Ili estis precize la samaj, kiajn oni uzas sur ranĝodeklivoj (14). Tiamaniere estis precize modelita parto de ranĝodeklivo, vidu fig. 3.
Granda de la paralela kurento, kiu influas tra izolita parto de relo, estas difinebla el la anstataŭiga skemo laŭ fig. 4.
kie: Rh estas rezisto de la relo, kiu egalas al distanco de radparoj (8m)
Rg estas ŝunta rezisto de la radparo.
El la formulo (1) estas klare, ke paralela kurento estas ĉiam malpli granda, ol duono de rea trakcia kurento. Supozante, ke la ŝunta rezisto de la radparo havas la saman valoron kiel la rezisto de la 8 m longa relo (distanco inter la relparoj), do RK = Rg, ni ricevos:
kio signifas, ke la induktita tensio en la mezurlato, lokita sur la relo en la izolita relparto, povas atingi maksimime unu kvaronon de la induktita tensio en la sama mezurlato, kiu troviĝas sur la relo trafluata per trakcia kurento.
Resume, el multaj provoj kaj kalkuloj faritaj dum la eksperimentoj sur la fervoja provrondo estas determinita maksimuma valoro de perturba tensio indikata en la mezurlato sur la izolita relparto
r max - 40,0 m V, 50 h Z (3)
4.0. Rimedoj por limigi la perturbojn
Antaŭ ol povi proponi konvenajn kontraŭperturbajn rimedojn, estas necese koni, krom la maksimuma perturba signalo, ankaŭ la signalon utilan.
4.1. Difino de la utila signalo
La utila signalo, eniranta el mezurlato estas difinita ankaŭ dum la eksperimentoj sur la fervoja provrondo.
Montriĝis, ke la utila signalo estas modelebla per sinusa signalo en la tuta utila frekvenca bendo, de 1 ĝis 15 Hz, kiu respondas al trafikrapidoj de trajnsegmentoj. Tipan formon de la signalo eliranta el mezurlato montras fig. 5.
Akorde kun la rezultoj de la provado, empiria formulo difinanta korelacion inter distanco inter sensoro kaj rado, estas determinita. Surbaze de la provoj kaj de teoriaj konsideroj, la minimuma sentiveco de antaŭamplifilo estas fiksita je 6 mV ĉe la frekvenco 1 Hz. Ankaŭ estas montrite, ke induktita tensio (do ankaŭ sentiveco) dependas lineare de rapido (do fakte de frekvenco).
4.2. Analoga filtrado de la signalo
Enirpartoj de rapidomezuriloj estas provizitaj per antaŭamplifiloj, kies tasko estas amplifi elektrajn signalojn al valoro konvena por sekvaj logikaj cirkvitoj. Pro grandaj perturbaj signaloj estas elektita amplifanta dupolusa filtrilo kun operacia amplifilo, kiel montrite sur fig. 6.
Post teoria analizo bazita sur determino de transfunkcio estas
Sekve oni evolue difinas proprecojn de bezonata filtrilo helpe de komputoro kaj fine projektis duŝtupan kvarpolusan filtrilon kun aproksimo de ties karakterizaĵo laŭ Bessel kaj kun alta amplifo, kiel montrite sur fig. 7.
Efiko de la filtrilo estas videbla sur fig 8, kie estas utila signalo: 7a - 1 Hz, 12,5 mV, 7b - 5 Hz, 63 mV, 7c - 10 Hz, 126 mV., ĉiam kun ekstreme alta perturba signalo 300 mV, 50 Hz.
4.3. Diĝita filtrado de la signalo
La mezuirilo de rapido kun la proponita analoga filtrilo kapablas funkcii en kondiĉoj de elektra trakcio, sed kun multaj limigoj, kondukantaj al nesufiĉa precizo. Tial inter la mezurilo kaj reguligo de rapido estas elivicigita diĝita filtrilo, kies tasko estas forigi impulsajn perturbojn kaj fluktuadon de elirsignaloj de la rapidomezurilo.
La furikcian ĉenon por mezurado de rapido kun envicigo de ambaŭ filtriloj montras fig. 9,
kie estas: Q - lokoj, kie efikas perturboj, ML - mezurlato, AFanaloga filtrilo, MR - rapidomezurilo, CF - diĝita filtrilo kaj RR
- cirkvitoj por kalkulado de rapido, kiuj kreas eniran parton de rapidoregulilo.
Teoriaj kalkuloj, sur kiuj baziĝas la projekto de la diĝita filtrilo, eliras el (2) kaj estas evoluigitaj plu en (8).
Post teoria prijuĝo de konveneco de la metodo uzanta sinsekvan aritmetikan mezvaloron en la intervalo N, utiligo de regreso en la intervalo N (kun regresa kurbo de unua klaso), metodo de aritmetikaj mezvaloroj de regreso-parametroj kaj prijuĝo de ebloj altigi la kontraŭforton al impulsaj perturboj per limigo de dekliniĝo en dependo de ĝia grando kaj per limigo de enirvaloroj laŭ maksimumo de unua derivaĵo de enirsignalo, estas projektita praktika apliko de teorie evoluigitaj konkludoj.
Kiel konvenan metodon de diĝita filtrado por apliko al rapidomezurado de trajnsegmentoj oni elektis la metodon de sinsekva regreso en intervalo N1 kun glatigo de la regresa parametro K en la intervalo havanta la saman grandon N2 = N1 = N kaj kun limigo de enirvaloroj pere de maksimumo de unua derivaĵo de enirsignalo.
Por eksperimentaj provoj estas elektita la intervalo N = 4 kiel optimuma. Kun pli kurta intervalo la filtrado ne estus sufiĉa kaj kun pli longa intervalo la kalkuloj tre komplikiĝus kaj krome altiĝus malfruiĝo de respondo al ŝanĝoj de enirvaloro.
Kalkuloformulo estas farita laŭ fig. 10, kie estas videbla sinsekvo de enirvaloroj.
El la valoroj Y1, Y2, Y3, Y4 kalkuliĝas la koeficiento de regreso k laŭ la formulo, evoluigita en (8):
Same ripetiĝas la kalkulo por ŝovitaj intervaloj Y2 ĝis Y5, Y3 ĝis Y6 kaj Y4 ĝis Y7. Por pli bona orientiĝo la kalkulitaj koeficientoj estas nomitaj K1, K2, K3 kaj K4. Post eniro de la valoro Y7 jam estas eble difini aritmetikan mezvaloron el la koeficientoj Ki en la intervalo N = 4.
Per matematika apliko de la formulo (5) kaj la sekvaj adaptoj oni povas difini kalkul-polinomon de la konkreta realigo:
Tiamaniere difinita kalkul-polinomo estas programita en BASIC kaj komputorita, datumojn prezentas unuopaj rapidoj. Legante ilin dum kalkulado, la komputoro kalkulas la valoron de la polinomo kaj sekve ŝoviĝas je unu loko. Grafika eliro montranta respondon al la testa enirsignalo estas aldonita kiel fig. 11.
La priskribita diĝita filtrilo, proponita akorde kun teorie evoluigitaj konkludoj, estas praktike verifita en iom simpligita versio helpe de emulatoro. La rezulto estas videbla sur fig. 12.
| 