专利名称：转辙机转换阻力在线监测方法
技术领域：
本发明涉及铁路运输在线监测方法，尤其是涉及在线监测转辙机转换阻力的 方法。
背景技术：
道岔是铁路行业电务维护、维修的难点和重点。电务部门迫切需要微机监测
系统能在道岔维护的过程中起到切实有效的作用。铁道部原2000版的微机监测技 术条件(TB)中，采取对道岔的动作电流进行监测，对道岔设备的维护起到了一 定作用。由于近年来铁路进行了多次提速，相关设备进行了大规模的更新升级。 因此，对道岔动作电流的监测以不能够全面真实反映道岔的工作状况，特别是对
于近年来大批上道的提速道岔设备。由此在2006版微in监测新技术条件(铁道部
317号文)中，又增加了对交流提速道岔转辙机动作功率的监测。功率的监测， 相对道岔动作电流的监测，肖^够初步反映道岔外部工作状态，提高微机监测系统 的可用性，但道岔功率不能直观反映道岔运行的环境，道岔转换力的监测是转辙 机外部运行环境的最直接的表现。
目前对道岔转换力的测试方法大多是在室外安装销轴式传感器，或者使用测 力摇把进行测力，直接感知力的大小。但由于铁路运输对安全性要求较为严格， 使得上述方法不能实现在线测试，仅作为日常(周期为半年)维护的一种手段。 中国发明专利公开号CN1804568A公开了《一种能够实时监测转辙机转换阻力的方 法及其监测设备》，该方法由于仅考虑功率对道岔转换力的影响，所以不能全面涵 盖影响道岔转换力的因素，从而会造成误差；同时该方法在实施过程中，需要进 行繁杂的标定过程，在应用上的可实施性较低，尤其是针对运输繁忙的铁路区段。
发明内容
本发明目的在于提供一种适于实用精度高的转辙机转换阻力在线监测方法。 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案 本发明所述的转辙机转换阻力在线监测方法，包括下述步骤；a、 建立转辙机等效输入输出模型采用电机能量流分析方法，结合转辙机 驱动电机供电电缆电阻对驱动电机运行的能量流影响，计算出各种损耗，提取驱 动电机输出转矩，建立设定的模型参数值；b、 对转辙机驱动电机的三相电压和三相电流分别通过电压互感器和电流互 感器进行隔离采样；将采样得到的数据输出给转换力监测模块运算获得电流有效 值、有功功率输出给道岔采集从机；道岔采集从机根据道岔状态，采集输入电流、 功率曲线，并且根据所设定的模型参数，计算出转辙机的转换力曲线，通过CA N通讯上报微机监测，实现曲线的显示、存储和报警。所述的各种损耗为a、 驱动电机绕组的铜耗和电缆的铜耗，为电流的平方和电阻的乘积；b、 驱动电机励磁铁耗，与驱动电机端的电压平方成正比，为供电电压、电缆 电阻和电流的函数；c、 用于克服驱动电机摩擦转矩的功率损耗。本发明优点就在于根据道岔转辙机实际运行状况，综合全面考虑了影响道岔 转辙机转换力的各种因素，采取建立转辙机等效输入输出模型，采用电机能量流 分析方法，结合转辙机驱动电机供电电缆电阻对驱动电机运行的能量流影响，计 算出各种损耗以提取驱动电机输出转矩；并采用信息隔离采集、就近处理成数字 信号方式，对道岔转辙机运行过程中的转换力进行在线实时监测，从而实现了铁 路道岔监测和维护的及时性、准确性、实用性。
图1是本发明所述功率监测模块的电路原理框图。 图2是按照本发明所述方法实施的结构框图。
具体实施方式
本发明所述的转辙机转换阻力在线监测方法，它包括下述步骤； a、建立转辙机等效输入输出模型对某一种型号的转辙机，选择三组或三组 以上，采用电机能量流分析方法，结合转辙机驱动电机供电电缆电阻对驱动电机 运行的能量流影响进行测试，根据测试的数据，获得转辙机各种损耗的量值和规律；上述几组同型号的转辙机所获得的量值和规律应具有一致性；所述各种损耗 是指驱动电机绕组的铜耗和电缆的铜耗，为电流的平方和电阻的乘积；驱动电 机励磁铁耗，与驱动电机端的电压平方成正比，为供电电压、电缆电阻和电流的 函数；用于克服驱动电机摩擦转矩的功率损耗；根据所得到的各种损耗量值，提 取驱动电机输出转矩，建立设定的参数模型值；
b、对上述相同型号的转辙机驱动电机的三相电压和三相电流分别通过电压 互感器和电流互感器进行隔离采样；将采样得到的数据输出给转换力监测模块运 算获得电流有效值、功率输出给同型号的道岔采集从机；道岔采集从机根据道岔 所处的状态，采集输入电流、功率曲线，并且根据所设定的参数模型值，计算出 转辙机的转换力曲线，通过CAN通讯上报微机监测，实J见曲线的显示、存储和 报警。
依据监测要求测试精度，在精度要求较高时，进行线性§定，采用销式传感 器进行标定。
所述功率监测模块结构如图1所示，它由采样单元、计量单元、数据处理单 元、电流隔离输出单元；所述采样单元由三路电流互感器、电压互感器构成；三 路电流互感器、电压互感器输出端分别与计量单元输入端电连接；计量单元为电 能计量芯片，将输入端接收的电流互感器、电压互感器输出的模拟信号转换成数 字信号输出给所述数据处理单元的单片机；单片机输出端通过4一20mA电流隔离 输出单元与道岔采集从机连接，道岔采集从机与微机监测通过CAN总线进行通讯 交互。
权利要求
1、一种转辙机转换阻力在线监测方法，其特征在于它包括下述步骤；a、建立转辙机等效输入输出模型采用电机能量流分析方法，结合转辙机驱动电机供电电缆电阻对驱动电机运行的能量流影响，计算出各种损耗，提取驱动电机输出转矩，建立设定的模型参数值；b、对转辙机驱动电机的三相电压和三相电流分别通过电压互感器和电流互感器进行隔离采样；将采样得到的数据输出给转换力监测模块运算获得电流有效值、有功功率输出给道岔采集从机；道岔采集从机根据道岔状态，采集输入电流、功率曲线，并且根据所设定的模型参数，计算出转辙机的转换力曲线，通过CAN通讯上报微机监测，实现曲线的显示、存储和报警。
2. 根据权利要求1所述的转辙机转换阻力在线监测方法，其特征在于所述 的各种损耗为a、 驱动电机绕组的铜耗和电缆的铜耗，为电流的平方和电阻的乘积；b、 驱动电机励磁铁耗，与驱动电机端的电压平方成正比，为供电电压、电缆 电阻和电流的函数；c、 用于克服驱动电机摩擦转矩的功率损耗。
全文摘要
本发明公开了一种转辙机转换阻力在线监测方法，包括下述步骤；建立转辙机等效输入输出模型采用电机能量流分析方法，结合转辙机驱动电机供电电缆电阻对驱动电机运行的能量流影响，计算出各种损耗，提取驱动电机输出转矩，建立设定的模型参数值；对转辙机驱动电机的三相电压和三相电流分别通过电压互感器和电流互感器进行隔离采样输出给转换力监测模块运算获得电流有效值、有功功率输出给道岔采集从机；道岔采集从机根据道岔状态，采集输入电流、功率曲线，并且根据所设定的模型参数，计算出转辙机的转换力曲线，通过CAN通讯上报微机监测，实现曲线的显示、存储和报警。本发明优点就在于实现铁路道岔监测和维护的及时性、准确性、实用性。
文档编号B61L5/00GK101408465SQ20081023084
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者周永庆, 孙冀东, 宋坦路, 牛振波 申请人:河南辉煌科技股份有限公司