ENERGY GENERATION, ELECTRIC ENGINEERING AND ELECTROMECHANICS

The Structure of the Device for Identifying the Technical State of the Brush-Collector Node of the DC Traction Motor

Authors

M. P. Rozvodiuk
Vinnytsia National Technical University ROR
K. M. Rozvodiuk
Vinnytsia National Technical University ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-159-6-38-43

Keywords

brush-collector knot brush collector traction motor DC motor technical condition identification residual resource intensity of spark wearing brush collector beating

Abstract

Most of the electric motors that work in manufacturing sphere have already exhausted their resource. The largest number of failures in the traction DC electric motor occur in the brush-collector node. The reasons for these failures are the poor quality of the switching adjustment, wear out of brushes and regular overload of the traction electric motor. Each failure is characterized by sparkling in transient contact with a brush-collector, which worsens the technical condition of the dark-collector node and energy performance of the traction motor in general and affects the resource of the latter. It had been identified that the prerequisite for reliable operation of the DC electric motor is the determination of the technical condition of its brush-collector node.

To increase the reliability of the DC traction electric motor there had been suggested the structure of the device to identify the technical condition of its brush-collector node. This structure takes into account a sufficient number of controlled parameters that allow to form diagnostic signs of a brush-collector node and determine the residual brush resource.

The synthesized device structure allows to: fix the presence and determine the intensity of sparking on the collector; fix the starting time and ending of sparks under the brush, the duration of spark pulses;  determine the value of the average quadratic deviation of the duration of sparks by collector on its output and the value of the average quadratic deviation of the spark pulses in all collector plates that are sparkling, in time; determine the magnitude of wear out; brush wear out speed; residual brush resource; determine the collector's beating. When exceeding the permissible or threshold value of any of the parameters there had been envisaged the notification on the corresponding indicator and the alarm circle operation.

Identification of these parameters of the brush-collector node of the traction electric motor will determine the sources of increased spark, enabling to develop ways to improve the quality of switching by reducing the spark.

318 226

How to Cite

[1]
“The Structure of the Device for Identifying the Technical State of the Brush-Collector Node of the DC Traction Motor”, Вісник ВПІ, no. 6, pp. 38–43, Dec. 2021, doi: 10.31649/1997-9266-2021-159-6-38-43.

Author Biographies

M. P. Rozvodiuk, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Electromechanical Systems Automation in Industry and Transport

K. M. Rozvodiuk, Vinnytsia National Technical University

Student of the Department of Intelligent Information Technology and Automation

References

В. В. Харламов, Д. И. Попов, М. Ф. Байсадыков, и Д. В. Супоня, «Разработка методики предиктивного анализа ресурса щеток тяговых электродвигателей подвижного состава по условиям эксплуатации,» Известия Транссиба, № 1 (45), с. 2-11, 2021.
M. P. Rozvodiuk, “Monitoring of technical condition of the dc electric motor,” in Wissenschaft für den modernen Menschen: innovative technik und technologie, informatik sicherheitssysteme, verkehrsentwicklung, architektur: monografische Reihe «Europäische Wissenschaft». Karlsruhe, Germany: ScientificWorld-NetAkhatAV, Buch 4, Teil 4, 2021, pp. 29-38. https://doi.org/10.30890/2709-2313.2021-04-04-071 . ISBN 29 978-3-949059-12-4. [Electronic resource]. Available:
https://www.sworld.com.ua/simpge4/sge4-04.pdf .
В. М. Безрученко, і А. В. Шаповалов, «Аналітичне дослідження комутації тягових двигунів», Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. акад. В Лазаряна, вип. 32, с. 159-161, 2010. https://doi.org/10.15802/stp2010/13357 .
Н. В. Ивченков, «Математическое моделирование неисправностей щеточно-коллекторного узла машины постоянного тока,» Вісник КДПУ імені Михайла Остроградського, вип. 4/2009 (57), с. 160-163, 2009.
А. А. Осадченко, А. А. Цукублин, и О. Л. Рапопорт, «Мониторинг щеточно-коллекторного узла тягового электродвигателя при эксплуатации,» Известия Томского политехнического университета, т. 308, № 7, с. 107-109, 2005.
М. Байсадыков, «Разработка метода оценки интенсивности изнашивания и алгоритма прогнозирования остаточного ресурса щеток тяговых электродвигателей.» автореф. дис. канд. техн. наук за спец. 05.09.01, Электромеханика и электрические аппараты. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный университет путей сообщения», Омск, 2020, 20 с.
П. К. Шкодун, и А. В. Долгова, «Применение аппарата нечеткой логики при диагностировании коллекторно-щеточного узла тяговых электрических двигателей подвижного состава,» Известия Транссиба, № 4 (28), с. 59-68, 2016.
В. В. Харламов, П. В. Шкодун, А. С. Хлопцов, и А. В. Долгова, «Формирование граф-модели диагностирования коллекторно-щеточного узла тягового электродвигателя с учетом тепловых факторов,» Известия Томского политехнического университета, т. 337, №1, с. 88-95, 2016.
М. П. Розводюк, і К. М. Розводюк, «Діагностування щітково-колекторного вузла електричного двигуна постійного струму,» International periodic scientific journal «Modern engineering and innovative technologies», is. 11, part 3, pp. 32-39, March 2020. Karlsruhe, Germany: Sergeieva&Co. https://doi.org/10.30890/2567-5273.2020-11-01-043.
О. С. Качин, А. С. Каракулов, и А. Б. Серов, «Анализ факторов, влияющих на интенсивность изнашивания щеток электрических машин и пути увеличения их строка службы,» Электротехника. Электротехнология. Энергетика: в 3 ч., сб. науч. тр. VII Международной научной конференции молодых ученых. Ч. 1. Секция «Электротехника», Новосибирск, РФ: изд-во НГТУ, 2015, с. 34-40.
В. В. Харламов, Д. И. Попов, и А. И. Стретенцев, «Разработка цифрового прибора контроля коммутации тяговых электродвигателей подвижного состава,» Известия Транссиба, № 2 (30), с. 54-64, 2017.
В. В. Харламов, Д. И. Попов, и М. Ф. Байсадыков, «Алгоритм прогнозирования ресурса работы электрических щеток тяговых электродвигателей,» Известия Транссиба, №1 (29), с. 47-56, 2017.

Most read articles by the same author(s)