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轨道计轴传感器电磁系统的分析与研究

轨道计轴传感器电磁系统的分析与研究

作者：王胤燊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

计轴传感器是保证铁路系统安全运营的最重要的信号检测设备，它通过对车轮的检测来判断铁路区段的占用或空闲。电磁系统作为计轴传感器的核心部分直接决定着对车轮的检测效果。对计轴传感器的电磁系统进行分析与研究，计算出其磁场的分... 详细信息

计轴传感器是保证铁路系统安全运营的最重要的信号检测设备，它通过对车轮的检测来判断铁路区段的占用或空闲。电磁系统作为计轴传感器的核心部分直接决定着对车轮的检测效果。对计轴传感器的电磁系统进行分析与研究，计算出其磁场的分布和变化规律是计轴传感器研发与优化的重要依据。本文首先研究了计轴传感器电磁场的数学模型，推导出计轴传感器电磁场的约束方程组，进而根据似稳场的判定条件对计轴传感器的电磁场的性质进行了判定。在此基础上，通过场方程阐述了计轴传感器的工作原理，并引入了矢量磁位，利用矢量磁位推导出了计轴传感器磁场的偏微分方程组。其次，对计轴传感器电磁系统的传感装置进行了设计，确定了励磁线圈和感应线圈的材料、尺寸、电气参数、安装位置范围和安装角度的变化范围。设计了传感装置在轨道上的安装方式。给出了励磁线圈中所加磁芯的材料、尺寸以及电气参数，确定了钢轨和车轮的尺寸参数。然后，提出计轴传感器传感电路的设计方案。将传感电路按功能分为供电电源电路、励磁电路和感应电路。供电电源电路采用DC-DC模块实现;励磁电路包括振荡分频电路、功率放大电路以及串联谐振电路三部分;感应电路由并联谐振选频电路和放大电路两部分组成。分析了每个单元电路的设计原理，并对电路参数进行了计算。最后，对计轴传感器的磁场进行了研究，建立了计轴传感器的三维磁场仿真模型;由仿真结果分析得到计轴传感器周围磁场的分布规律和车轮经过时磁场的变化规律;研究了励磁线圈和感应线圈角度变化对磁场的影响，搭建了硬件实验平台，进行了实验测试。测试结果验证了所建立的仿真模型的有效性，满足计轴传感器开发的精度要求。

关键词：电磁传感器计轴传感器有限元法磁场分析

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计轴传感器在线监测装置设计与研究

铁道运营技术 2024年第4期30卷 26-29页

作者：刘改红四川交通职业技术学院四川成都611130

计轴器是检测列车占用的设备,计轴传感器是计轴器的关键装置,其性能直接影响到行车安全。而计轴传感器的工作状态会受到使用年限、牵引回流、温度、湿度、现场磁场环境影响,为了检查其性能,现场维护人员不得不花费大量人力时间到现场对... 详细信息

计轴器是检测列车占用的设备,计轴传感器是计轴器的关键装置,其性能直接影响到行车安全。而计轴传感器的工作状态会受到使用年限、牵引回流、温度、湿度、现场磁场环境影响,为了检查其性能,现场维护人员不得不花费大量人力时间到现场对计轴传感器逐一测试。为此,设计计轴传感器的在线监测装置,替代人工对传感器回路电压进行采样测试,以判断传感器的性能状态。以STM32单片机为监测核心,前端利用模拟多路复用器和隔离采样电路对电压信号进行采集,单片机采样后对数据进行存储和显示。通过测试,该装置能够实现同时对多个计轴传感器的在线监测,测量数值满足现场误差范围,能够为设备状态检查和故障预防提供依据。

关键词：计轴传感器电压检测在线监测

城轨交通单侧计轴传感器智能校准仪研究与运用

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铁道通信信号 2023年第11期59卷 90-96页

作者：刘海洋杨进绍兴京越地铁有限公司运营分公司浙江绍兴312000 南京铁道职业技术学院通信信号学院南京210035

针对地铁信号系统中单侧计轴传感器长期受到温度、湿度、振动、电磁干扰等因素影响,最终导致其参数发生变化而需要维修工远赴现场定期巡检等问题,提出基于电流检测原理的单侧计轴传感器智能校准方案,研制了一款单侧计轴传感器智能校准... 详细信息

针对地铁信号系统中单侧计轴传感器长期受到温度、湿度、振动、电磁干扰等因素影响,最终导致其参数发生变化而需要维修工远赴现场定期巡检等问题,提出基于电流检测原理的单侧计轴传感器智能校准方案,研制了一款单侧计轴传感器智能校准仪。该校准仪采用单片机、键盘驱动芯片、直流信号隔离转换器、液晶显示模块等设计,在室内防雷分线柜上即可检测计轴传感器回传信号,方便远程检测计轴传感器的工作参数;同时,具有操作便利、测试安全等特点。经模拟测试并与现场实测数据比较,该智能校准仪具有较高的检测精度,能够满足地铁信号系统功能需求。

关键词：计轴传感器电流检测智能校准仪遥测

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车辆减速器入口计轴传感器的功效

铁路通信信号工程技术 2015年第5期12卷 45-47页

作者：李华中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

车辆减速器入口计轴传感器装置是驼峰自动化系统必备基础设备之一,其功效的充分发挥是车辆减速器实现智能化控制的根基,充分认识它的作用是理解车辆减速器自动控制工作原理的钥匙,并为驼峰自动化系统的研究开发、工程设计、安装实施和... 详细信息

车辆减速器入口计轴传感器装置是驼峰自动化系统必备基础设备之一,其功效的充分发挥是车辆减速器实现智能化控制的根基,充分认识它的作用是理解车辆减速器自动控制工作原理的钥匙,并为驼峰自动化系统的研究开发、工程设计、安装实施和维护检修提供重要参考。

关键词：驼峰自动化自动控制计轴传感器车辆减速器控制

云巴胶轮有轨车辆感应板在计轴传感器上的感应特性研究

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时代汽车 2023年第3期 10-12页

作者：黄邦李宇鹏王兴比亚迪通信信号有限公司广东省深圳市518000

本文介绍了云巴胶轮有轨列车的计轴感应方式和装车计轴感应板常用的结构形式,在实验室对计轴感应板与计轴传感器的感应特性进行了划轴探测测试,对划轴探测的波形数据进行了分析研究,结果表明:车辆计轴感应板与计轴传感器之间的感应波形... 详细信息

本文介绍了云巴胶轮有轨列车的计轴感应方式和装车计轴感应板常用的结构形式,在实验室对计轴感应板与计轴传感器的感应特性进行了划轴探测测试,对划轴探测的波形数据进行了分析研究,结果表明:车辆计轴感应板与计轴传感器之间的感应波形数据与传感器种类、感应板与传感器之间距离和感应板大小均有关,其中感应板与传感器之间的距离是最主要影响因素。通过对计轴感应板与计轴传感器感应特性的研究,明确了车辆感应板和轨旁计轴传感器安装的理想相对位置,指明了列车行车过程中计轴感应性能提升的优化方向。

关键词：胶轮有轨列车计轴感应板计轴传感器波形感应特性

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电磁式计轴传感器技术

电工材料 2019年第2期 25-28页

作者：王翔西安铁路信号有限责任公司西安710048

对电磁式计轴传感器的核心理论——电磁原理进行了麦克斯韦方程组解析。针对不同的电磁式计轴传感器做出分析和对比,总结了计轴技术的发展趋势。

关键词：麦克斯韦方程电磁原理计轴传感器磁场分析

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地面过分相中性区传感器布置研究

电工技术 2022年第2期 133-135页

作者：林伟宏王平招康杰广州白云电器设备股份有限公司广东广州510000 广州地铁集团有限公司广东广州510000

接触网地面过分相装置依据列车位置检测信号,按照预定逻辑控制进行高压电力电子开关阀组切换,使得常规状态下不带电的中性区在不同时段交替带电,列车可不断电通过中性区。介绍了接触网地面过分相装置的工作原理及系统构成,探讨了中性区... 详细信息

接触网地面过分相装置依据列车位置检测信号,按照预定逻辑控制进行高压电力电子开关阀组切换,使得常规状态下不带电的中性区在不同时段交替带电,列车可不断电通过中性区。介绍了接触网地面过分相装置的工作原理及系统构成,探讨了中性区的设计原则,分析了道岔区段列车位置检测现状及存在的主要问题,并对中性区计轴传感器布置进行了研究,提出了一种适用于道岔区段的运行工况列车位置检测方案,优化了正反向及岔区行车的列车位置检测,使列车能在不同线路间顺利切换,无需人工启停地面过分相装置,有效降低行车安全影响及提高运营组织效率。

关键词：地面过分相中性区计轴传感器列车位置检测道岔接触网

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城际车辆操作断路器对计轴器的电磁干扰研究

铁道标准设计 2023年第5期67卷 151-157页

作者：周天一张健穹曹巍楠西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

为研究城际车辆闭合断路器时引起的操作过电流对计轴器的电磁干扰问题,首先,通过理论分析了过电流产生机理,车辆干扰路径及计轴器的受扰机理;其次,利用等效电路的方法建立某线路的车辆断路器操作过电流干扰源模型与干扰传递模型,并在现... 详细信息

为研究城际车辆闭合断路器时引起的操作过电流对计轴器的电磁干扰问题,首先,通过理论分析了过电流产生机理,车辆干扰路径及计轴器的受扰机理;其次,利用等效电路的方法建立某线路的车辆断路器操作过电流干扰源模型与干扰传递模型,并在现车上对变压器初级接地线电流与高压线缆屏蔽层接地电流进行了测试,验证模型的有效性,最终发现过电流在高压线缆这条路径上的分量比变压器接地线上的更大;然后,在电路模型基础上建立钢轨辐射场模型,分析操作过电流的磁场辐射强度,最终发现该线路的钢轨磁场发射值超过了计轴器的受扰阈值。建立的模型可有效地反映城际车辆操作断路器对计轴器的电磁干扰原理与主要干扰路径,为后续进一步研究计轴器的受扰规律与抑制计轴器受扰的方法提供基础。

关键词：城际铁路车辆计轴传感器断路器过电流电磁兼容仿真建模

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杭州地铁1号线计轴红光带问题分析及解决方案

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城市轨道交通研究 2024年第7期27卷 344-349页

作者：金刚伟丁玲玲李启磊郑飞杭州杭港地铁有限公司杭州310020 杭州杭港地铁五号线有限公司杭州311100

[目的]在杭州地铁1号线三期区段动车调试及试运行过程中,在线路不同位置处,计轴设备均出现了受扰异常占用(红光带)的情况,严重影响了地铁的运营安全。因此,有必要对异常受扰场景进行分析和测试试验,选择合适的改进方案解决计轴设备的受... 详细信息

[目的]在杭州地铁1号线三期区段动车调试及试运行过程中,在线路不同位置处,计轴设备均出现了受扰异常占用(红光带)的情况,严重影响了地铁的运营安全。因此,有必要对异常受扰场景进行分析和测试试验,选择合适的改进方案解决计轴设备的受扰异常占用问题。[方法]介绍了列车通过1号线三期计轴区段异常受扰占用情况;分析了列车牵引设备回流与计轴设备干扰谐波之间的关系,并进行了相关调查测试及验证;提出了列车牵引设备与计轴设备工作频段重叠产生干扰谐波的解决方案。[结果及结论]对于1号线三期工程列车通过三期计轴区段异常受扰占用(红光带)情况,可采用优化列车牵引系统设备工作频率参数的方法解决该问题,错开列车牵引设备工作频段与计轴设备工作频段,以解决设备的同频干扰问题。

关键词：地铁红光带计轴传感器干扰谐波电流