19 DIAGNOSTYKA UKLADU PRZENIESIENIA MOMENTU TRAKCYJNEGO POCIĄGU SZYBKIEGO Z WYKORZYSTANIEM OBSERWATORÓW STANU Jaroslaw Guziński, Zbigniew Krzeminski, Arkadiusz Lewicki, Politechnika Gda ska, Wydzial Elektrotechniki i Automatyki Ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk, E-mail: j.guzinski @ely.pg.gda.pl Abstract - For safety transport all of the rail systems should be equipped with appropriate diagnostic tools. Most of the diagnostic systems are equipped with additional sensors for safe operation. With extra sensors the vehicle becomes more complicated for maintenance. Typically, the traction motors are equipped with speed sensors. The sensor fault has significant influence on the proper working of the whole train system. Usually the rail vehicle is powered by few motors and few partially independent drives, while disconnecting anyone of the motors influences the train speed and consequently the travel time. In the traction drive, it is possible to use speed calculations instead of speed measurement. Using calculated speed, it is possible to e.g. switch to the speed sensorless system in case of speed sensor fault. The presented application of the speed and load torque observers is dedicated to the high speed train. With the calculated speed, it is possible to e.g. switch to the speed sensorless system in case of speed sensor fault. The motor torque transmission is the core system in traction drives. In the transmission system, the problems may appear even in new trains as a result of manufacturing or assembly errors. After an initial period, the problems with the transmission may appear as a result of wearing and material consumption. It causes growing amplitudes of some frequencies. To identify the problems related to the transmission system, typically an analysis of the vibration, measured by the accelerometers, are done. However, instead of the vibration measurement it is also possible to use the calculated load torque. To define the torque transmission faults criteria it is essential to build initially a data base with load torque waveforms for healthy and faulty mechanical system, and then to define faults criteria. The observers are proposed to be part of the diagnostic system for high speed train with 1.2 MW three-phase induction motor drive. The used observers’ structure was explained and the model of the system as well the diagnostic system concept was proposed. The appropriate diagnostic structures and criteria were suggested. The simulation and experimental tests are shown. The perspectives of future industrial implementation are discussed. The proposed solution is a small part of the developed complex high speed train predictive maintenance system. Nowadays the system is under implementation in high speed train factory. 1. Wst p W nowoczesnych ukladach nap dowych szczególny nacisk polo ony jest na zapewnienie niezawodno ci pracy przez wprowadzanie systemów diagnostycznych [1], [2]. Systemy takie, stosowane s m.in. w kolejnictwie [3], [4], oprócz wykrywania pojawiaj cych si uszkodze powinny mie mo liwo wykrywania wcze niejszych symptomów rozwijaj cych si uszkodze tak aby z wyprzedzeniem przewidzie wyst pienie awarii ukladu. Najcz ciej systemy diagnostyczne wykorzystuj analiz sygnalów dodatkowych czujników instalowanych w systemie trakcyjnym np. czujniki drga [5]. Niestety wraz ze wzrostem ilo ci czujników system trakcyjny staje si coraz bardziej zlo ony co komplikuje i podra a koszty przegl dów i remontów poci gu. Zastosowanie nowoczesnej techniki mikroprocesorowej pozwala jednak na realizacj systemów diagnostycznych nie wymagaj cych dodatkowych czujników. Mo na wykorzysta jedynie te czujniki, które zainstalowane zostaly wcze niej w poci gu do celów sterowania nap dem. Wymaga to jednak zastosowania odpowiednich algorytmów obliczeniowych [6], [7], [10]. Wa nym elementem nap du jest uklad transmisji momentu trakcyjnego z walu silnika na o nap dow pojazdu [4]. Diagnostyka takiego ukladu odbywa si najcz ciej przez analiz mierzonych drga silnika i przekladni [5] lub metody obliczeniowe [9]. W nap dach trakcyjnych stosowane s czujniki pr dko ci obrotowej silnika, wykorzystywane w procesie sterownia nap dem. Prawidlowe dzialanie takich czujników ma równie znacz ce znaczenie dla bezpiecze stwa poci gu. W tym wypadku celowe jest równie zastosowanie narz dzi diagnostycznych. W niniejszej pracy zaprezentowano system trakcyjny , w którym do celów diagnostycznych zaimplementowano obserwatory pr dko ci obrotowej i momentu obci enia silnika trakcyjnego [9], [14]. Przedstawione rozwi zanie jest cz ci kompleksowego systemu diagnostycznego dla poci gu du ych pr dko ci. 2. System trakcyjny poci gu szybkiego [9], [14] Proponowane rozwi zanie przeznaczone jest dla elektrycznego szybkiego zespolu trakcyjnego (EZT). Zespól trakcyjny (rys.1) sklada si z dwóch wagonów nap dowo-sterowniczych (WNS) oraz kilku wagonów