СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИВОДНОГО И/ИЛИ ТОРМОЗНОГО УСИЛИЯ КОЛЕС ЕДИНИЦЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДО ОПТИМАЛЬНОЙ СИЛЫ СЦЕПЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК B60L3/10 

Изобретение касается способа регулирования приводного и/или тормозного усилия колес единицы подвижного состава, в частности, ведущих колесных пар самодвижущейся единицы рельсового подвижного состава без бегунковой оси до оптимальной силы сцепления, используемого на транспорте.

В настоящее время мощная электроника делает возможным использование плавнорегулируемых приводов трехфазного, постоянного и пульсирующего тока, которые допускают управление по отклонению колес/колесных пар самодвижущихся единиц рельсового подвижного состава в узких зонах относительно соответствующего максимума характеристики зависимости сцепления и проскальзывания контакта колесо - рельс.

Фиг. 1 показывает типичный характер кривой сцепление-проскальзывание с различными зонами проскальзывания, причем область слева от максимума считается стабильной, а справа от него - нестабильной. При качании колес/колесных пар вокруг максимума сплошной кривой (в соответствии с маркированными стрелками зонами на фиг. 1) известны различные способы, которые не требуют, больше никакого измерения абсолютной скорости над землей (например, с помощью бегунковой оси или радара и т.д.), а достаточно измерения частоты вращения ведущих колесных пар. Из заявки ФРГ N 3407309 (кл. В 60 L 3/10, 1985) известен способ регулирования приводного и/или тормозного усилия до оптимальной силы сцепления колес единицы подвижного состава, преимущественно ведущих колес моторной единицы рельсового подвижного состава без свободных осей, согласно которому колесами управляют с малыми попеременными отклонениями в разные стороны от максимума силы сцепления колесо-рельс характеристики сцепление-проскальзывание путем последовательных увеличения и уменьшения приводного/тормозного усилия или путем увеличения и уменьшения ускорения для запомненной частоты вращения, при этом в первом случае превышение максимума указанной характеристики с переходом в нестабильную зону проскальзывания распознают с помощью возникающего более сильного ускорения/замедления, а во втором случае - по снижению приводного/тормозного усилия.

Однако практика доказывает, что достигаемое таким образом минимальное проскальзывание не дает никакого улучшения силы тяги по сравнению с большими величинами проскальзывания, при которых добиваются наилучших величин сил тяги в соответствии с измерениями. Напротив, передача силы тяги иногда даже ухудшается, причем сила тяги понижается до пунктирной кривой на фиг. 1.

С другой стороны, повышенное допустимое проскальзывание ставит под сомнение точность измерения абсолютной скорости. Задачей изобретения является приспособление известного способа, при котором без измерения величины скорости над землей можно управлять каждой колесной парой на пределе силы сцепления при минимально возможном проскальзывании, для улучшения контакта колесо-рельс с помощью целенаправленного большего проскальзывания колеса.

При этом должно сохраняться то преимущество, чтобы получать без непосредственного измерения достаточно точную для сигнально-технических целей величину абсолютной скорости, а также безопасность неконтролируемого проскальзывания колеса (боксования всех осей).

Поставленная задача решается тем, что в способе регулирования приводного и/или тормозного усилия до оптимальной силы сцепления колес единицы подвижного состава, преимущественно ведущих колес моторной единицы рельсового подвижного состава без свободных осей, согласно которому колесами управляют с малыми попеременными отклонениями в разные стороны от максимума силы сцепления колесо-рельс характеристики сцепление-проскальзывание путем последовательных увеличения и уменьшения приводного/тормозного усилия или путем увеличения и уменьшения ускорения для запомненной частоты вращения, при этом в первом случае превышение максимума указанной характеристики с переходом в нестабильную зону проскальзывания распознают с помощью возникающего более сильного ускорения/замедления, а во втором случае - по снижению приводного/тормозного усилия, согласно изобретению до оптимальной силы сцепления регулируют только часть колес/колесных пар единицы подвижного состава, в то время как остальные подвергают регулированию до желаемого проскальзывания колес, причем измеренную скорость/частоту вращения колес/колесных пар с оптимальной силой сцепления принимают в качестве опорной скорости, с учетом которой после суммирования с желаемой величиной проскальзывания регулируют скорость/частоту вращения остальных колес/колесных пар.

Целесообразно, чтобы в способе согласно изобретению с течением времени, например, циклически меняли для колесных пар режимы вращения с повышенным или малым проскальзыванием.

Целесообразно, чтобы в способе согласно изобретению одну или несколько опережающих колесных пар приводили в действие с повышенным проскальзыванием до тех пор, пока не будет превышен предел силы сцепления по меньшей мере одной из используемых для сравнения отстающих колесных пар.

Удобно, чтобы в способе согласно изобретению режим эксплуатации с повышенным проскальзыванием колес включали и выключали машинистом подвижного состава.

Целесообразно, чтобы в способе согласно изобретению режим эксплуатации с повышенным проскальзыванием колес включали автоматически, если задана максимальная уставка силы тяги, например, 95% и/или регулирование силы тяги происходит из-за недостаточной силы сцепления медленнее, чем за минимальное время, соответствующее снижению силы тяги до определенного значения, например, 10%.

Целесообразно в способе согласно изобретению использовать интегратор в качестве псевдосвободной оси, а мерой проскальзывания принимать разность выходной величины интегратора и частоты вращения соответствующей ведущей оси, уменьшение приводного или тормозного момента оценивать по величине указанной разности, а переход в нестабильную зону проскальзывания с появлением более сильного ускорения - по первой производной разности во времени, при снижении первой производной ниже предельного значения на интегратор подавать дополнительную входную величину, противодействующую заданной величине для ускорения или замедления до возврата в стабильную зону проскальзывания, при этом выбранные колеса/колесные пары переводить в режим проскальзывания за счет того, что отключают ожидаемое ускорение на интеграторе или уменьшают его до небольшой остаточной величины.

В способе согласно изобретению неуправляемыми в режиме с повышенным проскальзыванием колесными парами или всеми колесными парами могут образовать минимальную в режиме ускорения и максимальную в режиме торможения величину частоты вращения, которую при необходимости фильтруют и соответственно увеличивают и уменьшают на желаемую величину проскальзывания и/или величину допуска диаметра колеса при соответственно минимальном и максимальном выборе соответствующей собственной частоты вращения, соответственно большей и меньшей величины разгона псевдосвободной оси.

В способе согласно изобретению при регулировании крутящего момента с наложенным регулированием частоты вращения заданную величину крутящего момента могут оценивать с помощью запоминающего устройства максимальных значений и логики поиска, при возрастании заданной величины крутящего момента отслеживать ее в запоминающем устройстве, а при снижении сохранять в нем полученную последней максимальную заданную величину, при этом входную величину для логики поиска могут определять как разность между заданной величиной крутящего момента и его максимальным значением, при превышении указанной входной величиной порогового значения попеременно могут формировать дополнительный бинарный сигнал "освобождение ускорения" или "уменьшение ускорения", регулятор частоты вращения управляемой в режиме повышенного проскальзывания колесной пары могут отделять от алгоритма поиска и повышать им в режиме ускорения и снижать в режиме торможения частоту вращения или заданную величину частоты вращения одной из других колесных пар, не управляемых в режиме повышенного проскальзывания, или ее минимальное значение на желаемую величину проскальзывания в условиях подачи заданной величины частоты вращения для управляемой в режиме повышенного проскальзывания колесной пары.

Изобретение использует эффект, заключающийся в том, что для сохранения лучшей силы сцепления очевидно не нужно сохранять беспрерывно упомянутое повышенное проскальзывание колеса. Так как это продолжается от многих секунд до нескольких минут, пока шероховатая колесная пара после движения с повышенным проскальзыванием вновь не будет возвращена обратно к меньшему оптимальному проскальзыванию на характеристике зависимости между силой сцепления и проскальзыванием, вновь не будет сглажена, эту колесную пару в течение этого времени можно использовать в качестве эталона скорости, а остальные колесные пары могут двигаться с большим проскальзыванием. Периодически двигавшаяся с меньшим оптимальным проскальзыванием колесная пара имеет в течение этого времени даже максимальную силу сцепления, потому что она в этом случае работает на наивысшем уровне приподнятой предыдущей работой с большим проскальзыванием характеристики силы сцепления (сплошная кривая на фиг. 1), в то время как колесные пары в режиме макропроскальзывания на нисходящей ветви характеристики больше не движутся с максимальной силой сцепления (пунктирная кривая на фиг. 1).

Таким образом с помощью способа в соответствии с изобретением достигаются следующие преимущества. Достигаемые с помощью повышенного проскальзывания колеса преимущества в силе тяги могут быть полностью использованы. При этом непосредственная регистрация скорости над землей не требуется, несмотря на это, как и прежде, возможно из скорости вращения оси достаточно точно измерять скорости. Можно свободно выбирать режим работы с повышенным проскальзыванием. В случаях, когда дополнительный выигрыш в силе тяги для соблюдения графика движения не требуется, можно, как и прежде, двигаться с небольшим оптимальным проскальзыванием. В этом случае режим эксплуатации приводит к невозможной до сих пор в сравнении с достигаемым резервом силы тяги минимизации износа колес.

Переход в режим проскальзывания может свободно выбираться машинистом тяговой подвижной единицы или осуществляться полуавтоматически благодаря тому, что он задавая 100-процентную силу тяги или несколько меньшую (например, 95%), может решать, необходимо ли двигаться с большим проскальзыванием.

Благодаря длительному воздействию или продолжительной эксплуатации первой колесной пары в состоянии большего проскальзывания и/или установке особенно большого проскальзывания на этой колесной паре можно использовать ее известное очищающее воздействие на мокрых рельсах.

Особенно предпочтительно способ в соответствии с изобретением может использоваться тогда, когда все колесные пары оснащены одним из известных способов для регулирования по пределу силы сцепления без регистрации скорости над землей и содержат лишь требующее небольших затрат устройство для переключения на режим работы с регулируемым большим проскальзыванием.

Пример этого представлен на фиг. 2. Фиг. 2 показывает применение изобретения к способу, который показан в уже упомянутом патенте ФРГ N 3407309.

На фиг. 2 показана блок-схема регулирования ведущей колесной пары с двигателем трехфазного тока с питанием от инвертора. В локомотиве с индивидуальным управлением каждой осью каждая отдельная колесная пара имеет такую полную систему. В локомотивах с групповым управлением, например, с параллельным включением обоих двигателей тележки, система в соответствии с фиг. 2 придана вместе обеим колесным парам тележки, причем в качестве фактической частоты вращения используется частота вращения одной из колесных пар или средняя величина обеих.

На фиг. 2 преобразователь 1 подает питание к двигателю 2 трехфазного тока. Частота вращения оси регистрируется, например, тахометром 3 (или импульсным датчиком вращения с индикатором). На вход 4 подано образованное в системе регулирования привода приведенное заданное значение частоты проскальзывания f_ssoll двигателя. На вводе 5 вместо подлинно измеренной скорости единицы подвижного состава над землей подается частота вращения псевдобегунковой оси, которая в устройстве 6 образования разности сравнивается с измеренной тахометром 3 частотой вращения оси. Определенная в устройстве 6 образования разности разность частот вращения рассчитывается в множительном устройстве 7 с помощью соответствующего коэффициента, введенного на вводе 8 постоянного или зависимого от скорости и/или силы тяги. Полученная величина в точке 9 вычитания вычитается из заданной величины частоты проскальзывания двигателя f_ssoll и результат используется в качестве заданной величины крутящего момента. В сумматоре 10 в виде суммы из частоты вращения оси f_rot и желательной частоты проскальзывания двигателя образуется частота преобразователя в качестве частоты статора тягового двигателя 2.

На ввод 11 подается заданная величина ожидаемого ускорения или замедления, выведенная из силы тяги или силы торможения и массы единицы подвижного состава. В локомотивах для этого необходимо учитывать прицепной вес поезда, что может осуществляться с помощью автоматической адаптации. Эта заданная величина интегрируется в интеграторе 13, который используется в качестве псевдобегунковой оси, в величину частоты вращения.

При этом интегратор 13 настроен таким образом, что он интегрирует в небольшом диапазоне допусков быстрее, чем это соответствует действительному ускорению единицы подвижного состава, так что частота вращения псевдобегунковой оси все больше отличалась бы от фактической скорости единицы подвижного состава. Поэтому интегратор 13 содержит дополнительную обратную связь через компаратор 14, точки 15 и 16 коммутации, а также однополупериодные выпрямители 17, 18 или другие, пропускающие соответственно сигналы только одной полярности, и суммирующее звено 12. В компараторе 14 выход интегратора, т. е. частота вращения псевдобегунковой оси, сравнивается с частотой вращения действительной оси. Положительная разность (т.е. псевдобегунковая ось вращается быстрее) в режиме работы "движение" (контакт 15 замкнут) подается через однополупериодный выпрямитель 17 на интегратор 13 и затем регулирует псевдобегунковую ось в сторону уменьшения до тех пор, пока ее частота вращения не будет совпадать с частотой вращения действительной оси. Отрицательная разность (т. е. псевдобегунковая ось вращается медленнее) в режиме работы "торможение" (контакт 16 замкнут) подается через однополупериодный выпрямитель 18 на интегратор 13 и затем регулирует псевдобегунковую ось в сторону увеличения частоты вращения, пока не будет налицо совпадения с частотой вращения действительной оси. Благодаря этому на выходе интегратора, пока вращается действительная ось, больше не появляется ускорения или замедления как у единицы подвижного состава. Величины частот вращения совпадают и на устройстве 6 образования разности не появляются сигналы разности частот вращения.

При появлении проскальзывания колеса в режиме "движение" ось ускоряется сильнее, чем единицы подвижного состава или интегратор. Теперь интегратор 13 не может включаться через обратную связь, потому что однополупериодный выпрямитель 17 не пропускает сигнал отрицательной полярности. В устройстве 6 образуется разность частот вращения как между ведущей осью и действительной бегунковой осью.

При торможении полярность разности изменяется на обратную, вследствие чего сигнал обратной связи направляется через элементы 16, 18. В этом случае появляющийся в устройстве 6 разностный сигнал частот вращения регулирует, как описано для позиций 1 и 10, крутящий момент и тем самым, приводное и/или тормозное усилие тягового двигателя.

Например, уже достигнута величина частоты вращения псевдобегунковой оси, которая не больше скорости над землей, а соответствует частоте уже вращающейся с проскальзыванием на рельсе оси, как это необходимо для передачи максимально возможной силы тяги. При появлении этого проскальзывания, т.е. начиная с чистого качения ведущей оси последняя ускоряется уже едва ли измеримо сильнее, чем единица подвижного состава. Интегратор 13 до этих пор еще может следить за частотой вращения оси. Более сильное ускорение ведущей оси используется лишь тогда, когда максимальный коэффициент трения превышает проскальзывание.

Теперь без дальнейших мер интегратор 13 псевдобегунковой оси продолжал бы вращаться свободно, причем псевдобегунковая ось постепенно вращается все быстрее по сравнению с единицей подвижного состава. Ведущая ось также всегда допускала бы все большее скольжение и в конце концов переходила бы в режим проскальзывания.

Чтобы воспрепятствовать этому, система регулирования рассчитана таким образом, что колесная пара или группа колесных пар путем уменьшения приводной силы двигателя (F_Mot) (или силы торможения при торможении) возвращается через максимум силы сцепления в стабильную зону. При этом элементы 19, 20, 21 образуют устройство для изменения полярности, которое в режиме торможения меняет полярность сигнала разности частот вращения. Позицией 22 обозначено дифференцирующее устройство, которое образует первую производную по времени сигнала разности частот вращения . Позицией 40 обозначено звено задержки первого порядка, которое несколько сглаживает нарастание выходного сигнала дифференцирующего устройства 22. Выход звена задержки 40 с помощью приводимого в действие электроникой переключателя 41 с размыкающим контактом подведен к каскаду 43 предельных значений, который выдает двоичный сигнал на схему 44 ИЛИ. Обратная связь ведет к звену выдержки времени 42, которое после достижения времени задержки срабатывания размыкает переключатель 41 и по истечении времени задержки вновь замыкает его. Тем самым исключаются нежелательно длительные сигналы. Выход схемы 44 ИЛИ воздействует на переключатель 31 и через инвертор 45 - на подрегулирующий вход первого звена выдержки времени 46 с замедлением выключения, сигнал которого поступает с выхода каскада 43 предельных значений. Первое звено выдержки времени 46 запускает второе звено выдержки времени 47, которое имеет замедление включения. С помощью второго звена выдержки времени 47 в действие приводится другой переключатель 48, который выход каскада 51 выбора максимальной величины подключает к триггеру Шмитта 52 и запускает его, вследствие чего в схему 44 ИЛИ может попадать другой сигнал. Каскад 51 выбора максимальной величины получают от дифференцирующего устройства 22 и включенного после него инвертора 49, с одной стороны, непосредственный входной сигнал и, с другой стороны, через второе дифференцирующее звено 50 дополнительно дифференцированный входной сигнал. При этом каскад выбора максимальной величины пропускает только сигнал с большим значением.

Если на устройстве 6 для образования разности появляется разность частот вращения, то колеса, как описано выше, превысили проскальзывание колес на рельсах, которое способствует наибольшей передаче усилий. Они входят в нестабильную зону проскальзывания, т.е. с возрастанием проскальзывания коэффициент сцепления вновь уменьшается. Возрастающий теперь избыток крутящего момента ускоряет с помощью тягового двигателя лишь небольшую по сравнению с массой единицы подвижного состава вращающуюся массу колесной пары. Увеличение разности частот вращения регистрируется с помощью дифференцирующего устройства 22 и через звено 40 задержки времени (для отфильтровывания кратковременных помех) и переключатель 41 приводит к срабатыванию каскада 43 предельных значений. Выходной сигнал этого каскада через схему 44 ИЛИ приводит в действие переключатель 31, вследствие чего сигнал, сформированный из ожидаемой величины ускорения с ввода и суммированной с ней постоянной (точка суммирования 33) и инвертированный в инверторе 34, эффективно воздействует через каскад выдержки времени 32 и суммирующее звено 12 на вход интегратора 13. Каскад выдержки времени 32 часть сигнала пропускает сразу, остаток с помощью схемы замедления первого порядка повышает до полного уровня. Схема замедления спадания сигнала, как обозначено символически, не содержит каскад выдержки времени 32. В результате этого интегратор 13 работает медленнее и, как только дополнительный сигнал превысит непосредственный сигнал, начинает интегрировать в обратном направлении.

Таким образом частота вращения псевдобегунковой оси становится меньше. Благодаря этому, хотя разность частот вращения в устройстве 6 образования разности вначале возрастает еще быстрее, одновременно с увеличением сигнала разности частот вращения сильнее уменьшается крутящий момент тягового двигателя. В результате этого ускорение колесной пары прекращается, колесная пара вновь начинает "улавливаться", т.е. возвращается в стабильную зону проскальзывания. Так как при этом частота вращения колесной пары вновь приближается к частоте вращения псевдобегунковой оси, сигнал разности частот вращения в устройстве б для образования разности вновь уменьшается. Управление на понижение параметра интегратора 13 с помощью переключателя должно, однако, сохраняться еще до тех пор, пока колесная пара вновь не достигнет стабильной зоны проскальзывания, т.е. пока не вернется через максимум кривой величины сцепления/проскальзывания. В противном случае система оставалась бы в нестабильной зоне и начала бы в конце концов проскальзывать.

Для этой цели предназначен триггер Шмитта 52, который благодаря инвертору 49 чувствителен к отрицательной производной т.е. к уменьшению сигнала разности частот вращения, его сигнал также подается на схему 44 ИЛИ. Он после срабатывания каскада 43 предельных значений после прохождения второго звена 47 выдержки времени и другого переключателя 48 работает эффективно. Через второе дифференцирующее звено 50 триггер Шмитта 52 с помощью каскада 51 выбора максимального значения получает дополнительный опережающий сигнал, в результате чего он уже может срабатывать, прежде чем вновь отстанет каскад 43 предельных значений. Благодаря этому предотвращается пропуск в выходном сигнале схемы 44 ИЛИ при переходе через нуль сигнала. Альтернативно этому можно было бы также добиться с помощью выдержки времени на размыкание контактов каскада 43 предельных значений при отсутствии элементов 50 и 51. Благодаря выдержке времени второго звена 47 выдержки времени триггер Шмитта 52 может срабатывать лишь, если каскад 43 предельных значений включился бы на минимальное время; благодаря этому кратковременные помехи, которые не представляют собой начало действительного проскальзывания, остаются без дальнейшего действия. Время возврата первого звена 46 выдержки времени обеспечивает то, что триггер Шмитта 52 во время соразмерной длительности отрицательного сигнала разности частот вращения может оставаться действующим, когда каскад 43 предельных значений уже вновь выключен.

Таким образом триггер Шмитта 52 сохраняет дополнительный сигнал для интегратора 13 до тех пор, пока (отрицательный) сигнал вновь не станет ниже порога срабатывания триггера.

Тем самым колесная пара возвращена в стабильную зону проскальзывания и вновь ускоряется для следующего свободного хода. Штрих-пунктирной линией на фиг. 2 выделены дополнительно необходимые устройства для реализации режима работы с повышенным проскальзыванием. Сюда относятся переключатель 101, который размыкается для режима повышенного проскальзывания, вследствие чего псевдобегунковая ось не может больше вернуться в стабильную зону проскальзывания. В качестве замены для этого может использоваться также усиление в пропорциональном усилителе 34, вследствие чего дополнительный сигнал на интеграторе 13 уменьшается, что больше недостаточно для возврата в стабильную зону проскальзывания. В этом случае переход в режим большего проскальзывания происходит медленнее. Чтобы проскальзывание этой колесной пары бесконтрольно не увеличивалось, оно контролируется с помощью функциональных узлов 102-106 от остальных колесных пар, из которых по меньшей мере одна не движется с повышенным проскальзыванием. Без дополнения в соответствии с изобретением вход дифференциального усилителя 14 был бы связан с измеренной частотой вращения колесной пары, вследствие чего псевдобегунковая ось 13 не может ускоряться быстрее соответствующей колесной пары (в режиме "движение"; при торможении наоборот). Для режима работы с повышенным проскальзыванием вход дифференциального усилителя 14 соединен вместо этого с минимальным набором из избирательного звена 102, которое из собственной частоты вращения колесной пары, например, n1, и частот вращения остальных колесных пар, например, n2-n4, передает дальше через каскад 103 минимальных значений только минимальную величину, причем эта величина в точке суммирования 15 еще была увеличена на надлежащим образом выбранную величину проскальзывания. В результате этого псевдобегунковая ось 13 не может больше разгоняться до собственной частоты вращения колесной пары, если она становится больше частоты вращения небуксующей колесной пары, включая величину проскальзывания ΔV_soll. Теперь псевдобегунковая ось 13 предполагает последнюю частоту вращения. При этом колесная пара может разгоняться только настолько, пока из разности этой скорости псевдобегунковой оси с уменьшением крутящего момента, соответствующим силе сцепления на рельсе, не установится равновесное состояние.

Это имеет место при несколько большей разности, чем ΔV_soll относительно колесной пары, не находящейся в режиме проскальзывания. Учитывая это, надлежащим образом необходимо выбирать величину ΔV_soll.
Эта дополнительная система может оставаться также включенной в режиме работы колесной пары без проскальзывания (контакты переключателя 101 замкнуты); в этом случае соответствующая частота вращения колесной пары меньше частоты вращения остальных колесных пар + ΔV_soll.и система ведет себя таким образом, как будто бы частота вращения колесной пары вновь соединена непосредственно со входом "-" дифференциального усилителя 14. В режиме торможения полярность разностей изменяется и в соответствии с этим действует выход максимальной величины от избирательного звена 102 через точку суммирования 106 (ΔV_soll) и каскад максимальных значений 104.

Переключение на режим эксплуатации с большим проскальзыванием может осуществляться только путем выключения переключателя 101. Возврат колесной пары в состояние с небольшим проскальзыванием включением переключателя 101 может ускоряться путем кратковременного увеличения усиления в пропорциональном звене 34. Благодаря этому усиливается уменьшение ожидаемого ускорения и интегратор 13 может быстрее возвращать скорость псевдобегунковой оси в стабильную зону проскальзывания колеса.

Для системы с регулятором частоты вращения, который запоминает для колесной пары постоянно возрастающую и вновь уменьшающуюся частоту вращения, и для алгоритма, который управляет задающей величиной этого регулятора в зависимости от превышения предела силы сцепления (или понижения ниже определенной величины приводной силы/тормозной силы), называемого также алгоритмом поиска, переключение может осуществляться следующим образом.

Вход задающей величины регулятора частоты вращения отделяется от алгоритма поиска и соединяется с измеренной на одной из других колесных пар, не управляемых в режиме большего проскальзывания, частотой вращения, которая была прибавлена к величине проскальзывания.

Благодаря различному выбору определяющего проскальзывание заданного значения ΔV_soll можно эксплуатировать включенные в режим проскальзывания колесные пары с различными скоростями проскальзывания, например, чтобы путем особенно большого проскальзывания движущейся впереди колесной пары использовать известное чистящее действие на мокрых или загрязненных рельсах.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования при наличии подвижного состава без свободных осей. Предполагается регулирование приводного и/или тормозного усилий ведущих колес до оптимальной силы сцепления. Управление колесами осуществляют при малом отклонении вокруг максимума, характеристики зависимости сцепление - проскальзывание контакта колесо - рельс или путем увеличения и нового уменьшения приводного/тормозного усилия, или с помощью увеличения и уменьшения ускорения до запомненной частоты вращения. Данное техническое решение позволяет управлять любой колесной парой у предела силы сцепления при минимально возможном проскальзывании. Улучшение контакта колесо - рельс обеспечивается с помощью целенаправленного повышения проскальзывания колес. При этом регулируют только часть колес/колесных пар до оптимальной силы сцепления, а остальные подвергают желаемому регулированию проскальзывания колеса. В итоге имеет место постоянная смена колесных пар с повышенным и пониженным боксованием. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ регулирования приводного и/или тормозного усилия до оптимальной силы сцепления колес единицы подвижного состава, преимущественно ведущих колес моторной единицы рельсового подвижного состава без свободных осей, согласно которому колесами управляют с малым попеременными отклонениями в разные стороны от максимума силы сцепления колесо - рельс характеристики сцепление - проскальзывание путем последовательных увеличения и уменьшения приводного/тормозного усилия или путем увеличения и уменьшения ускорения для запомненной частоты вращения, при этом в первом случае превышение максимума указанной характеристики с переходом в нестабильную зону проскальзывания распознают с помощью возникающего более сильного ускорения/замедления, а во втором случае - по снижению приводного/тормозного усилия, отличающийся тем, что до оптимальной силы сцепления регулируют только часть колес/колесных пар единицы подвижного состава, в то время как остальные подвергают регулированию до желаемого проскальзывания колес, причем измеренную скорость/частоту вращения колес/колесных пар с оптимальной силой сцепления принимают в качестве опорной скорости, с учетом которой после суммирования с желаемой величиной проскальзывания регулируют скорость/частоту вращения остальных колес/колесных пар. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с течением времени, например, циклически меняют для колесных пар режимы вращения с повышенным или малым проскальзыванием. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одну или несколько опережающих колесных пар приводят в действие с повышенным проскальзыванием до тех пор, пока не будет превышен предел силы сцепления по меньшей мере одной из используемых для сравнения отстающих колесных пар. 4. Способ по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что режим эксплуатации с повышенным проскальзыванием колес включают и выключают машинистом подвижного состава. 5. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что режим эксплуатации с повышенным проскальзыванием колес включают автоматически, если задана максимальная уставка силы тяги, например, 95% и/или регулирование силы тяги происходит из-за недостаточной силы сцепления медленнее, чем за минимальное время, соответствующее снижению силы тяги до определенного значения, например 10%. 6. Способ по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что используют интегратор в качестве псевдосвободной оси, а мерой проскальзывания принимают разность выходной величины интегратора и частоты вращения соответствующей ведущей оси, уменьшение приводного или тормозного момента оценивают по величине указанной разности, а переход в нестабильную зону проскальзывания с появлением более сильного ускорения - по первой производной разности во времени, при снижении первой производной ниже предельного значения на интегратор подают дополнительную входную величину, противодействующую заданной величине для ускорения или замедления до возврата в стабильную зону проскальзывания, при этом выбранные колеса/колесные пары переводят в режим проскальзывания за счет того, что отключают ожидаемое ускорение на интеграторе или уменьшают его до небольшой остаточной величины. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что неуправляемыми в режиме с повышенным проскальзыванием колесными парами или всеми колесными парами образуют минимальную в режиме ускорения и максимальную в режиме торможения величину частоты вращения, которую при необходимости фильтруют и соответственно увеличивают и уменьшают на желаемую величину проскальзывания и/или величину допуска диаметра колеса при соответственно минимальном и максимальным выборе соответствующей собственной частоты вращения, соответственно большей и меньшей величины разгона псевдосвободной оси. 8. Способ по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что при регулировании крутящего момента с наложенным регулированием частоты вращения заданную величину крутящего момента оценивают с помощью запоминающего устройства максимальных значений и логики поиска, при возрастании заданной величины крутящего момента отслеживают ее в запоминающем устройстве, а при снижении сохраняют в нем полученную последней максимальную заданную величину, при этом входную величину для логики поиска определяют как разность между заданной величиной крутящего момента и его максимальным значением, при превышении указанной входной величиной порогового значения попеременно формируют дополнительный бинарный сигнал "освобождение ускорения" или "уменьшение ускорения", регулятор частоты вращения управляемой в режиме повышенного проскальзывания колесной пары отделяют от алгоритма поиска и повышают им в режиме ускорения и снижают в режиме торможения частоту вращения или заданную величину частоты вращения одной из других колесных пар, неуправляемых в режиме повышенного проскальзывания, или ее минимальное значение на желаемую величину проскальзывания в условиях подачи заданной величину частоты вращения для управляемой в режиме повышенного проскальзывания колесной пары.