Устройство для обнаружения скольжения колесной пары Советский патент 1985 года по МПК B60L3/10 

Изобретение от1 осится к железнодорожному транспорту, а именно к системам защиты от юза и боксова- ния,и может быть применено на локомотивах, электропоездах и других же лезнодорожиых транспортных средствах Цель изобретения - повышение точ ности. На чертеже показана блок-схема предлагаемого обнаружителя скольжеУстройство содержит датчик 1 скорости вращения колесной пары, датчик 2 эталонной скорости (например, датчик скорости движения локомотива), блок 3 сравнения, первый усилитель 4, второй усилитель 5 с регулируемым коэффицентом усиления узел 6 выборки-хранения. Датчик I скорости вращения колесной пары через усилитель 5 подключен к одному из входов блока 3 сравнения, другой вход, которого соединен с датчиком 2 эталонной скорости. Выход блока 3 сравнения через усилитель 4 подклю- чен к исполнительному органу 7 Tpair сиортной единицы, регулирующему тя- гоиое или тормозное усилие в зависи ьюсти от величины скольжения колесной пары. Выход усилителя 4 через узел 6 выборки-хранения, соедине с управляющим входом усилителя 5, а управляющий вход узла 6 выборкихранения соединен с задатчиком 8 ре жима движения транспортного средства. В предложенном устройстве замена узла 6 выборки-хранения интегратором с памятью. Различие указанных узлов заключается в их функционировании в режиме выборки. Узел интегрирования с памятью в этом режиме осуществляет интегрирование входного сигнала по времени, в то время как узел выборки храпения осуществляет простую пе редачу (повторение) входного сигнал В режиме хранения функции обоих узлов одинаковы. Запоминающий интег ратор позволяет полностью исключить мультипликативную составлягадую погрешности устройства, а узел выборки-хранения - значительную часть этой составляющей. Предлагаемый обнаружитель скольжения работает следукмдим образом. Датчик 1 скорости вращения, в ка честве которого применен тахогенера тор, вьфаба1ъшает напряжение U., прямо пропорциональное угловой скорости QKP колесной пары К,,-, где К. - крутизна характеристики тахогенератора 1; V.,„ - линейная скорость точек, лежащих на поверхности катания колесной пары; D j,j, - диаметр колесной пары. Сигнал тахогенератора через усилитель 5 поступает на один из входов блока 3 сравнения; напряжение U2 на этом входе составит и,, 2К,К,, где К - коэффициент усиления усилителя 5. На другой вход блока 3 сравнения поступает напряжение U, от датчика 2 эталонной скорости V (например скорости движения транспортного Средства) , где К - коэффициент пропорциональ-. ности (крутизна характеристики датчика 2). Напряжение U4 на выходе блока 3 сравнения связано с входными напряжениями Uj и U2 определенной Функциональной зависимостью, например, равно разности входных напряжений U4 U2-U3.(4) с учетом формул (2) и (3) напряжение и будет равно и, 2К. К Коэффициент К усиления усилителя 5 устанавливается равным С учетом (6) формула (4) будет иметь вид U,K,(V,,-V,). Таким образом, напряжение на выходе блока 3 сравнения прямо пропорционально разности скорости ко-f лесной пары и эталонной скорости. т.е. абсолютному скольжению колесной пары. Усиленное усилителем 4 напряжение поступает на исполнитель3ный орган 7, регулирующий тяговое или тормозное усилие с целью прекращения проскальзывания колесной пары и ,К, (V,, -Vg)K(V -V, ) , где Кд - коэ ффициент усиления усилителя 4. Напряжение U с выхода усилип-еля 5поступает на информационный вход узла 6 выборки-хранения; управляющий вход этого узла соединен с за™ датчиком 8 режима движения транспорт ной единицы. При движении в режимах тяги и торможения на выходе задатчика 8 имеется сигнал, а при выбеге сигнал отсутствует. При отсутствии сигнала на управляющем входе узел 6выборки-хранения передает на свой выход напряжение с информационного входа (режим выборки). При поступле нии сигнала на управляющий вход узел выборки-хранения запоминает мгн венное значение инс1юрмационного сиг нала и переходит в режим хранения. Таким образом, в режиме выбега мгно венные значения напряжений на управ ляющем входе усилителя 5 и выходе усилителя 4 равны между собой; в ре жнмах тяги и торможения напряжение на управляющем входе усилителя 5 равно мгновенному значению напряжения на выходе усилителя 4 в момен переключения режима движения с шыбе га на тягу (или с выбега на торможе ние) . Усилитель 5 имеет )ициент К- усиления, зависящий от величины напряжения Ug на его управляющем входе. С увеличением напряжения U величина коэффициента К усиления уменьшается. Если колесная пара в режиме тяги или торможения начинает проскальзывать, то на выходе блока 3 сравне ния появляется напряжение U (см. формулу (2)), которое через усилитель 4 передается на исполнительный орган 7 с целью предотвращения проскальзывания. На управляющий вход усилителя 5 это напряжение не воздействует, так как узел 6 выборкихранения находится в режиме хранени предыдущего значения напряжения и.5Если транспортное средство дви- жется в режиме выбега, то при номинальных (расчетных) значениях параметров К,, и К 5 напряжения Uj и и равны между собой (Так как 6.4 скольжение при выбеге отсутствует); в соответствии с формулой (4) напря. жение на выходе блока 3 сравнения равно нулю. Если параметры К, и (или) D,(, имеют отклонение от своего номинального значения, то в режиме выбега изменится напряжение U, датчика 1 и, соответственно, напряжение Uj X (оно станет не равным напряжению Uj.Ha выходе блока 3 сравнения появится разностное напряжение (хотя скольжение отсутствует) .Позтому наличие напряжения U на выходе блока 3 сравнения в режиме выбега свидетельствует об отклонении параметров К и (или) Djfn от номинального значения, а величина этого напряжения характеризует степень отклонения указанных параметров. По цепи обратной связи (узел 6 выборки-хранения, управляющий вход усилителЯ.З) эти отклонения приво- дят к изменению коэффициента К усилителя 5 таким образом, что напряжрния и и из снова ставятся почти равными (небольшая разница .в величине этих напряжений принци-: пиально необходима для обеспечения статического режима регулирования). При переключении режима движения транспортного средства с выбега на тягу или на торможение узел 6 выборки-хранения запоминает значение напряжения Uj- и тем самым стабилизирует коэффициент Kj усилителя 5 на требуемом уровне, соот- вествующем новым значениям крутиз1ш К, и (или) диаметра D. Тем самым компенсируются (в основном) отклонения указанных параметров от номинальных значений vi устройство подготавливается к измерению про- скальзьшания колесной пары с более высокой степенью точности, которая возрастает с увеличением коэффициента К усиления усилителя 4. Можно показать, что путем увеличения коэффициента К погрешность измерения скольжения, обусловленную отклонениями параметров К, и D от номинальных значений, можно сделать сколь угодно малой. В макете при К4™10 указанная погрешность уменьшилась в 12раз, т.е. при возможном суммарном отклонении указанных выше параметров, составляющем 7%,

S11847066

погрешность на выходе устройства колесных пар, соответственно увелине превьшает 0,6%,чивается количество всех узлов

Таким образом, при отклонении устройства, кроме датчика 2 эталонкрутизны К, характеристики тахо-j ной скорости, а также задатчика 8 генератора и диаметра D.,, колесной режима движения, которые являются пары от номинальных значений в общими для всех контролируемых колееустройстве осуществляется автомати- ных пар. При этом в качестве этаческая подстройка усилителя 5, в ре- лонной скорости V, может быть использультате чего указанные отклонения пара-0 зована как скорость транспортметров незначительновлияют на точность ного средства, так и некоторая дру- работы обнаружения скольжения.гая величина, например скорость

При необходимости осуществлять одной из колесных пар (эталонконтроль скольжения нескольких ной) .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЛ{ЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ транснортного средства, содержатцее датчик скорости вращения колесной пары, датчик эталонной скорости, соединенный с первым входом блока ч равнения, другой вход которого связан с выходом датчика скорости вращения, а выход через усилитель связан с исполнительным органом, отличающееся тем. что, с целью повьшения точности, оно снабжено узлом выборки-хранения, вторым усилителем и задатчиком режима, соединенным с управляющим входом узла выборкихранения, информационный вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход-- с управляющим входом второго усилителя, через который датi чик скорости вращения колесной пары соединен с другим входом блока сравСЛ нения . 00 lifia О 05