Устройство для защиты от избыточного скольжения колесных пар транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК B60L3/10 

из резисторов резисторного моста 6 сравнения. Мост 6 сравнения вместе с операционным усилителем 9 образует поровый элемент, к выходу которого через усилитель 10 мощности подключено исполнительное реле 12. К выходу регулятора 2 тока подключены последовательно два дополнительных дифференцирующих звена, соединенных стабилизирующим звеном из конденсатора 16, диода 30 и резистора 17, подключенным одним из входов к выходу дополнительных усилителя мощности 23 и исполнительному реле 25. При линейном возрастании или убывании сигнала с датчика 2 частоты вращения второе дифференцирующее звено в каждом канале не пропускает сигнал на вход

1

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам обнаружения скольжения колесных пар транспортных средств, и может быть применено для их от юза и боксования.

Цель изобретения - расширение диапазона защиты.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчика 1 частоты вращения колесной нары, выход которого соединен с входом регулятора 2 тока. Конденсатор 3 включен во входную цепь BTOpoi O регулятора 4 тока и вместе с ним образует первое дифференцирующее звено. Конденсатор 5 включен во входную цепь резисторно-диодного моста 6 сравнения и вместе с одним из резисторов 7, соединенным с катодом 8 моста 6 сравнения, образует второе дифференцирующее звено. Операционный усилитель 9 подключен к выходу моста 6 сравнения и вместе с ним образует пороговый элемент. Усилитель 10 мощности, выполненный на транзисторе, подключен к выходу операционного усилителя 9 вместе с конденсатором 11 временной задержки. К выходу усилителя 10 подключено исполнительное реле 12, питание которого ocynie- ствляется от стабилизированного источника 13. Конденсатор 14 включен во входную цепь регулятора 15 тока, вместе с которым образует первое дополнительное дифферен- цируюплее звено. Конденсатор 16 и резистор 17 образуют стабилизирующее звено. Конденсатор 18 включен во входную цепь другого резисторно-диодного моста 19 сравнения и вместе с одним из резисторов 20, соединенным с катодом диода 21, образует второе дополнительное дифференциальное

операционного усилителя 9 или 21 и исполнительное реле 12 или 25 не срабатывает. При боксовании сигнал с датчика 1 изменяется по нелинейному закону и на выходе второго дифференцирующего звена (напряжение на резисторе 7) появляется сигнал, вызывая при достижении порогового значения появление сигнала на входе усилителя 9 и срабатывание реле 12, воздействующего на исполнительные органы, прекращающие боксование. При ходе срабатывает реле 25 благодаря наличию стабилизирующего звена, обеспечивающего появление сигнала на выходе второго дополнительного дифференцирующего звена при отрицательном знаке сигнала датчика 1 ил.

звено. Дополнительный операционный усилитель 22 подключен к выходу моста 19 сравнения . и вместе с ним образует дополнительный пороговый элемент. Дополнительный усилитель 23 мощности, выполненный 5 на транзисторе, подключен к выходу операционного усилителя 22 вместе с конденсатором 24 временной задержки. К выходу усилителя 23 подключено дополнительное исполнительное реле 25.

O Первое и второе дифференцирующие звенья включены последовательно. Первое и второе дополнительные дифференцирующие звенья включены между собой стабилизирующим звеном, один из входов которого соединен с выходом дополнительного усили5 теля 22 мощности. В устройство также входят разделительные и разрядные диоды 26-30.

Устройство в режиме обнаружения боксования колесных пар локомотива работает следующим образом.

В момент трогания локомотива с места возникает первоначальный бросок напряжения и тока датчика 1 скорости, который сглаживается регулятором 2 тока за счет разности токов, возрастающей в резуль5 тате изменения режима регулятора 2 тока при переходе его под воздействием напряжения датчика 1 скорости, поступающего на его вход, из исходного состояния в состояние стабилизации. Кроме того, регулятор 2 тока с заданной линейностью осу0 ществляет разряд конденсатора фильтра, обеспечивая тем самым заданные начальные параметры устройства при последовательно повторяющемся боксовании колесных пар локомотива.

При разгоне локомотива линейное ускорение, а значит и угловое ускорение датчика 1 скорости, нарастают линейно или же по закону, близкому к линейному. Напряжение на регуляторе 2 и соединенной с ним последовательно обкладке конденсатора 3, т. е. на выходе дифференцирующего звена, также линейно.

На выходе дифференцирующего звена, работающего в режиме непрерывного дифференцирования, выделяется напряжение, равное константе. Регулятор 4 тока, служащий нагрузкой дифференцирующего конденсатора 3, настроен таким образом, что напряжение, выделенное на вторичной обкладке конденсатора 3 и последовательно соединенной с ним первичной обкладке конденсатора 5, проходит на отрицательную щину, не вводя регулятор 4 тока в режим стабилизации. Таким образом, регулятор 4 тока понижает напряжение на выходе первого звена, появляющееся в результате линейного разгона локомотива соответственно до уровня, определенного параметрами настройки регулятора 4 тока.

Следовательно, разность токов, протекающих через регулятор 4 тока в его исходном состоянии и в режиме стабилизации, определяет (в пересчете на линейные ускорения) уставку разгонных ускорений, на которую устройство не должно реагировать.

Электрические параметры регулятора 2 и 4 тока определяются крутизной характеристики датчика 1 скорости и устанавливаются подбором соответствующих номиналов базовых резисторов.

Боксование локомотива возникает вследствие уменьщения коэффициента сцепления колесных пар с рельсами. Характер изменения коэффициента сцепления вызывает пропорционально нарастающее изменение углового ускорения датчика 1 скорости и следовательно, его напряжения. Это напряжение нарастает по закону, описываемому уравнением второго или более высокого порядка, и поступает на первичную обкладку конденсатора 5 второго дифференцирующего звена.

На вторичной обкладке конденсатора 5 и резисторе 7, т. е. на выходе второго дифференцирующего звена, выделяется напряжение, служащее сигналом боксования.

При нарастании напряжения сигнала бок- сования, выделяющегося на катоде диода 8 и резисторе 7, диод запирается, вследствие чего на аноде диода 8 скачкообразно возрастает напряжение, осуществляющее включение операционного усилителя 9.

Изменением величины сопротивления резистора 7 можно изменять ток, протекающий в плечах моста 6 сравнения, в том числе протекающий и через диод 8 и резисторе 7. Поэтому величина этого тока определяет (в пересчете на линейное ускорение) величину уставки ускорения боксования, на которую реагирует устройство.

Усиленное операционным усилителем 9 напряжение боксования поступает с его выхода на управляющий вход усилителя 10 мощности, в цепь нагрузки которого включено исполнительное реле 12. Контакты исполнительного реле (не показаны) воздействуют на устройство прекращения боксования. Для стабилизации переходных процессов, связанных с прекращением боксования, к управляющему входу усилителя 10

0 мощности подключен конденсатор 11 временной задержки с определенным временем блокировки усилителя 10 во включенном положении.

Устройство для обнаружения боксования позволяет подключать к выходу датчика 1 идентичные каналы обнаружения боксования, различающиеся только значением уставок пределов, для воздействия, например, на дизель, песочницы, тормоз.

0 применение в конструкции устройства для обнаружения боксования регуляторов тока, двойного дифференцирования и моста сравнения позволяет значительно улучщить электрические параметры устройства по срав5 нению с известным, такие как чувствительность, температуростойкость, отсутствие ложных срабатываний при трогании с места, постоянная готовность устройства к работе при последовательно повторяющихся срывах колесных пар локомотива, четкость выде0 ления ускорений боксования из всех разгонных ускорений. Настройка схемы производится с высокой точностью при помощи аналого-вычислительной мащины. Все это повыщает ее надежность.

Устройство в режиме обнаружения юза

5 колесных пар локомотива работает следующим образом.

При движении локомотива датчик 1 скорости вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости движения, которое сглаживается конденсатором фильтра. Кроме того, регулятор 2 тока с заданной линейностью осуществляет разряд конденсатора фильтра, обеспечивая тем самым начальные параметры устройства при заданной скорости движения локомотива в данный момент вре45

мени.

При торможении локомотива линейное замедление, а значит и угловое замедление (ускорение с минусом) датчика 1 скорости снижаются линейно или по закону,

5Q близкому к линейному: напряжение на регуляторе 2 тока и соединенной с ним последовательно обкладке конденсатора 14 уменьшается также линейно.

На выходе первого дополнительного дифференцирующего звена, работающего в ре55 жиме непрерывного дифференцирования, поддерживается напряжение, равное константе. Это осуществляется следующим образом.

Регулятор 15 тока, служащий нагрузкой дифференцирующего конденсатора 14, настроен таким образом, что напряжение на вторичной обкладке конденсатора 14 и последовательно соединенной с ним первичной обкладке конденсатора 18 поддерживается постоянным посредством последовательного стабилизирующего звена, состояа1его из конденсатора 16 и диода 30 с резистором 17, не выводя регулятор 15 тока из режима

сравнения. Поэтому величина этого тока определяет (в пересчете на линейное замедление) величину уставки замедления при стремлении к юзу (заклиниванию) колесных пар локомотива, на которую реагирует устройство.

Усиленное операционным усилителем 22 напряжение замедления поступает с его выхода на управляющий вход усилителя 23 мощности, Б цепь нагрузки которого вклюстабилизации. Таким образом, регулятор 15 10 чено исполнительное реле 25. Контакты истока с последовательной цепью конденса-полнительного реле (не показаны) воздей- тора 16 и диод 30 с резистором 17 под- ствуют на устройства прекращения юза ко- держивают напряжение на выходе первого дополнительного дифференцирующего звена,

лесных пар, например, сброс давления из тормозных цилиндров, подсыпка песка.

понижающегося в результате линейного за15

Для стабилизации переходных процессов, связанных с прекращением юза, к управляющему входу усилителя 23 мощности подключен конденсатор 24 временной задержки с определенным временем блокировки усилителя 23 во включенном положении.

Использование в конструкции блока последовательной цепи, состоящей из конденсатора 16 и диода 30 с резистором 17, позволяет использовать его для обнаружения юза колесных пар локомотива, а также значительно улучщить электрические парамедления локомотива соответственно до уровня, определенного параметрами настройки регулятора 15 тока и последовательной цепи. Следовательно, разность токов, протекающих через регулятор 15 тока в его исходном состоянии и в режиме стабили- 20 зации, определяет (в пересчете на линейные замедления) уставку линейных замедлений, на которую устройство не должно реагировать.

Электрические параметры регуляторов 2

и 15 тока определяются крутизной харак- 25 метры устройства по сравнению с извест- теристики датчика 1 скорости и устанав-ными, такими как чувствительность, отсутливаются подбором соответствующих номи-ствие ложных срабатываний при линейном

налов базовых резисторов, а также величи-торможении локомотива, постоянная готовнами емкости конденсатора 16 и резисто-ность устройства к работе при последовара цепи 17.тельно повторяющемся заклинивании колесЮз локомотива (заклинивание колес) ных пар локомотива. Настройка схемы про- возникает вследствие превышения силы на-изводится с высокой точностью (± 0,01 м/с)

жатия тормозных колодок над силами сцепления колесных пар с рельсами. Частота вращения датчика 1 скорости уменьшается до нуля, следовательно, и его напряжение тоже уменьшается до нуля. Это напряже- ние спадает по закону, описываемому уравнением второго или более высокого порядка. Цепь из конденсатора 16, диода 30 и резистора 17 не успевает поддерживать это

при помощи аналого-вычислительнои мащи- ны. Это повышает ее надежность из безопасность движения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от избыточного скольжения колесных пар транспортного средства по авт. св. № 906738, отличаюнапряжение и на первичной обкладке кон- дО щееся тем, что, с целью расширения диапа- денсатора 18 второго дополнительного диф-зона защиты, оно снабжено стабилизируюференцирующего звена.

На вторичной обкладке конденсатора 18 и резисторе 20, т. е. на выходе второго дополнительного дифференцирующего зве45

на, выделяется напряжение, служащее сигналом юза.

Выделенное напряжение поступает на катод диода 21, включенного в одно из плеч моста 19 сравнения, порогового устройства. Диод 21, включаясь, нарушает равновесие моста 19 сравнения. Операционный усилитель 22 вк; ючается.

Изменением величины сопротивления резистора 20 в цепи диода 21 можно изменять ток, гфотекаюший в плечах моста 19

50

щим звеном, дополнительными дифференцирующими звеньями, пороговым элементом, усилителем мощности и исполнительным реле, подключенным через дополнительный усилитель мощности к выходу дополнительного порогового элемента, соединенного в.хо- дом с выходом одного из дополнительных дифференцирующих звеньев, вход которого соединен с выходом стабилизирующего звена, подключенного входами к выходу дополнительного усилителя мощности и выходу другого дополнительного дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом регулятора тока первого дифференцирующего звена.

ВНИИПИЗаказ 2282/15Тираж 598Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

сравнения. Поэтому величина этого тока определяет (в пересчете на линейное замедление) величину уставки замедления при стремлении к юзу (заклиниванию) колесных пар локомотива, на которую реагирует устройство.

Усиленное операционным усилителем 22 напряжение замедления поступает с его выхода на управляющий вход усилителя 23 мощности, Б цепь нагрузки которого включено исполнительное реле 25. Контакты исполнительного реле (не показаны) воздей- ствуют на устройства прекращения юза ко-

чено исполнительное реле 25. Контакты исполнительного реле (не показаны) воздей- ствуют на устройства прекращения юза ко-

лесных пар, например, сброс давления из тормозных цилиндров, подсыпка песка.

Для стабилизации переходных процессов, связанных с прекращением юза, к управляющему входу усилителя 23 мощности подключен конденсатор 24 временной задержки с определенным временем блокировки усилителя 23 во включенном положении.

Использование в конструкции блока последовательной цепи, состоящей из конденсатора 16 и диода 30 с резистором 17, позволяет использовать его для обнаружения юза колесных пар локомотива, а также значительно улучщить электрические пара

метры устройства по сравнению с извест- ными, такими как чувствительность, отсутпри помощи аналого-вычислительнои мащи- ны. Это повышает ее надежность из безопасность движения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от избыточного скольжения колесных пар транспортного средства по авт. св. № 906738, отличаю5

0

щим звеном, дополнительными дифференцирующими звеньями, пороговым элементом, усилителем мощности и исполнительным реле, подключенным через дополнительный усилитель мощности к выходу дополнительного порогового элемента, соединенного в.хо- дом с выходом одного из дополнительных дифференцирующих звеньев, вход которого соединен с выходом стабилизирующего звена, подключенного входами к выходу дополнительного усилителя мощности и выходу другого дополнительного дифференцирующего звена, вход которого соединен с выходом регулятора тока первого дифференцирующего звена.

Устройство относится к области транспорта, в частности к устройствам защиты колесных пар транспортных средств от пода и боксования и обеспечивает расширение диапазона заш,иты. К выходу датчика 1 частоты врашения, регулятора 2 тока подключены последовательно первое дифференци- руюшее звено из конденсатора 3 и второго регулятора 4 тока и второе дифференци- руюшее звено из конденсатора 5 и одного $б СО Pi 00 О5 ISJ