Устройство для обнаружения юза и боксирования колесной пары электроподвижного состава Советский патент 1980 года по МПК B60L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЮЗА И БОКСОВАНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО

1

Изобретение относится к технике защиты электроподвижного состава от юза и боксования.

Известно устройство для обнаружения юза и боксования колесной пары электроподвижного состава, снабженного двухфазным тиристорно-импульсным преобразователем напряжения с общим узлом коммутации, содержащее генератор импульсов, выход которого через ключи соединен с входами двоичных счетчиков, выходы которых через дешифратор соединены с исполнитель- ю ным элементом, и линию задержки 1.

Однако данное устройство обладает недостаточным быстродействием и эффективностью, так как импульсным генератором является импульсный датчик, установленный в буксе колесной пары. Количество импульсов на оборот оси ограничено конструктивным выполнением датчика и недостаточно для обеспечения эффективной защиты при малых скоростях движения. Повыщение чувствительности устройства увеличением 0 разрядности счетчиков ведет к уменьшению быстродействия.

Цель изобретения - повышение эффективности и быстродействия защиты.

СОСТАВА

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиками тока коммутирующего конденсатора, логическими элементами И, НЕ и триггером знака, причем выходы датчиков тока соединены через один из элементов НЕ с генератором импульсов, вход второго элемента НЕ соединен с выходом одного из датчиков тока, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу одного из счетчиков, а выход через линию задержки подсоединен к другим входам счетчиков, при этом выходы триггера знака подключены к управляющим входам ключей, а выходы его предназначены для подключения к формирователю импульсов коммутирующих тиристоров преобразователя.

На фиг. 1 представлена силовая схема электроподвижного состава с тиристорноимпульсным преобразователем; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на элементах силовой схемы: на фиг. 3 - функциональная схема устройства для обнаружения юза и боксования колесной пары.

Силовая схема содержит тяговые двигатели 1, 2, соединенные с источником питания 3 через силовые тиристоры 4, 5 параллелыю которым подключены коммутирующие тиристоры 6-9, между средними точками которых подключен коммутирующий конденсатор 10. Параллельно двигателю 1, 2 с обмотками 1 возбуждения нодключены обратные диоды 12. Временные диаграммы (фиг. 2) содержат кривую а изменения напряжения во времени t на коммутирующем конденсаторе 10, кривую б напряжения на первом тяговом двигателе , кривую в напряжения на втором тяговом двигателе 2; t i, ta-моменты времени, в которых происходит открытие коммутирующих тиристоров 6, 8 и 7, 9; 1з, t4 - моменты времени, в которых прекращается перезаряд коммутирующего конденсатора 10. Устройство для обнаружения юза и боксования (фиг. 3) содержит триггер 13 знака с раздельными входами и выходами, подключенными к ключам 14, 15, выполненным в виде элементов И, к которым подключен также генератор 16 импульсов, при этом выходы ключей 14, 15 соединены со входами двоичных счетчиков 17, 18, которые выходами подключеп з к дешифратору 19, соединенному своим выходом с иснолнительным элементом 20. Причем, выход двоичного счетчика 18 соединен с одним входом элемента 21 И, к ,apyi4)My входу которого подключен элемент 22 НЕ. Выход элемента 21 соединен с линией 23 задержки, своим выходом подключенной к сбросовым шинам двоичных счетчиков 17, 18. При этом датчики 24, 25 тока, стоящие в цени коммутирующего конденсатора 10 (фиг. 1) нодключены к входу элемента 26 НЕ, который выходом соединен с генератором 16 имнульсов, и выход датчика 25 соединен с входом элемента 22. Устройство работает следующим образом. Работа фаз тиристорно-имнульсного преобразователя смещена на нолнериода. Напряжение к тяговому двигателю 1 прикладывается при открытии силового тиристора 4, который закрывается при открытии коммутируюнщх тиристоров 7, 9 в момент времени i( (фиг. 2). Управляющий импульс ноступа-ет на управляющие электроды тиристоров 7, 9, а также на один из входов триггера 13 (фиг. 3), переводя триггер в состояние, при котором на соответствующем выходе появляется сигнал, поступающий на один вход ключа 14. Так как до открытия коммутирующих тиристоров в цепи коммутирующего конденсатора 10 отсутстЕ ует ток, на элемент 26 не поступает напряжение с датчиков 24, 25, поэтому с выхода элемента 26 поступает нотенциальный сигнал на вход генератора 16, блокируя его работу. При открытии коммутирую щих тиристоров 7, 9 начинается перезаряд конденсатора 10 на обратную полярность, при котором с датчика 24 поступает напряжение на элемент 26, с выхода которого исчезает сигнал, снимая тем самым блокировку с генератора 16. С выхода генератора 16 тактовые импульсы поступают на один вход ключа 14, на другой вход которого поступает потенциальный сигнал с триггера 13. Сигналы, совнадая, поступают с частотой работы генератора 16 на вход двоичного счетчика 17. После перезаряда коммутирующего конденсатора 10 в момент времени 1з (фиг.2) нрекращается прохождение тока в цепи конденсатора и на выходе датчика 24 исчезает сигнал, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента 26 и к блокированию работы генератора 16, т.е. в этот момент запоминается отсчитанное число импульсов, поступающих с генератора на счетчик 17 за время перезаряда ti-tj (фиг. 2) конденсатора на обратную полярность. С выходов счетчика 17 поступает двоичный код, соответствующий числу отсчитанных импульсов, на дещифратор 19. Через полпериода происходит подача напряжения на второй двигатель 2 при открытии тиристора 5, который закрывается по истечении требуемой длительности импульса путем открытия коммутирующих тиристоров 6, 8 в момент времени ta (фиг. 2). Одновременно управляющий импульс, поступающий на управляющий электрод тиристоров 6, 8, проходит на раздельный вход триггера 13, устанавливающий последний в состояние, при котором появляется потенциальный сигнал на раздельном выходе и исчезает одновременно с другого его выхода. Сигнал по этому выходу проходит на первый вход ключа 15, на другой вход которого начинают поступать тактовые импульсы с генератора 16, так как при открытии коммутирующих тиристоров 6, 8 начинает проходить ток, перезаряжающий конденсатор 10 на обратную полярность, поэтому с датчика тока 25 поступает напряжение на элементы 26 и 22. С генератора 16 снимается блокировка, благодаря чему на ключ 15 поступают тактовые импульсы, которые проходят по выходу указанного ключа 15 на двоичный счетчик 18, приводя тем, самым к изменению состояний триггеров последнего. При перезаряде конденсатора на обратную полярность в момент времени t4 (фиг. 2) нрекращается прохождение тока через конденсатор и с выхода датчика тока 25 исчезает напряжение, что приводит к подаче с выхода элемента 26 на генератор 16 блокирующего сигнала. В этот момент прекращается подача тактовых и.мпульсов на двоичный, счетчик 18. Происходит фиксирование кода, соответствующего числу импульсов, отсчитанному счетчиком за время перезаряда конденсатора 10 на обратную полярность, который поступает на дещифратор 19. Так как токи, проходящие через двигатели, одинаковы и скорости вращения колесных пар равны, коды, поступающие со счетчиков 17, 18 на дешифратор 19, будут также равны, что соответствует одинаковому времени перезаряда конденсатора 10 в оба полупериода. При равенстве кодов на выходе дешифратора 19 отсутствует сигнал. При прекращении счета счетчиком 18 на его выходе появляется потенциальный сигнал, который поступает на первый вход элемента 21, на другой вход которого проходит сигнал с выхода элемента 22, так как на входе последнего отсутствует сигнал, поступающий с датчика тока 25, ввиду прекращения перезаряда конденсатора 10. С выхода элемента 21 сигнал поступает на линию задержки 23, а по истечении принятого интервала задержки, необходимого для сравнения кодов - поступает на сбросовые входы счетчиков 17, 18, возвращая последние в исходное состояние. В случае возникновения боксования или юза время перезаряда конденсатора в один полупериод (t,, ta) не равно времени перезаряда во второй полупериод tz, t4. В этом случае счетчиками 17, 18 отсчитывается разное число импульсов за время перезаряда конденсатора на обратную полярность, а следовательно, на дещифратор 19 поступают со счетчиков различные коды, что приводит к появлению на выходе дещифратора 19 сигнала, поступающего на исполнительный элемент 20, в связи с чем производится уменьшение длительности импульса выходного напряжения тиристорно-импульсного преобразователя до исчезновения процесса боксования. В устройстве применены два датчика тока 24, 25. Ток, проходящий в цепи коммутирующего конденсатора 10, в оба полупериода имеет различное направление, поэтому двумя датчиками выделяется сигнал одинаковой полярности. Число триггеров в счетчиках выбирается из условия заполнения счетчика при максимально возможном на практике времени перезаряда конденсатора. Предлагаемое устройство обеспечивает обнаружение юза или боксование колесной пары за время одного периода регулирования тиристорно-импульсного преобразователя. Так,при ча.стоте регулирования 500 Гц, время обнаружения юза или боксования составляет 0,002с. Построение предлагаемого устройства защиты осуществляется непосредственно в блоке управления преобразователем, что приводит к упрощению устройства и повь1щению эффективности. Формула изобретения Устройство для обнаружения юза и боксования колесной пары электроподвижного состава, снабженного двухфазным тиристорно-импульсным преобразователем напряжения с общим узлом коммутации, содержащее генератор импульсов, выход которого через ключи соединен с входами двоичных счетчиков, выходы которых через дещифратор соединены с исполнительным элементом, и линию задержки, отличающееся тем , что, с целью повыщения эффективности и быстродействия защиты, оно снабжено датчиками тока коммутирующего конденсатора логическими элементами И, НЕ и триггером знака, причем выходы датчиков тока соединены через один из элементов НЕ с генератором импульсов, вход второго элемента НЕ соединен с выходом одного из датчиков тока, а - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу одного из счетчиков, а выход через линию задержки подсоединен к другим входам счетчиков, при этом выходы триггера знака подключены к управляющим входам ключей, а входы его предназначены для подключения к формирователю импульсов коммутирующих тиристоров преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гайдукова В. В., Кузнецова Б. Г., илиппов Л. К- Дискретное устройство для бнаружения боксования колесных пар и его сновные пара метры.-«Вестник Всесоюзноо научно-исследовательского института жеезнодорожного транспорта, 1973, № 4, . 37-39 (прототип).

X

7