Устройство для защиты от боксования Советский патент 1981 года по МПК B60L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ

1

ТТзобретение относится к электрическим тяговым системам, в частности к предохранительным устройствам, и предназначено для использования на транспорте в схемах управления и зашиты злектрических тяговых единиц от боксования.

Известно устройство для защиты от боксования, содержащее датчик напряжения тягового генератора, датчики тока тяговых двигателей и датчики аналоговых сигналов частоты вращения колесных пар, выходы которых соединеньг с входами блока сравнения, соединенного своим выходом с входом формирователя управляющих сигналов 11.

Недостатком устройства является низкая надежность из-за несовершенства конструкции датчиков вращения колесных пар, обладающих значительной сложностью стыковки с тяговыми электродвигателями.

Цель изобретения - повышение надежности устройства для зашиты от боксования путем выполнения определенной конструкции датчика частоты вращения колесных пар.

Это достигается тем, что каждый датчик аналоговых сигналов частоты вращения колесных пар выполнен на дифференцирующе-масштабном усилителе, блоке делегшя, масштабном элементе и суммир а)щем усилителе, инвертирующий вход которого соединен с датчиком тока соответствующего тягового двигателя, а прямой вход - с датчиком напряжения тягового генератора и через дифференщ рующе-масштабный усилитель с датчиком тока.

o тягового двигателя, при этом выход суммирующего усилителя соединен с одним нз входов блока деления, другой вход которого соединен с датчиком тока тягового двигателя через масштабный элемент.

5

На чертеже изображена структурная схема устройства для защиты от боксования.

Она содержит датчики 1 аналоговых сигналов, соединенные своими выходами с входами блока 2 сравнения, выход которого подключен к формирователю управляющих сигналов, выполненном на дифференцирующем контуре 3 и триггере 4. Датчик аналоговых сигналов частоты вращения колесных пар выполнен на днфференшфующе-масштабном усилителе 5 на вход которого поступает сигнал Зс от датч5жа ток-а тяговых двигателей (не показан а выход дифференцнрующе-масштабного усилителя 5 соединен с прямым входом суммирующего усилителя б, на который также FIOступает сигнал от Li|- с датчика напряжения тягового генератора (не показан), а инвертирующий вход суммирующего усилителя 6 соединен с датчиком тока тяговых двигателей, а выход - с оддим из входов блока 7 деления, другой вход которого соединен с датчиком тока тягового двигателя через масштабный элемент 8. Суммирующий усилитель . 6 используется для получегшя выходного сигнала, пропорционального ЭДС тягового двигателя. С этой целью на его инвертирующий вход подают сигнал Оа пропорциональный то ку тягового двигателя. Прямой вход суммирующего усилителя 6 служит для подаш сигналов, пропорщюнальных напряжению тяговог генератора Uj- и производной тока тягового двигателя, умноженной на значение ивд лгивности тягового двигателя. Иными словами, суммирующийусилитель 6 реализует следующую математическую зависимость: ,,где Е - ЭДС тягового двигателя; Uf - напряжение тягового генератора; Oq.- ток тягового двигателя; Rg - сопротивление тягового двигателя; - оператор Лапласа; Lg - индуктивность тягового двигателя. Получение сигнала, пропорционального производной тока тягового двигателя умноженной на значение индуктивности тягового двигателя, осуществляется дифференцирующемасщтабным усилителем 5, вход которого подключен к даттаку тока тягового двигателя. Конструктивно масщтабно-дифференциру)ющий усилитель 5 выполнен на интегральноопераилонном усилителе с нелинейными элементами в цени обратной связи и дифференцирующими конденсаторами на входе. Этот усилитель осуществляет инверсию знака вход ного сигнала. Блок 7 деления производит де ление выходных сигналов суммирующего уси лителя 6 и масштабного усилителя 5. На его выходе реализуется следующая математическая зависимость: ЕФе где ц; - ухловая скорость вращения вала тягового электродвигателя; С - конструктивный коэффициент ЭДС конструктивный коэффицие тягового электродвигателя; 44 Ф - магнитный поток тягового электродвигателя. Конструкгавно блок 7 деления выполнен по известной схеме делительных устройств. Масштабный элемент 8 служит для вьщеления величины, пропорциональной произведению конструктивного коэффициента ЭДС и мйгнит ного потока тягового электродвигателя. Он выполнен на юггегральном операиионном усилителе типа К1УТ401А с нелинейными элементами в цепи обратной связи. Резисторно-контактные группы элемента 8 служат для имитации перехода на первую и вторую ступени ослабления поля тяговых электродвигателей. Для переключения в резисторно-контактных группах берутся KOJfraKTbi, управляемые теми же реле, переходами. Таким образом, резисторноконтактные групга ; элемента 8 и масштабный усилитель 5 реализуют следующую зависимость: кнЧ ря где - коэффициент кривой намагничивания; цу., - ЧИСЛО витков обмотки возбуждения тягового двигателя; К - коэффициент ослабления поля; коэффициент реакции якоря. Блок 2 сравнения предназначен для выделения максимальной разности входных сигналов. Конструктивно он выполнен по стандартной мостовой диодной схеме. Л фференцирующий контур 3 служит для выделения производной из максимальной разности входных сигналов, получаемой от блока 2. Конструктивное выполнение дифференцирующего контура 3 - стандартная емкостная дифференцирующая цепочка. Триггер 4 предназначен для переключения в схеме управления тепловозом. Включение его осуществляется импульсом положительной полярности от дифференщфующего контура 3, а отключегше - импульсом отрицательной полярности. Конструктивно триггер 4 не имеет отличительных особенностей от общепромышленных. Устройство для защиты от боксования работает следующим образом. При движении локомотива без боксования на входы суммирующих усилителей 6 каждого датчика аналоговых сигналов поступают сигналы о токах тяговых двигателей 3 - Jjj.. и напряжении тягового генератора Uj-. На выходах суммирующих усилителей 6 имеются сигналы, пропорциональные ЭДС тяговых двигателей. Сигналы от датчиков тока поступают на резисторио-контактные группы элемента 8 и масщтабные усилители 5. На выходах усилителей 5 имеются сигналы, пропорциональные .магнитным потокам тяговых двщ-ателей. Сигналы, пропорциональные ЭДС и магнитным (