Устройство для обнаружения боксования транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B60L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ БОКСОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1

Изобретение относится к области транспорта, в частности к устройствам обнаружения боксования колес транспортных средств, и может быть применено на электроподвижном составе железных дорог.

Известно устройство для обнаружения боксования транспортного средства, содержащее дифференцирующий контур, вход которого подключен к датчику частоты вращения колесной пары, блок памяти и подключенный к его входу ключевой элемент 1.

Недостаток известного устройства заключается в том, что в процессе развития боксования в основную память вводится сигнал с существенным запаздыванием, обусловленным временем срабатывания диффренцирующего контура.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком постоянного запаздывания сигнала, вход которого соединен с выходом блока памяти, и интегродифференцирую1цим усилителем, один вход которого соединен с входом дифференцирующего контура, другой - с выходом блока

постоянного запаздывания сигнала, а выход, являющийся выходом всего устройства, с управляющим входом ключевого элемента, сигнальный вход которого соединен с выходом дифференцирующего контура.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из интегро-диффренцирующего усилителя I, выход которого является выходом всего устройства. Дифференцирующий контур 2, последовательно сое10диненный с ключевым элементом 3, блоком 4 памяти и блоком 5 постоянного запаздывания сигнала, представляет собой цепь коррекции. Вход цепи коррекции и один из входов 6 усилителя 1 соединены с датчиком (на чертеже не показан) частоты вращения

15 колесной пары. Выход цепи коррекции соединен с другим входом 7 усилителя 1. Кроме того, выход усилителя 1 соединен также с управляющим входом ключевого элемента 3.

Интегро-дифференцирующий усилитель 1

20 предназначен для работы в режиме повторения входного сигнала по входу 6, соединенному с выходом датчика частоты вращения колесной пары и для работы в режиме интегрирования входного сигнала по входу 7, соединенному с выходом цепи коррекции и Д.ЛЯ алгебраического суммирования входных сигналов. Конструктивно интегро-дифференцирующий усилитель 1 выполнен на интегральном операционном усилителе К1УТ401 (возможно использование усилителя типа К1УТ402) с емкостно-резистивными элементами во входных цепях и емкостным элементом в цепи обратной связи Дифференцирующий контур 2 предназначен для выделения производной выходного сигнала от датчика частоты вращения колесной пары. Конструктивно диффренцирующий контур выполнен в виде RC-цепочки (возможно использование трансформатора). Ключевой элемент 3 предназначен для прерывания выходного сигнала от дифференцируюц-(,его контура 2 при поступлении на его управляющий вход сигнала с выхода интегро-диффренцирующего усилителя 1. Конструктивно ключевой элемент 3 выполнен по стандартной схеме на переключающих микросхемах типа KIKTO11 (возможно использование микросхем типа KIKT 241). Блок 4 памяти предназначен для хранения информации с выхода диффренцирую щего контура 2 после срабатывания ключевого элемента 3. При открытом ключевом элементе 3 блок 4 памяти работает в режиме повторения входного сигнала. Конструктивно блок 4 памяти выполнен на интегральном операционном усилителе типа К1УТ401 (К1УТ402) с конденсаторами во входной цепи и цепи обратной связи. Блок 5 постоянного запаздывания сигнала предназначен для сдвига во времени выходного сигнала блока 4 памяти. Конструктивно блок 5 постоянно Ч) 3aiia3AbiBaiiiiH выполнен в виде электронного блока. Значение величины задержки времени блока 5 иостоинного запаздывания выбирается в диапазоне 1--5 с. КлюИвой элемент 3 по управляющему входу ооладает зоной нечувствительности, не пропускающей сигнал с выхода интегродифференцирующего усилителя 1 при разгоне поезда. Значение зоны нечувствительности связано с величиной задержки времени блока 5 постоянного запаздывания. При боксовании колесной пары выходной сигнал интегро-дифференцирующего усилителя I превосходит значение зоны нечувствительности ключевого элемента 3. Устройство работает следующим образом. При движении локомотива без боксования на вход 6 интегро-дифференцирующего усилителя 1, соединенный с датчиком частоты вращения колесной пары, поступает сигнал о частоте вращения колесной пары. Этот сигнал диффренцируется входным конденсатором интегро-дифференцирующего усилителя 1. На вход диффренцирующего контура 2 также поступает сигнал о частоте вращения колесной пары и на выходе диффренцирующего контура 2 имеется сигнал, равный производной входного сигнала. Так как частота вращения колесной пары при отсутствии боксования неизменна или изменяется с большой постоянной времени, выходной сигнал блока 5 постоянного запаздывания близок к выходному сигналу диффренцирующего контура 2. Этот сигнал поступает на второй вход интегро-диффренцирующего усилителя 1. На выходе интегродиффренцирующего усилителя 1 сигнал отсутствует, так как алгебраическая сумма двух одинаковых по амплитуде входных сигналов равна нулю. При боксовании колесной пары входной сигнал интегро-диффренцирующего усилителя 1 от датчика частоты вращения колесной пары изменится раньше, чем выходной сигнал от цепи коррекции за счет того, что блок 5 постоянного запаздывания выдаст сигнал, предществующий боксованию. Имеет место неравенство входных сигналов, за счет чего на выходе интегро-диффренцирующего усилителя 1 появляется сигнал. Этот сигнал запрет ключевой элемент 3 и поступит в схему управления локомотивом для уменьшения момента, развиваемого боксующим электродвигателем. По мере развития боксования на вход 6 интегро-диффренцирующего усилителя 1, соединенный с датчиком частоты вращения колесной пары, будет поступать текущее значение частоты вращения колесной пары, а на вход 7, соединенный с цепью коррекции, - сигнал, предшествовавший боксованию. Разница этих сигналов характеризует собой интенсивность боксования. По мере уменьшения боксования разность входных сигналов уменьшается и при прекращении боксования становится равной нулю. Ключевой элемент 3 открывается И устройство для обнаружения и прекращения боксования будет функционировать по рассмотренному выше алгоритму. Применение предлагаемого устройства позволит увеличить на 10-12% тяговые свойства локомотива при его работе в зоне предела по сцеплению за счет введения индивидуального регулирования моментов, развиваемых парами (в настоящее время при боксовании одной из колесных пар уменьщают моменты всех колесных пар). Кроме того, за счет высокой чувствительности предлагаемого устройства ограничивается скорость избыточных скольжений колесных пар, что позволит существенно уменьщить износ бандажей колес и рельсов, избежать случаи выходов из строя тяговых электдвигателей по причине боксования. Формула изобретения Устройство для обнаружения боксования транспортного средства, содержащее дифференцирующнй контур, вход которого подключен к датчику частоты вращения колесной пары, блок памяти и подключенный к его входу ключевой элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком постоянного запаздывания сигнала, вход которого соединен с выходом блока памяти и интегро-дифференцирующим усилителем, один вход которого соединен с входом диффренцирующего контура, другой - с выходом блока постоянного запаздывания, а выход, являющийся выходом всего устройства,-с управляющим входом ключевого элемента, сигнальный вход которого соединен с выходом дифференцирующего контура. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 461008, кл. В 60 L 3/10, 1973.