Устройство для обнаружения буксования колесных пар Советский патент 1981 года по МПК B60L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ БОКСОВАНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР Изобретение относится к транспорту, в частности кустройствам обнару жения боксования колесных пар транспортных средств. Известно устройство для обнаружения боксования колесных пар, содержа щее датчик частоты вращения колесной пары соединенный с выходом триггера и с.одними входами двух элементов И, другие входы которых соединены с раздельными выходами триггера, а выходы - с одними входами двух других элементов И, другие входы которых соединены с выходом генератора эталонной частоты, а их выходы - с суммирующим и вычитающим выходами ревер сивного счетчика, который своим выходом связан с дешифратором 1 . Недостатком известного устройства является то, что-при таком постраени устройства происходит обнаружение боксования при вьщелении одного максимально допустимого ускорения, напр мер 2 м/с , во всем диапазоне пуска. Однако максимально допустимое ускорение реализуется лишь в зоне регулирования напряжения до выхода на номинальное напряжение, что для горэлектротранспорта длится в течение 4-7 с (to-t). Последний зтап разгона происходит путем изменения магнитного потока обмотки возбуждения, что составляет во времени 20-30 с (t, -tj,) и характеризуется существенной потерей силы тяги. В этом, режиме работы реализуется ускорение 0,5-0,8 м/с и никогда не достигает значения 2 м/с . Поэтому при контроле ускорения вращения колесной пары в режиме ослабленного поля, не равного предельно допус тимому значению (2 м/с) , боксование обнаруживается не в момент его возникновения, а уже при более интенсивном боксовании, которое может стремиться к разностному, в особенности,при применении тиристорных импульснь х систем регулирования напряжения на тяговых цвигателях. Последнее приводит к более 3 существенной потере силы тяги, к повы шейному износу бандажей колесных пар и к увеличению расхода электрической энергии на тягу. Цель изобрете1шя - повышение чувствительности устройства для обнаружения боксования колесных пар. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено тактовым счетчиком, счетный вход которого . соединен с вьгаитающим входом реверсивного счетчика, ключом соединяющим выходы счетчиков с дешифратором, элементами ИЛИ, НЕ, дополнительным элементом И, дифференцирующим блоком и блоком сброса, соединенными последовательно, причем один вход элеме1гта 1-ШИ соединен с одним разделительным выходом, а другой вход через оди из элементов И - с другим раздельным выходом триггера, к которому также присоединен другой вход дополнительного элемента И, при этом выход блок сброса соединен с установочными вход ми счетчиков, а его вход - с управля ющим входом ключа, На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из триггера 1 ,, к входу которого подключается датчик (на чертеже не показан) частотой вращ ния колесной пары. Сигнал от датчикапредставляет собой прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна частоте враще1тая колесной пары. Одни выходы элементов 2 и 3 И соединены с раздельными выходами триггера , их другие входы - с его входом, а их выходы - с одниш из входов двух других элементов 4 и 5 И Другие входы элементов 4 и 5 И соеди нены с генератором 6 эталонной частоты, а их выходы - соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 7. С вычитаюищм входом реверсивного счетчика 7 соединен счетньй вход тактового, счетчика 8. Выходы обоих счетчиков через ключ 9 соединены с дешифратором 10. Элемент 11 ИЛИ, элемент 12 НЕ, допол нительный элемент 13 И, дифференцирующий блок 14 и блок 15 сброса соеди нены последовательно. Выход блока 15 сброса соединен с установочными входами счетчиков 7 и 8. Выход блока 14 соединен также с управляющим входом ключа 9. Входы элемента II ИЛИ соединены с выходом элемента 3 И и одним из выходов триггера 1, к другому вы7ходу которого присоединен другой вход дополнительного элемента 13 И. Устройство работает следую дим образом. По мере разгона транспортного средства на вход триггера 1 поступают импульсы с частотного датчика, частота которых пропорциональна скорости движения (вращения колесной пары), а длительность импульса () обратно пропорциональна скорости движения. Частота подачи этих импульсов зависит от скорости в соответствии с выражением VZ скорость движе ия транспортного средства; число импуль(:ов частотного датчика за один оборот колеса;радиус колеса. При поступлении на вкод триггера 1 импульса триггера 1 займет состояние, при котором на его выходе соединенным с элементом 2И появится потеш);иалы ый сигнал, который поступает на указанный вход элемента 2 и на один вход элемента 11 ИЛИ, запрещая тем самым появление сигнала на выходе элемента 12 iJE. Одновременно импульс, поступающий на иход триггера 1, следует па второй вход элемента 2 И, Поэтому иа выходе элемента 2 И сигнгш будет присутствовать в течение длитальностд i-го импульса частотного датчикз., котор;лй поступает па один вход элемента 4 К, на другой вход которого поступают импульсы с генератора б эталонной частоты с частотой fjfv, Эти импульсы за время существования i-ro импульса частотного датчика сочедуют на суммирующий вход реверсивного счетчика 7. При этом в счетчике 7 за время Г.п будет записано число в виде двоичного кода, значение которого обратно пропорционально скорости движения Vi2 (2) После пропадания импульса запись числа в счетчик 7 прекращается, так как на выходе элементов 2 и 4 И сигнал исчезает. При поступлении на вход триггера 1 (i-1-1)-го импульса от частотного датчика триггер 1 изменит свое состояние, которое характеризуется исчезновением сигнала на выходе, соеди ненном с элементом 2 И, и появлением сигнала на выходе, соединенном с эле ментом 3 И. Появляется сигнал на выходе элемента 3 И, который, поступая на второй вход элемента П ИЛИ, по-прежнему запрещает появление сигнала на выходе элемента 12 НЕ и, пос тупая на вход элемента 5 И, разрешает прохождение импульсов от генерато ра 6 эталонной частоты на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 и рдшэвременно на счетный вход тактового счетчика 8. В течение существования (}+1)-го импульса в тактовый счетчик 8 будет записано число (tt-0 tn(ifi) (3) и одновременно вычтено из числа, записанного в реверсивный счетчик 7 в течение существования i-ro импульса. Число импульсов, записанных в так товом счетчике 8 за время tn (i-«-i) будет соответствовать-скорости движе ния в соответствии с (2), а разность числа (разность кодов за время trt) будет соответствовать ускорению движения при данной скорости. При появлении паузы с выхода элемента 3 И сигнал исчезает, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента 12 НЕ. Так как триггер 1 продолжает находиться в прежнем состоянии , на одном выходе дополнитель; кого элемента 13 И такжр. присутствз ет сиглал, что позволяет с выхода эл мента 13 И ему поступить на вход диф фереьщирующего блока 14. С выхода дифференцирующего блока 14 сигнал по дпительности достаточной для передачи информации на дешифратор 10 поступае на вход управляющий ключа 9. При это происходит подача кодов со счетчиков 7 и 8 на дешифратор 10. В случае воз никновения боксования, когда выявляется несоответствие кодов, поступающ с выходов счетчиков 7 и 8, на выходе дешифратора 10 появляется сигнал о боксовании, поступающий далее на исполнительный элемент (на чертеже не показан}. По заднему фронту этого сигнала в блоке 5 сброса формируется сигнал сброса, который, поступая на установочные входы счетчиков 7 и 8, сбрасьтает их в исходное состояние. Матрица дешифратора 10 набрана таким образом, что для каждого значения скорости, представленной в виде кода, должен соответствовать разностный код, поступающий с выходов реверсивного счетчика 7. В случае несоответствия этих кодов на выходе дешифратора 10 появляется сигнал о боксовании. Таким .образом, устройство для обнаружения боксования обеспечивает обнаружение нарушения сцепления колеса с рельсом в стадии его развития во- всем диапазоне скоростей. Формула изобретеш1я Устройство для обнаружения боксования колесных пар, содержащее датчик часто.ты вращения колесной пары, соединенньй с выходом триггера и с одними входами двух элементов И, другие входо которых соединены с раздельными выходами триггера,, а выходы -- с одними входами двух других элементов И, другие входы которых сое,цинены с выходом генератора эталонной частоты, а их выходы - с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, который своим выходом связан с дешифратором, отличающеес я тем, что, с целью повьш1ения чувствительности, оно снабжено тактовым счетчиком, счетный вход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, ключом соединяющим выходы счетчиков с дешифратором, элементами ИЛИ, НЕ и дополнительным элементом И, дифференцирующим блоком и блоком сброса, соединенными последовательно, причем один вход элемента ИЛИ соединен с орним раздельным выходом, а другой вход через один из элементов И « с другим раздельным выходом триггера, к которому также присоединен другой вход дополнительного элемента И, при этом выход блока сброса соединен с установочными входами счетчиков, а его вход - с управляющим входом ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2553304/11, кл.В 60 L 3/.10, 1978.

JiriTL