Устройство для защиты тепловоза от боксования Советский патент 1982 года по МПК B60L3/10 

(5А) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕПЛОВОЗА ОТ БОКСОВАНИЯ

Изобретение относится к железноаорожному транспорту. Известно устройство для защиты тепловоза от боксования, содержащее датчики тока, подключенные к входам блоков выделения максимального и ми нимального сигналов, выходы которых подключены к входу блока сравнения, дифференцирующий блок и регулятор возбуждения генератора ГП. Основные недостатки описанного устройства состоят в появлении повторных всплесков боксования при восстановлении сцепления и выравнивании сигналов датчиков частоты вращения. Цель изобретения - повышение надежности противобоксовочной защиты тепловоза. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты тепло воза от боксования снабжено формирователем управляющего сигнала, пропорционального интенсивности нарастания и спада боксования, входы KOTO рого соединены соответственно с выходом блока сравнения и с выходом дифференцирующего блока, подключенного входом к выходу блока сравнения, а выходом - к регулятору возбуждения генератора, а также тем, что формирователь управляющего сигнала, пропорционального интенсивности нарастания и спада боксования, содержит преобразователь, интеграторы, релейные элементы, ключевые элементы и сумматор, входы которого через одни ключевые элементы соединены с соответствующими выходами преобразователя,- подключенного входом к одному из входов формирователя управляющего сигнала, соединенному с входами релейных элементов, подключенных к другим входам указанных ключевых элементов, при этом другой вход формирователя управляющего сигнала соединен с одним из входов другого ключевого элемента, через который первый интегрирующий блок, подключенный к выходу суммадх 392pa, соединен с вторым интегрирующим блоком, выход которого является выходом формирователя управляющего сигнала. На чертеже приведена функциональная схема устройства для защиты тепловоза от боксования. Устройство содержит датчики тока 1, выходы которых подключены к соответствующим входам блоков 2 и 3 выде ления максимального и минимального сигнала, выходы которых подключены к входам блока сравнения. Датчики то ка 1 предназначены для получения сиг налов, пропорциональных токам,протекающим в якорных цепях тяговых двига телей, и выполнены по стандартной схеме на базе трансформаторов постоянного тока либо датчиков Холла. Блок 2 выделения максимального сигнала и блок 3 выделения минимального сигнала выполнены на основе опе рационного усилителя и диодных элементов. БЛОК k сравнения представляет собой дифференциальный усилитель. При использовании тяговых двигате лей постоянного тока с последователь ным возбуждением вместо датчиков 1, блоков 2, 3 и можно использовать мост сравнения, на входы которого подаются потенциалы от точек соединения якорных обмоток тяговых двигателей с обмотками возбуждения. Выход блока сравнения подключен непосред ственно и через дифференцирующий бло 5 ко входам формирователя 6 управляющего сигнала,, пропорционального интенсивности нарастания и- спада боксования, который содержит преобразователь 7, релейные элементы 8, ключе вые элементы 9, сумматор 10, рирующие блоки Т1 и 12 и ключевой элемент 13. Входы релейных элементов 8, выполненных по схеме триггера Шмитта, соединены между собой и с входом преобразователя 7, выходы релейных элементов 8 связаны соответственно с управляющими входами ключевых элемен тов 9, рабочие входы которых подключены к соответствующим выходам преобразователя 7. Выходы ключевых элементов соединены с входами сумматора 10, выход которого через интеграторы П и 12 и ключевой элемент 13 связан с регулятором Н возбуждения генератора. Коэффициенты передач К и K(j интеграторов 11 и 12 при замкнутом клю чевом элементе 13 выбираются таким образом, чтобы суммарный коэффициент передачи сигналов К Х., Кп с выхода сумматора О на вход регулятора был равенединице. Интеграторы 11 и 12 реализованы на основе операционного усилителя, охваченного обратной связью на парал.лельно соединенных резистора и конденсатора. Сигнал регулирования при развитии боксования колесных пар является монотонной возрастающей функцией времени и может быть аппроксимирован дифференциальным уравнением второго порядка, для определения которого.достаточно трех каналов на выходе преобразователя 7. Устройство для защиты тепловоза от боксования работает следующим образом. При отсутствии боксования колесных пар токи в якорных цепях тяговых двигателей практически одинаковы и сигналы, поступающие с датчиков 1 тока равны, выходные сигналы, поступающие с блоков 2 и 3 выделения максимального и минимального сигналов равны, и сигнал регулирования на выходе блока сравнения равен нулю. Сигнал в регулятор 1 лри этом не поступает. При боксовании одной или нескольких колесных пар происходит перераспределение токов тяговых двигателей, соединенных параллельно. При этом токи тяговых двигателей, колесные пары которых боксуют, быстро уменьшаются. Следовательно, уменьшается сигнал на выходе блока 3 выделения минимального сигнала и появляется сигнал регулирования на выходе блока сравнения. Сигнал, опксывающий процесс боксования колесных пар, имеет нулевые начальные условия и затухает с течением времени, т.е. ведет себя как импульсная характеристика некоторого линейного звена. Релейные элементы 8 выполняют квантование сигнала с выхода блока k сравнения по уровню, при котором последовательно открываются ключевые элементы 9 и подаются напряжения на соответствующие входьь сумматора 10. При некотором сигнале, поданном через i-и ключевой элемент 9 на вход сумматора 10, избыточное боксование колесных пар прекращается и начинается его спад. При этом на выходе дифференцирующего блока 5 имеем отрицательное напряжение, которое за крывает ключевой элемент 13. Следовательно, напряжение на выходе интегрирующего блока 12, подаваемое на вход регулятора, снижается по экспоненте с постоянной времени u-R-C , где R , С - сопротивление и емкость в цепи обратной связи этого интегратора. Медленный спад сигнала, поступающего в регулятор, устраняет повторные всплески |боксования колесных пар при восстановлении сцепления. Формула изобретения 1. Устройство для защиты тепловоза CIT боксования, содержащее датчики тока, подключенные к входам блоков выделения максимального и минимального сигналов, выходы которых подключены к входу блока сравнения, диф ференцирующий блок и регулятор возбуждения генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формиро вателем управляющего сигнала, пропор ционального интенсивности нарастания и спада боксования, входы которо го соединены соответственно с выходо блока сравнения и с выходом дифферен цирующего блока, подключенного входом к выходу блока сравнения, а выходом к регулятору возбуждения генератора. 2. Устройство ПО П.1, о т л и чающееся тем,что формирователь управляющего сигнала, пропорционального интенсивности нарастания и спада боксования, содержит преобразователь, интеграторы, релейные элементы, ключевые элементы и сумматор, вхбды которого через одни ключевые элементы соединены с соответствующими выходами преобразователя, подключенного входом к одному из входов .формирователя управляющего сигнала, соединенному с входами релейных элементов, подключенных к другим входам указанйых ключевых элементов, при этом другой вход формирователя управляющего сигнала соедийен с одним из входов другого ключевого элемента, через который первый интегрирующий блок, подключенный к выходу сумматора, соединен с вторым интегрирующим блоком, выход которого является выходом формирователя управляющего сигнала . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2630079/2t-l 1, кл. В 60 L 3/10, 1Э78 (прототип).