Устройство обнаружения избыточного скольжения колесных пар подвижного состава Советский патент 1982 года по МПК B60L3/10 

(5) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам защиты подвижного состава от боксования и юза, и может быть применено на локомотивах, электро- и дизельпоездах и других железнодорожных транспортных средствах.

Известно устройство обнаружения избыточного скольжения колесных пар подвижного состава, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, подключенные к входам формирователей, выходы которых соединены с одними из входов соответствующих счетчиков и с входами блока выбора экст- ,5 ремальной частоты, умножитель и ключи fl 3.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения скольжения .20

Цель изобретения - повышение точности измерения избыточного скольжения.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство обнаружения избыточного скольжения колесных пар подвижного состава, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, подключенные к входам формирователей, выходы которых соединены с одним из входов соответствующих счетчиков и с входами блока выбора экстремальной частоты, умножитель и ключи, снабжено выпрямителем и блоком экстремального напряжения, входы которого подключены через выпрямители к соответствующим датчикам скорости вращения колесных пар, а выход - к одному из входов умножителя, другой вход которого соединен с выходом блока выбора экстремальной частоты, а выход с одним из входов ключей, другой вход которых подключен i выходу соответствующего счетчика, а третий -к выходу соответствующего формирователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устрой cTsa обнаружения избыточного скольжения; на фиг . 2 - вариант схемы выполнения блока выбора экстремальной частоты; на фиг. 3 - выполне ние умножителя частоты. Устройство обнаружения избыточного скольжения колесных пар подвижного состава содержит датчики 1 скорости вращения колесных пар (условно показаны для двух колесных пар), выходы которых соединены с входами формирователей 2 прямоугольных импульсов и с входами выпрямителей 3, выходы которых соединены с входами блока выбора экстремального напряжения. Выход каждого формирователя 2 прямоугольных импульсов соединен с входом ключа 5, с входом установки в ноль счетчика 6 и Содним из входов блока 7 выбора экстремальной частоты, вход которого соединен с входом умножителя 8 частоты. Выход умножителя 8 соединен с суммирующим входом каждого счетчика бис входом каждого ключа 5. Выход каждого счетчика 6 соединен с оставшим ся входом соответствующего ключа 5. Выходы ключей 5 являются выходами каналов измерения скольжения соответствующих колесных пар, т.е. явля ются выходами устройства. В качеств датчиков скорости вращения колесных пар применены синхронные тахогенера торы. Блок 7 выбора экстремальной част ты может быть построен по схеме, представленной на фиг. 2. Блок соде жит триггеры 9 по числу колесных па и логический элемент И 10. Единичн вход каждого триггера 9 соединен с выходом соответствующего формироват ля 2 импульсов. Нулевые входы триггеров соединены с выходом логического элемента И 10. Выход каждого из триггеров 9 соединен с одним из входов элемента И 10, выход которог является выходом блока 7. Умножитель 8 частоты (фиг. З) содержит последовательно соединенны триггер 11, сумматор 12, фильтр 13 низкой частоты, преобразователь 14 напряжения в частоту и делитель lii частоты, выход которого соединен с нулевым входом триггера 11. Единичный вход 1б триггера 11 соединен с выходом блока 7 выбора экстремальной частоты. Вход 17 сумматора 12 я ляется корректирующим входом умножителя 8 и соединен с выходом блот ка k выбора экстремального напряжения. Выход преобразователя k напряжения в частоту является выходом умножителя 8. Предлагаемое устройство обнаружения избыточного скольжения работает следующим образом. Датчик 1 вырабатывает переменный сигнал, частота которого пропорцио1:)альна скорости вращения колесной пары. Формирователь 2 из сигнала датчика 1 формирует импульсы прямоугольной формы, длительность которых пропорциональна периоду сигнала/ датчика (например, равна половине периода). Импульсы всех формирователей 2 поступают в блок 7 выбора экстремальной частоты, который на своем выходе имеет последовательHocTb импульсов экстремальной (эталонной) частоты. Умножитель 8 увеличивает частоту следования эталонных импульсов в заданное число раз. Прямоугольный импульс с выхода формирователя 2 поступает на вход сброса в ноль счетчика 6 и своим передним фронтом устанавливает счетчик 6 в нулевое положение; счетчик 6 начинает заполняться импульсами от умножителя 8. Емкость N счетчика 6 и коэффициент К умножителя 8 выбираются из условия N К где - требуемая точность измерения скольжения, выраженная в процентах. За время заполнения счетчика 6 на его выходе формируется прямоугольный импульс эталонной длительности, т.:е. такой длительности, которая соответствует частоте вращения эталонной (не скользящей) колесной пары. Ключ 5, один из входов которого является запрещающим, осуществляет сравнение длительности импульса формирователя 2 и счетчика 6, т.е. сравнение длительности контр Ьлируемого эталонного импульсов . Если контролируемая колесная пара не проскальзывает, то оба сравниваемых импульса имеют одинаковую длительность, и в любой момент времени сигнал на выходе ключа 5 отсутствует. Если какая-либо колесная пара начинает проскальзывать, то длитель- . ность импульса формирователя 2 этой 5 колесной пары изменяется (уменьшает ся при боксовании и увеличивается пр юзе),. Длительности контролируемого и эталонного импульсов становятся неравными. За отрезок времени, равны разности длительностей контролируемого и эталонного импульсов, на выход ключа 5 проходит серия импульсов от умножителя 8. Количество этих импульсов в единицу времени пропорционально разности скоростей проскальзывающей и эталонной колесных пар. При этом цикл измерения разности скоростей в предлагаемом устройстве повторяется в каждом периоде дования импульсов от датчика скорости, т.е. длительность цикла измерения составляет один указанный период, независимо от скорости движения транспортного средства. Блок 7 (фиг. 2) в представленном вс))ианте служит для выбора минимальной частоты, а устройство, содержаще такой блок, определяет избыточное скольжение при боксовании колесных пар. Вход ключа 5, соединенный с вы ходом формирователя 2, является запр щающим. Блок 7 выбора экстремальной (мини мальной) частоты работает следующим образом. Импульсы формирователей 2 устанавливают соответствующие триггеры 9 в единичное состояние. При совпадении единичного состояния у всех триг герое 9 срабатывает элемент И 10, при этом все триггеры 9 устанавливаются в нулевое положение. Импульсы с частотой, наименьшей из всех частот импульсов, поступают на входы тригге ров 9. Работа умножителя 8 частоты (фиг. основана на принципе фазовой автоподстройки частоты. Триггер 11 выполняет роль фазового компаратора, переключаемого импульса 41 сравниваемых частот, а именно эталонной часто ты, импульсы которой поступают на единичный .вход l6 триггера 11, и час тоты обратной связи, подаваемой на нулевой вход триггера 11. Постоян ная составляющая выходного напряжения триггера 11 прямо пропорциональна разности фаз переключающих триггер импульсов. -Указанная постоянная составляющая формируется с помощью фильтра 13 низкой частоты и преобраз ется с помощью преобразователя И 39 в частоту выходных импульсов умножителя 8. Делителем 15 частоты, включенным в цепь обратной связи, выходная частота уменьшается в число раз, равное требуемому коэффициенту К умножения умножителя 8. TaioiM образом, осуществляется автоматическая подстройка выходной частоты умножителя. Рабочий диапазон умножителя частоты характеризуется отношением максимальной из умножаемых частот к ми нимальной. При входных частотах, лежащих за пределами рабочего диапазона, умножитель либо полностью перестает работать, либо меняет коэффициент у№1ожения. Рабочий диапазон умножителя существенно ограничен тем, что к умножителю, как правило, предъявляется требование сохранения работоспособности при резком изменении входной частоты, а это требование выполнимо лишь в довольно узком диапазоне частот ввиду большой инерционности умножителя. Для расширения рабочего диапазона, а также для повышения.точности работы умножителя, последний содержит сумматор 12 с корректирующим 17. Корректирующее напряжение, подаваемое на вход Т7. уменьшает погрешность напряжения на входе фильтра 13 при частотах, выходящих за предел рабочего диапазона умножителя, не имеющего коррекции. Корректирующее напряжение образуется из выходного напряжения тахогенераторов (Датчиков 1) с помощью выпрямителей 3 и блока k выбора экстре1мального (для случая боксования минимального) напряжения. Блок представляет собой диодную сборку с источником опорного напряжения и резистором. Напряжение на Ш)1ходе блока 4 в устройстве обнаружения избыточного скольжения является минимальным из всех входных напряжений и ппопорциональным скорости вращения эталонной колесной пары. Когда предлагаемое устройство производит измерение избыточного скольжения колесных пар при юзе, его отличие от известного заключается в том, что блок 7 является блоком выбора максимальной частоты; блок t яв ляется блоком выбора максимального 3.aпpяжeния; запрещаюи м входом ключа 79 5 является второй вход, соединенный с выходом счетчика 6. Технико-экономические преимущества устройства обнаружения избыточного скольжения колесных пар заключ. чаются в увеличении точности измерения и повышении качества функциониро вания устройства при измерении: 1избыточного скольжения за счет расширения диапазона рабочих скоростей. формула изобретения Устройство обнаружения избыточно.го .скольжения колесных пар подвижного состйва, содержащее датчики скорости вращения колесных пар, под ключенные к входам формирователей, выходы которых соединены с одними из входов cooтвetcтвyющиx счетчиков и с входами блока выбора экстремаль9ной частоты,умножитель и ключи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено выпрямителем и блоком выбора экстремального напряжения, входы которого подключены через выпрямители к соответствующим датчикам скорости вращения колесных пар, а выход - к одному из входов умножителя, другой вход которого соединен с выходом блока выбора экстремальной частоты, а выход - с одним из входов ключей, другой вход которых подключен к выходу соответствующего счетчика, а третий - к выходу соответствующего формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3306651/11, кл. В 60 L 3/10, 03.0.81 .

Фиг 2