Устройство для предотвращения боксования тепловоза Советский патент 1983 года по МПК B60L3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ БОКСОВАНИЯ ТЕПЛОВОЗА

1

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования на мощных магистральных тепловозах.

Известно устройство для предотвращения боксования тепловоза, содержащее по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных частотного датчика скорости вращения колесной пары, формирователя импульсов., коммутатора и счетчика, соединенного выходом с другим входом коммутатора и с входами логических элементов И и ИЛИ, выходы которых соответственно соединены со входом генератора сброса, подключенного выходом к сбросовым входам счетчиков, третьими входами коммутаторов и одним из входов ключевого элемента, другой вход которого соединен f. мультивибратором, а выход - с четвертыми входами коммутаторов, блок определения максимальной частоты вращения колесных пар, первый и второй входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, третий и четвертый - с выходами счетчиков, а выход связан с блоком управления регулятором возбуждения, и блок задержки 1.

Однако известное устройство обладает Низким быстродействием при различных режимах движения тепловоза.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

5Поставленная цель достигается тем, что

устройство для предотвращения боксования тепловоза, охарактеризованное выщеуказанной совокупностью признаков, снабжено одновибратором, блоком ограничения частоты

10 вращения боксующих колесных пар, один вход которого соединен с выходом блока определения максимальной частоты вращения колесных пар, второй и третий - с выходом генератора сброса через блок задержки и непосредственно, а выход через

5 преобразователь соединен с входом блока управления регулятором возбуждения. Выход логического элемента ИЛИ непосредственно и через одновибратор соединен с пятым и щестым входами блока определе20 ния максимальной частоты вращения колесных пар.

Блок определения максимальной частоты вращения колесных пар содержит по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных первого ключевого элемента.

триггера и второго ключевого элемента, логический элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами вторых ключевых элементов каждой цепи и выход которого является выходом блока определения максимальной частоты вращения колесных пар. Другие входы вторых ключевых элементов являются первым и вторым входами, а входы первых ключевых элементов - третьим, четвертым и шестым входами и входы триггеров - пятым входом блока определения максимальной частоты вращения колесных пар.

Блок ограничения частоты вращения боксующих колесных пар содержит дискриминатор, соединенный с одним из его входов генератор опорной частоты, а с другим - формирователь импульсов, коммутатор, умножитель частоты и блок памяти, подключенный к -одним из входов коммутатора, .другой вход которого соединен с выходом дискриминатора, а выход - с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом умножителя частоты, связанного входом через формирователь с одним из входов блока ограничения частоты вращения боксующих колесных пар, при этом остальные входы счетчика являются вторым и третьим входами, а выход - выходом блока ограничения частоты вращения боксующих колесных пар.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для предотвращения боксования тепловоза.

Устройство содержит по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных частотного датчика 1, формирователя 2 импульсов, коммутатора 3 и счетчика 4, соединенного выходом с другим входом коммутатора 3 и со входами логических элементов И 5 и ИЛИ 6, выходы которых соответственно соединены со входом генератора сброса 7, подключенного выходом к сбросовым входам счетчиков 4, третьими входами коммутаторов 3 и одним из входов ключевого элемента 8, другой вход которого соединен с мультивибратором 9, а выход - с четвертыми входыми коммутаторов 3, блок 10 определения максимальной честоты вращения колесных пар, первый и второй входы которого соединены с выходами формирователей импульсов 2, третий и четвертый с выходами счетчиков 4, а выход связан с блоком 1I управления регулятором возбуждения, блок 12 задержки и блок 13 ограничения частоты вращения боксующих колесных пар. Один вход блока 13 соединен с выходом блока 10, второй и третий - с выходом генератора сброса 7 через блок задержки 12 и непосредственно, а выход через преобразователь 14 соединен со входом блока И управления регулятором возбуждения. Выход логического элемента ИЛИ 6 непосредственно и через одновибра.тор 15 соединен с пятым и щестым входами блока 10.

; Блок 10 определения максимальной частоты вращения колесных пар содержит по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных первого ключевого элемента 16, триггера 17 и второго ключевого элемента 18, логический элемент ИЛИ 19, входы которого соединены с выходами вторых ключевых элементов 18 каждой цепи и выход которого является выходом блока 10. При этом другие входы вторых ключевых элементов 18 являются первым и вторым входами, а входы первых ключевых элементов 16 - третьим, четвертым и щестым входами и входы триггеров 17 - пятым входом

блока 10.

Блок 13 ограничения частоты и вращения боксующих колесных пар содержит дискриминатор 20, один вход которого соединен с генератором 21 опорной частоты, а другой - с формирователем 22 импульсов, коммутатор 23, умножитель 24 частоты и блок 25 памяти, подключенный к одним из входов коммутатора 23, другой вход которого соединен с выходом дискриминатора 20, а выход - с одним из входов счетчика 26, другой

вход которого соединен с выходом умножителя 24 частоты, связанного входом через формирователь 22 с первым входом блока 13, при этом остальные входы счетчика 26 являются вторым и третьим входами, а выход - выходом блока 13.

Дискриминатор 20 представляет логический блок для сравнения частот двух импульсных сигналов.

Блок памяти 25 представляет регистр памяти. Запоминающаяся информация в не5 го вводится предварительно и определяет уровень выходного сигнала, обеспечивающий защиту тепловоза данного типа от превыщения частоты вращения колесных пар сверх допустимой.

Преобразователь 14 двоичного набора

О с выхода блока 13 содержит регистр памяти, преобразователь код-напряжение и усилитель-формирователь, обеспечивающий необХ1рдимый уровень и динамические параметры сигнала, подаваемого на вход блока И.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 4 и счетчик 26 сброщены в нулевое состояние.

Рассмотрим движение тепловоза без боксования. В этом случае сигналы от частот0 ных датчиков 1 через формирователи 2 импульсов и коммутаторы 3 поступают на вход счетчиков 4, выходные сигналы которых запирают свои коммутаторы по блокирующим входам и выдают сигналы на входы элементов ИЛИ 6, И 5. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 6 подается на управляющие входы коммутаторов 3, на вход ключевого элемента 8, разрешая прохождение импульсов мультивибратора 9 через управляющие входы

коммутаторов 3 на входы незаполненных счетчиков 4, а также сбрасывает в исходное состояние триггеры 17 блока 10. В рассматриваемом случае счетчики 4 заполняются одновременно, и на их последних разрядах появляются сигналы в одно и то же время. Управляющее воздействие на блок 11 управления регулятором возбуждения отсутствует..

При боксовании одной из колесных пар частота входного сигнала увеличивается, и счетчик 4, связанныйс соответствующим датчиком, заполняется первым. При этом последний триггер заполненного счетчика 4 перебрасывается в единичное состояние, разрещая прохождение одиночного импульса с выхода одновибратора 15 через первый ключевой элемент 16 блока 10 на счетный вход триггера 17, который перебрасывается в единичное состояние. Так как в момент срабатывания элемента ИЛИ 6 триггеры остальных счетчиков 4 находятся в нулевом состоянии, то ключи 16, соответствующие незаполненным счетчикам 4 закрыты и триггеры 17 находятся в нулевом состоянии. Триггер 17, находящийся в единичном состоянии, открывает ключевой элемент 18, разрещая прохождение импульсов с частотой

(i l,28),

гдef -частота импульсов на выходе i-ro формирователя 2 через логический элемент ИЛИ 19 и формирователь 22 на вход умножителя частоты 24, на выходе которого имеем сигнал с частотой Kfj, где К - коэффициент пропорциональности. Частотно-импульсный сигнал с выхода умножителя 24 частоты поступает на счетный вход счетчика 26. Одновременно импульсы с частотой fg, поступают через форм-ирователь 22 на один из входов дискриминатора 20, на второй вход KQTOporo поступают импульсы с выхода генератора 21 опорной частоты. Если боксующие колесные пары не имеют лревыщения конструктивной частоты вращения, на выходе дискриминатора 20 имеем сигнал логического нуля, запрещающий перезапись информации из блока 25 памяти через коммутатор 23 на входы предварительной записи информации счетчика 26. По мере дозаполнения счетчиков 4 их последние триггеры перебрасываются в,единичные состояния. Однако на выходе логического элемента ИЛИ 6 сохраняется сигнал логической единицы и, следовательно, триггеры 17 блока 10 находятся в прежнем состоянии. После заполнения всех счетчиков 4 срабатывает элемент И 5, запускающая генератор 7 сброса, который возвращает счетчики 4 в исходное состояние и перезаписывает содержимое счетчика 26 в регистр памяти преобразователя 14. По истечении времени, определяемого блоком 12 задержки, счетчик 26 возвращается в исходное состояние.

Количество импульсов, пришедших на счетный вход счетчика 26, пропорционально разноети частот входных сигналов. При этом дополнительное воздействие от блока памяти 25 на входы предварительной записи информации счетчика 26 отсутствует. Информация о разности частот (интенсивности боксования) переписывается в регистр памяти преобразователя 14 после каждого цикла работы.

Если частота вращения одной из колесных пар при боксовании превышает заданное значение, то срабатывает дискриминатор 20, который включает коммутатор 23 и перезаписывает информацию с блока 25 памяти в счетчик 26. Емкость последнего резко возрастает, увеличивая уровень управляющего напряжения на выходе преобразователя 14, что прекращает рост частоты вращения боксующих колесных пар.

По данному устройству изготовлен и испытан макетный образец.

Изобретение позволяет уменьшить число выходов из ,строя тяговых электродвигателей за счет превышения конструктивной частоты вращения и повысить среднее значение силы тяги тепловоза.

Формула изобретения

1. Устройство для предотвращения боксования тепловоза, содержащее по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных частотного датчика скорости вращения колесной пары, формирователя импульсов, коммутатора и счетчика, соединенного выходом с другим входом коммутатора

5 и с входами логических элементов И и ИЛИ, выходы которых соответственно соединены с входо.м генератора сброса, подключенного выходом к сбросовым входам счетчиков, третьими входами коммутаторов и , одним из входов ключевого элемента, другой

вход которого соединен с мультивибратором, а выход - с четвертыми входами коммутаторов, блок определения максимальной частоты вращения колесных пар, первый и второй входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, третий и четвертый - с выходами счетчиков, а выход связан с блоком управления регулятором возбуждения, и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено одновйбра0 тором, блоком ограничения частоты вращения боксующих колесных пар, первьш вход которого соединен с вьгходом блока определения максимальной частоты вращения колесных пар, второй и третий - с выходом генератора сброса через блок задержки и

непосредственно, а выход через преобразователь соединен с входом блока управления регулятором возбуждения, при этом выход логического элемента ИЛИ непосредствепио и через одновибратор соединен с 11я-1- М и шестым входами блока определения максимальной частоты вращения колесН1)1Х пар. 2. Устройство по п. 1, отличаюш,ееся тем, что блок определения максимальной частоты вращения колесных пар содержит по числу колесных пар цепи из последовательно соединенных первого ключевого элементл, триггера и второго ключевого элемеиги, логический элемент ИЛИ, входы коTopoiO соединены с выходами вторых ключевых элементов каждой цени и выход которого является выходом блока определения максимальной частоты вращения колесйых пар, при этом другие входы вторых ключевых алементов являются первым и вторым входами, входы первых ключевых элеменjo;; iperbHM, четвертым и шестым входа.:;: :;,:;.;;. ТрЛГГСрОВ - ПЯТЫМ ВХОДОМ блОка определения максимальной частоты враi;i,enH« колесных пар. 8. /стройство по п. 1, отличающееся тем. что блок ограничения частоты вращения боксующих колесных пар содержит дискриминатор, один вход которого соединен с генератором опорной частоты, а другой с формирователем импульсов, коммутатор, умножитель частоты и блок памяти, подключенный к одним из входов коммутатора, другой вход которого соединен с выходом дискриминатора, а выход - с одним входом счетчика, другой вход которого соединен с выходом умножителя частоты, связанного входом через формирователь с первым входом блока ограничения частоты вращения боксующих колесных пар, при этом остальные входы счетчика являются вторым и третьим входами, а выход - выходом блока ограничения частоты вращения боксующих колесных пар. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 552218, кл. Б 60 L 3/10, 1972 (прототип).