Устройство для обнаружения скольжения колесной пары

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЛ{ЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ транснортного средства, содержатцее датчик скорости вращения колесной пары, датчик эталонной скорости, соединенный с первым входом блока ч равнения , другой вход которого связан с выходом датчика скорости вращения, а выход через усилитель связан с исполнительным органом, отличающееся тем. что, с целью повьшения точности, оно снабжено узлом выборки-хранения, вторым усилителем и задатчиком режима, соединенным с управляющим входом узла выборкихранения , информационный вход которого соединен с выходом первого усилителя , а выход-- с управляющим входом второго усилителя, через который датi чик скорости вращения колесной пары соединен с другим входом блока сравСЛ нения . 00 lifia О 05

„„Я0„„11847

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 60 L 3/10

ВСЕСРЮЗНЯ

13, „, .„.13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%ЙБГ НОТЕКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР °

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3531420/24-11 (22) 15.11.82 (46) 15.10.85. Бюл..У 38 (72) В. С. Росланас и К. Н. Рюхин (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова

53) 625. 032.037 1,088.8 (56). Авторское свидетельство СССР

Ф 427879, кл. В 60 Т 8/06, 1972. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ транспортного средства, содержащее датчик скорости вращения колесной пары, датчик эталонной скорости, соеди" ненный с первым входом блока .равнения, другой вход которого связан с выходом датчика скорости вращения, а выход через усилитель связан с исполнительным органом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, оно снабжено узлом выборки-хранения, вторым усилителем и задатчиком режима, соединенным с управляющим входом узла выборкихранения, информационный вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход — с управляющим входом второго усилителя, через который датчик скорости вращения колесной пары соединен с другим входом блока сравнения.

84706 г тор, вырабатывает напряжение U, прямо пропорциональное угловой скорости Ик„ колесной пары

U =K (d =2K кп

1 1 к0 1D кп

КЛ ко

К =" — —— г 2К1 (6) Кз(кп э)

Таким образом, напряжение на выходе блока 3 сравнения прямо пропорционально разности скорости ко-

55 лесной пары и эталонной скорости. т.е. абсолютному скольжению колесной пары. усиленное усилителем 4 напряжение поступает на исполнительИзобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам защиты от юза и боксования,и может быть применено на локомотивах, электропоездах и других железнодорожных транспортных средствах.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого обнаружителя скольжения

Устройство содержит датчик 1 скорости вращения колесной пары, датчик 2 эталонной скорости (напри-. мер, датчик скорости движения локомотива), блок 3 сравнения, первый усилитель 4, второй усилитель 5 с регулируемым коэффицентом усиления и узел 6 выборки-хранения. Датчик 1 скорости вращения колесной пары че.— рез усилитель 5 подключен к одному из входов блока 3 сравнения, другой вход, которого соединен с датчиком 2 эталонной скорости. Выход блока 3 сравнения через усилитель 4 подключен к испол органу 7 транспорт ой единицы, регулирующему тяговое или тормозное усилие в зависи1 мости от величины скольжения колесной пары. Выход усилителя 4 через узел 6 выборки-хранения, соединен с управляющим входом усилителя 5, а управляющий вход узла 6 выборкихранения соединен с задатчиком 8 реямма движения транспортного средства.

В предложенном устройстве замена узла 6 выборки-хранения интегратором с памятью.

Различие. указанных узлов заключается в их функционировании в режиме выборки. Узел интегрирования с памятью в этом режиме осуществляет интегрирование входного сигнала по времени, в то время как узел выборки-хранения осуществляет простую передачу (повторение) входного сигнала, !

В режиме хранения функции обоих узлов одинаковы. Запоминающий интег" ратор позволяет полностью исключить мультипликатпвную составляющую погрешности устройства, а узел выборки."хранения — значительную часть этой составляющей, Предлагаемый обнаружитель скольжения работает следующим образом.

Датчик 1 скорости вращения, в качестве которого применен тахогенерагде К - крутизна характеристики

I тахогенератора 1;

Чк„ вЂ” линейная скорость точек, 10 лежащих на поверхности катания колесной пары;

D кд - диаметр колесной пары.

Сигнал тахогенератора через усилитель 5 поступает на один из вхо15 дов блока 3 срав ения; напряжение

U на этом входе составит

U =К U =2К К -- †---- (2) кп

2 2 1 1 2 2 кп

Э где К вЂ” коэффициент усиления усилите20 ля

На другой вход блока 3 сравнения поступает напряжение U от датчика

2 эталонной скорости V (например скорости движения транспортного

Средства)

"з Кз э1 (3) где К вЂ” коэффициент пропорциональ-. з ности (крутизна характеристики датчика 2), Напряжение U4 на выходе блока 3 сравнения связано с входными напряжениями Нз и U< определенной Функциональной зависимостью, например, равно разности входных напряжений

4 2 3 (4)

С учетом формул (2) и (3) напряжение U4 будет равно

U =2КК- — — — КV (5)

1 кп

4 1 2)) 3 Э

Коэффициент К усиления усилителя

5 устанавливается равным

С учетом (6) формула (4) будет иметь вид

1184706 4 скольжение при выбеге отсутствует); в соответствии с формулой (4) напря, жение на выходе блока 3 сравнения равно нулю. ный орган 7, регулирующий тяговое или тормозное усилие с целью прекращения проскальзывания колесной пары л t 3 4(к»г э) (кр э)» (8) 5 где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 4.

Напряжение U с выхода усили геля

5 поступает на информационный вход узла 6 выборки-хранения; управляю- 1О щий вход этого узла "соединен с задатчиком 8 режима движения транспортной единицы. При движении в режимах тяги и торможения на выходе задатчика 8 имеется сигнал, а при выбеге - 15 сигнал отсутствует. При отсутствии сигнала на управляющем входе узел

6 выборки-хранения передаег на свой выход напряжение с информационного входа (режим выборки). При поступле- 20 нии сигнала на управляющий вход узел выборки-хранения запомнггает глгновенное значение игн1юрмациоггного сигнала и переходит в режим хранения.

Таким образом, в режиме выбега мгно- 25 венные значения напряжений на управляющем входе усилителя 5 и выходе усилителя 4 равны между собой; в ре» жимах тяги и торможения напряжение на управляющем входе усилителя 5 30 равно мгновенному значению напряжения на выходе усилителя 4 в момент переключения режима движения с выбега на тягу (или с выбега на торможение}. Усилитель 5 имеет коэффициент 3

К усиления, зависящий or величины напряжения U< на его управляющем входе. С увеличением напряжения U< величина коэффициента К усиления уменьшается.

Если колесная пара в режиме тяги или торможения начинает проскальзывать» то на выходе блока 3 сравнения появляется напряжение Бл (см. формулу (Z)), которое через усили- 45 тель 4 передается на исполнительный орган 7 с целью предотвращения проскальзывания. На управляющий вход усилителя 5 это напряжение не воздействует, так как узел 6 выборкихранения находится в режиме хранения предыдущего значения напряжения

U --U

Если транспортное средство движется в режиме выбега, то при номинальных (расчетных) значениях параметров Кг» D ra и К напряжения U и U равны между собой (так как

Если параметры К и (или) D ö имеют отклонение от своего номинального значения, то в режиме выбега изменится напряжение U, датчика 1 и, соответственно, напряжение Uy (оно станет не равным напряжению

U>).На выходе блока 3 сравнения появится разностное напряжение (хотя скольжение отсутствует) . Поэтому наличие напряжения U на выходе блока 3 сравнения в режиме выбега свидетельствует об отклонении параметров К и (или) D <„о т номинального значения, а величина этого напряжения характеризует степень отклонения укаэанных параметров.

По цепи обратной связи (узел 6 выборки-хранения, управляющий вход усилителя .5) эти отклонения приводят к изменению коэффициента К усилителя 5 таким образом, что напряжения П и Б снова ставятся почти равными (небольшая разница вв величине этих напряжений принципиально необходима для обеспечения статического режима регулирования).

При переключении режима движения транспортного средства с выбега на тягу или на торможение узел 6 выборки-хранения запоминает значение напряжения U< и тем самым стабилизирует коэффициент К усили5 теля 5 на требуемом уровне, соотвествующем новым значениям крутизны К и (или) диаметра D <„. Тем самым компенсируются (в основном) отклонения укаэанных параметров от номинальных значений и устройство подготавливается к измерению проскальзывания колесной пары с более высокой степенью точности, которая возрастает с увеличением коэффициента К усиления усилителя

4. Можно показать, что путем увеличения коэффициента К погрешность измерения скольжения, обусловленную

Отклоне гиями параметров К H D от кп номинальных значений, можно сделать сколь угодно малой. В макете при

Кл10 указанная погрешность уменьшилась в 12 раз „ т.е. при возможном суммарном отклонении укаэанных выше параметров, составляющем 7Ж, 1184706

Составитель

Редактор А. Долинич Техред Т.Фанта

Корректор В. Гирняк

Заказ 6315/14 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 погрешность на выходе устройства не превышает 0,6Х.

Таким образом, при отклонении крутизны К, характеристики тахо5 генератора и диаметра D. колесной пары от номинальных значений в устройстве осуществляется автоматическая подстройка усилителя 5, в результате чегоуказанные отклонения пара-О метров незначительновлияют наточность работы обнаруженияскольжения.

При необходимости осуществлять контроль скольжения нескольких колесных пар, соответственно увеличивается количество всех узлов устройства, кроме датчика 2 эталонной скорости, а также задатчика 8 режима движения, которые являются общими для всех контролируемых колесных пар. При этом в качестве эталонной скорости U может быть использована как скорость U транспортного средства, так и некоторая другая величина, например скорость одной из колесных пар (эталонной)