Способ регулирования силы тяги и торможения электроподвижного состава при автоматическом управлении

, 106 а) В 60 1. 15/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМ И ЕТЕЛЬСТ НИЯ СИЛ ЕКТРО- ВТОМАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Б. А. Москалев и И. К. Юренко (71) Всесоюзный научно-исследовательскийпроектно-конструкторский и технологический институт электровозостроення (53) 629,423.1 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР747747, кл. В 60 1. 15/20, 1977, (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВА ЛЪ ТЯГИ И ТОРМОЖЕНИЯ Э ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Г 1 РИ А ТИЧЕСКОМ УПРАВЛЕНИИ по авт, св,747747, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, непрерывно выделяют максимальный при тяге и минимальный при торможении сигналы, пропорциональные частоте вращения тяговых двигателей, преобразуют эти сигналы в игналы, пропорциональные первой и второй производным, сравнивают их с допустимыми величинами сигналов при превышении допустимых величин, преобразуют эти сигналы в сигналы, пропорциональные их обратно пропорциональным величинам, и воздействуют этими сигналами на исполнительный орган.Изобретение относится к области систем управления электрооборулования подвижного состава железных дорог и предназначено лля автоматического регулирования сил тяги и торможения электровозов.Известен способ регулирования силы тя. ги и торможения электроподвиж ного сос та ва при автоматическом управлении пу тем сравнения сигналов, пропорииональньц заданной и истинной скорости, сравнения полученного сигнала с сигналом, пропорциональным заданному значению силы тяги и торможения, выделения минимального 1 О из них, и воздействия полученным сигналом на исполнительный орган, сигнал, пропорциональный истинной скорости, получают путем непрерывного выделения минимального при тяге и максимального при торможении сигнала, пропорционального частоте вращения тяговых двигателей, сравнивают их с сигналами, пропорциональными частоте вращения каждого тягового двигателя, выделяют разность между ними и из этой разности - сигнал, обратно пропорциональный ей 1,Однако при,резком ухудшении условий сцепления (изморозь на рельсах, попадание смазки на головки рельс и т. д.) воз.15 25 можен срыв сцепления одновременно всех осей электровоза и боксование (или юз) с близкими частотами вращения осей, Так как разность частот вращения осей мала,процесс боксования (или юза) не выявляет 30 ся, а еще более усиливается системой регулирования, что может привести к аварийному режиму. При внезапно развивающемся боксовании регулирование по сигналу Цельдостигается тем, что согласно способу регулирования силы тяги и торможения электроподвижного состава при автоматическом управлении путем сравнения сигналов, пропорциональных заданной и истинной скорости, сравнения полученного сигнала с сигналом, пропорциональнь 1 м заданному значению силы тяги и торможения, и выделения минимального из них, и воэлействиян полученным сигналом на исполнительныи ор ган, сигнал, пропорциональный йстинной скорости, получают путем непрерывного выразности скоростей вращения осей оказывается нелостаточно быстродействующим. 35Кроме то 3 о, на каждый случай ухудшения сцепления колес с рельсами система регулирования откликается только уменьшением силы тяги (или торможения), в результате чего реализованная средняя сила тяги (или торможения) снижается. Никаких действий по улучшению сцепления в начальной стадии развития боксования в известной системе регулирования не предусмотрено.Целью изобретения является повышение надежности путем И,ключения аварийных 45 режимов при,боксовании (юзе). деленйя.минимального при тяге и максимального при торможении сип 1 ала, пропорционального частоте врансения тяговых деталей, сравнивают их с сигналами, пропорциональными частоте вращения каждого тягового лвигателя, вылеляют разность между ними и иэ этой разности - сигнал, обратно пропорциональный ей, непрерывно выделяют максимальный при тяге и минимальный при торможении сигналы, пропорциональные частоте вращения тяговых двигате. лей, преобразуют эти сигналы в сигналы, пропорциональнь 1 е первой и второй производным, сравнивают их с допустимыми величинами сигналов при превышении допустимых величин, преобразуют эти сигналы в сигналы, пропорциональные их обратно пропорциональным величинам, и воздействуют этими сигналами на испол нительный орган.На чертеже изображена структурная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ;Устройство регулирования силы тяги и торможения электроподви жного состава при автоматическом управлении содержит тяговые двигатели 1 - 4 колесных пар 5 - 8 электровоза.Тяговые двигатели питаются от сети переменного тока через тир исторные преобразователи 9 и 1 О, на входы которых включены выхолы регуляторов тока в режиме тяги 1 и в режиме торможения 12. Индивидуальные для каждой оси датчики3 - 16, частоты вращения тяговых лвигателей полключены на входы блоков 17 и 8 выделения соответственно минимальной частоты и максимальной частоты для всего локомотива. Выход блока 17 выделения минимальной частоты включен на вход блока 19, выделяющего разность между минимальной частотой вращения для всего электровоза и частотой вращения двигателя данной оси. Выход блока 18 выделения максимальной частоты включен на вход блока 20, выделяющего разность между максимальной частотой для всего электровоза и частотой вращения двигателя данной оси.Выходы блоков 9 и 20 включены на один из входов трехканальных функциональных преобразователей 2 и 22. образующих на выходах сигналы, обратнб пропорциональные входным сигналам,Выходы блоков 21 и 22 соединены со входами логических блоков 23 и 24, непрерывно выделяющих минимальный или максимальный из поступающих на их входы сигналов.На другие входы блока 23 подключены задатчик тока (силы тяги) 25 и выход регулятора 26 скорости движения в тяге.Выходы блока 22 включены на вхолы логического блока 24, к другим входам которого подключены задатчик 27 тормозной.илц и вьхол регулятора 28 скорости лвижения в режиме торможсния.Вхолц регуляторов 26 и 28 скорости лвижейия в тяге и в режиме торможения полключснц к залатчику 29 скорости. Выходы блоков 17 и 18 соединены соответственно с входом дифференцирующих блоков 30 и 31, полключеннцх выходами к входам лифференцирующих блоков 32 и ЗЗ и к входам блоков 34, 35 и 36, 37 сравнения. При этом выходы лифференцирующего блока 33 соединены со входами блоков 38 и 39 сравнения, к другим вхолам которых подключены соответственно задатчики 40 и 41, а выходы дифференцирующего блока 32 соединены со входами блоков 42 и 43 сравнения, к другим входам которых подключены соответственно задатчики 44 и 45. Устройство снабжено задатчиками 46 - 49, исполнительным блоком 50 с клапанами 51 - 54.Реализация предложенного способа производится следующим образом.В регуляторах 26 и 28 скорости силы тяги 11, силы торможения 12 сравнивают в форме напряжений заданные и истинные значения соответствующих параметров. Разностью между заданными и фактически достигнутыми значениями регулируемых, параметров, усиленной и преобразованной, воз действуют на величину угла открытия тиристоров преобразователей 9 и 10.В зависимости от угла открытия тиристоров преобразователя регулируют силу тяги торможения электровоза. До тех пор, пока не возникает боксование или юз колесных пар, Процесс регулирования не имеет отличий от известного способа.При медленно развивающемся боксовании (или . юзе) одной или нескольких колесных пар разность между минимальной частотой вращения и частотой вращения боксующей колесной пары (или между максимальной частотой вращения и частотой вращения юзующей колесной пары) будет возрастать пропорционально глубийе боксования (или юза). Следовательно, величина сигналов на выходах блоков соответственно 19 и 20, вылеляющих разности указанных частот, будет расти пропорционально глубине боксования или юза.Как только величина разности частот вращения колесны( пдр превысит пороговое зйачение, заданное потснцйометром 55 в блоке 56 сравнения, на. выходе его появляется сигнал, который через исполнительный блок 50 включает клапаны подачи песка под колеснйе пары электровоза.Если боксование (или юз) удалось устранить за счет подачи песка, то сигнал йа выходе блоков 9 и 20 уменьшается, становится ниже порогового значения, сигнал с выхода блока 56 сравнения отсутствует и подачи песка прскрдгцдются. 4Если жс боксовдние (или юз) нс прскра. тились и разность частот и)дщсни 51 колес. ньх пар прололжает нардстдть, то продолжают расти и вцхолньи сигналы блокод 19 и 20. На выходах жс функциональных преобразователей 21 и 22 сигналы по вс. личине будут уменьшаться пропорционально, соответственно, глубине боксования или юза, так как эти блоки выделяют сигналы, обратно пропорциональные выходным сигналам блоков 19 и 20. Выхолные сигналы блоков 21 и 22,обратно пропорциональные глубине боксования или юза, поступают на входы соответственно блоков 23 и 24, непрерывно выделяющих минимальный из входных сигналов, который и становится задай. ным значением регуляторов тока (силы тяги) 1 и тормозной силы 12.В процессе развития боксования или юза выходные сигналы блоков 21 и 22 уменьшаются и, становясь с некоторого момента меньше других вхолных сигналов блоков 23 и 24, определяют уставки соответствующих регуляторов, что приволит к уменьшению токов боксуюгцего или юзующего двигателяна величину, пропорциональ ную глубине боксования (или юза), и к прекращению самого процесса боксования . (или юза). Быстрейшему прекращению боксования содействует и подача песка под колесные пары, которая прололжается олновременно со снижением тока боксующего (юзующего) двигателя.В случае медленно развивающегося одновременного боксования (или юза) всех колесных пар электровоза по разности частот вращения колесных пар не уластся определить начавшееся боксование или юз. В таких случаях в режиме тяги с блока 18 берется сигнал с наиболее быстровращающейся колесной пары, в блоке 31 сигнал преобразуется в аналоговую форму и дифференцируется Сигнал с выхода блока 31 поступает на блоки 36 и 37 сравнения; где сравнивается с допустимыми величинами ускорений. Уставка задатчика 47 устанавливается ниже, чем уставка задатчика 46, но выше, чем допустимое рабочее ускорение осей при трогании и разгоне поезда или одиночного электровоза. Если же ускорение осей превышает уставку, Это свидетельствует о развитии боксования всех осей, На выходе блока 38 появляется сигнал, который поступает в исполнительный блок 50, и выдается команда на подачу песка пол колесные пары,Если с помоц 1 ью пескополачи нс удастся ликвидировать боксование, и ускорение колесных пар возрастает, формируется сигнал на выходе блока 36 сравнения, когорцй но. дается в функциональный прсобрдзовдтсль 21, преобразуется в величину, обрати, пропорциональную входной величине, и иосту068305 О 3 20 25 30 35 5пает на вход логического блока 23. Как только этот сигнал окажется меньше остальных входных сигналов этого блока, произойдет снижение тягового тока на величину, пропорциональную глубине боксовани,я.И аналогичных Случаях длн режима тор; можения при юзе всех осей с блока17 поступает сигнал о минимальной частоте вращения колесных пар, который поступает в дифференцирующий блок 30, с выхода которого сигнал подается на блоки 34 и 35 сравнения, если этот сигнал превышает пороговое значение, заданное задатчиком 49, то поступает сигнал в исйолнительный блок 50 для включения клапанов подсыпки песка. Если же превышено пороговое значение, заданное задатчиком 48, то сигнал с блока 34 сравнения поступает в функциональный преобразователь 22, преОбразуется в величину, обратно пропорциональную входной, и далее логическим блоком 24 выдается команда регулятору 12 на снижение тормозной силы, одновременно продолжается подсыпка песка под колесные пары,В случаях внезапного развивающегося боксования (оза) одной или всех колесных пар регулирование происходит следующим образом, Для режима тяги сигнал об ускорении наиболее быстро вращающейся оси с выхода блока 31 поступает в блок 32, где еще раз дифференцируется и подается в блоки 39 и 41 сравнения, где сравнивает-. ся с допустимыми порогоь.ми значениями,При внезапно развивающемся боксовании производная от ускорения, колесных пар превышает пороговое значение и на выходе б 3 Ька 41 формируется сигнал, идущий на включение клапана подачи песка под колесные пары, При дальнейшем росте сигнала на выходе блока 33 превышается пороговое значение в блоке 39 сравнения и на его выходе появляется сигнал, преобразующийся в блоке 21 в величину, обрат но пропорциональную, как только этот сиг нал окажется меньше других входных сигналов логического блока 23, сработает регулятор 11 на снижение тягового тока. Одновременно идет подсыпка песка под колесные пары, и боксование ликвидируется в начальной стадии развития.Для режима торможения при внезапно развивающемся юзе сигнал замедления самой медленно вращающейся оси с выхода блока 17 дифференцируется в дифференцирующем блоке 30, затем вторично дифференцируется и сравнивается в блоке 43 сравнения с пороговым значением, при наличии рассогласования происходит включение пескоподачи, или же сигнал с блока 42 сравнения через блок 22, логический блок 24 и регулятор 12 осуществляет кратковременное снижение тормозного усилия и ликвидацию юза. Таким образом, происходит непрерывное слежение по комплексу показателей за состоянием сцепления колесных пар с рельса. ми, производится автоматическая кратковременная подача песка в случаях местного ухудшения сцепления или автоматический выбор такой уставки регуляторов тока, чтобы обеспечить регулирование сил тяги и торможения на пределе по сцеплению. Эффективность предлагаемого способа заключается в улучшении тяговых и тормозных качеств электровозов за счет реализации предельных по условиям сцепления сил тяги и торможения. Кроме того, устраняется опасность возникновения аварийных режимов нри боксовании и юзе, уменьшается износ бандажей, улучшаются условия работы тяговых двигателей и всей системы тягового привода, снижается расход песка,. так как срыв сцепления выявляется и ликвидируется в начальнои стадииразвития процессов боксования или 1 оза.Составитель Л. Резникова Рслактор Н. Пушненкова Тсхрел И. Верес Корректор И. ЭрделиЗаказ 11074(13 Тираж 66 Х Годписиое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4