Устройство для обнаружения скольжения колесной пары

%ЯБЛНОТЕКА БРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ 24 БюлУ 38анас и К.Н. Рюхин ский ордена Ленина еров железнодорожа им. акад. В.Н. Об(088.81детельство СССР Т 8/06, 1972,ское с кл. В б(54)(57) УСТРОЙСТВО СКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ного средства, соде скорости вращения к датчик эталонной ск ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПАРЫ транспортжащее датчик лесной пары, рости, соедиСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР,О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИЩ.:(21) 3531420/ (22) 15,11.82 (46) 1 5. 1 0.85 (72) В.С. Рос (71) Ленингра институт инже ного транспор разцова (53) 625. 032 (56). Автор В 427879,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 выборки- хранения, информационный вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход - с управляющим входом второго усилителя, через который датчик скорости вращения колесной пары ф соединен с другим входом блока сравнения.84706 гтор, вырабатывает напряжение П 1,прямо пропорциональное угловой скорости Икп колесной пары Б =К Я =2 КЧ кпфкп 111кп 40 КЛ кпКг 2 К,(6) Кз(Чкп Чэ)50 Таким образом, напряжение на выходе блока 3 сравнения прямо пропорционально разности скорости ко лесной пары и эталонной скорости,т.е. абсолютному скольжению колесной пары. усиленное усилителем 4 напряжение поступает на исполнительИзобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно ксистемам защиты от юза и боксования,и может быть применено на локомотивах, электропоездах и других железнодорожных транспортных средствах.Цель изобретения - повышение точности.На чертежепоказана блок-схемапредлагаемого обнаружителя скольже.нияУстройство содержит датчик 1скорости вращения колесной пары,датчик 2 эталонной скорости (например, датчик скорости движения локомотива), блок 3 сравнения, первыйусилитель 4, второй усилитель 5 срегулируемым коэффицецтом усиления иузел 6 выборки-хранения. Датчик 1скорости вращения колесной пары че. -рез усилитель 5 подключен к одномуиз входов блока 3 сравнения, другойвход, которого соединен с датчиком 2эталонной скорости. Выход блока 3сравнения через усилитель 4 подключен к исполнительному органу 7 транспортной единицы, регулирующему тяговое цли тормозное усилие в занисимости от величины скольженияколесной пары. Выход усилителя 4через узел 6 выборки-хранения, соединенс управляющим входом усилителя 5,а управляющий вход узла 6 выборкихранения соединен с задатчиком 8 реима движения транспортного средства.В предложенном устройстве заменаузла 6 выборки-хранения интегратором с памятью.Различие указанных узлов заключается н цх функционировании в режиме выборки. Узел интегрирования спамятью в этом режиме осуществляетинтегрирование входного сигнала повремени, в то время как узел выборки-хранения осуществляет простую передачу (цовторецце) входного сигнала,В режиме хранения функции обоихузлов одинаковы. Запоминающий интег"ратор позволяет полностью исключитьмультипликатпвную составляющую погрешности устройства, а узел выборки"хранения - значительную частьэтой составляющей,Предлагаелый обнаружитель скольжения работает следующим образом.Датчик 1 скорости вращения, в качестве которого применен тахогенерагде К - крутизна характеристикитахогенератора 1;Ч - линейная скорость точек,0 лежащих на поверхности катания колесной пары;Р и - диаметр колесной пары,Сигнал тахогенератора через усилитель 5 поступает ца один из нхо дов блока 3 сравнения; налряжеццеБ на этом входе составит Б =К Н =2 К Кв(2)Ч кпг г1 7кпЭгде К - коэффициент усиления усилите 20На другой вход блока 3 сравненияпоступает напряжение Б от датчика2 эталонной скорости Ч (напримерскорости движения транспортногосредства)"=КэЧэ (3)где К - коэффициент пропорциоцаль-.3ности (крутизна характеристики датчика 2),Напряжение Б 4 на выходе блока 3сравнения связано с входными напряжениями Нз и Бг опРеделенной фУнкциональной зависимостью, например,равно разности входных напряжений35 4 г Пэ (4)С учетом формул (2) и (3) напряжение Б 4 будет равно Б =2 КК- --- КЧ, (5) Чк, 4 1 7) 3 Э Коэффициент К г усиления усилителя5 устанавливается равным С учетом (6) формула (4) будетиметь вид1184706 4скольжение при выбеге отсутствует);в соответствии с формулой (4) напря;жение на выходе блока 3 сравненияравно нулю. ный орган 7, регулирующий тяговое или тормозное усилие с целью прекращения проскальзывания колесной пары41 3 4( кп Э) ( кп э)(8) 5 где К - коэффициент усиления усилителя 4.Напряжение Б с выхода усилигеля 5 поступает на информационный вход узла 6 выборки-хранения; управляю 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 нии сигнала на управляющий вход узел выборки-храцеция запоминает мгновенное значение информационного сигнала и переходит в режим хранения. Таким образом, в режиме выбега мгно вецные значения напряжений ца 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 К усиления, зависящий от величины напряжения Бб на его управляющем входе. С увеличением напряжения БЬ величина коэффициента К 5 усиления уменьшается,Если колесная пара в режиме тягиили торможения начинает проскальзывать, то ца выходе блока 3 сравнения появляется напряжение Б (см. формулу (1 которое через усилитель 4 передается на исполнительныйорган 7 с целью предотвращения проскальзывания. На управляющий входусилителя 5 это напряжение це воздействует, так как узел 6 выборкихранения находится в режиме храненияпредыдущего значения напряженияНь ЦЕсли транспортное средство движется в режиме выбега, то при номинальных (расчетных) значениях параметров Кг, Пи Кнапряжения Пи БЭ равны между собой (так как Если параметры К и (или) Ркп имеют отклонение от своего номинального значения, то в режиме выбега изменится напряжение ц, датчика 1 и, соответственно, напряжение 05 (оно станет не равным напряжению П).На выходе блока 3 сравнения появится разностное напряжение (хотя скольжение отсутствует) . Поэтому наличие напряжения Б на выходе блока 3 сравнения в режиме выбега свидетельствует об отклонении параметров К и (или) Рот 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 Кусилителя 5 таким образом, что напряжения Н 5 и Б снова ставятся почти равными (небольшая разница вв величине этих напряжений принци-. пиально 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 Ц 5 и тем самым стабилизирует коэффициент К усили 5 теля 5 на требуемом уровне, соотвествующем новым значениям крутизны К и (или) диаметра Рд. 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 отклонениями параметров К и Р откп номинальных значений, можно сделать сколь угодно малой. В макете при Кг указанная погрешность уменьшилась в 12 разт. е. при возможном суммарном отклонении укаэанных вьппе параметров, составляющем 7 Х,1184706 СоставительРедактор А. Долинич Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк Заказ 6315/14 Тираж 649 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 погрешность на выходе устройства не превышает 0,67.Таким образом, при отклонении крутизны К, характеристики тахо 5 генератора и диаметра Р. 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 узловустройства, кроме датчика 2 эталонной скорости, а также задатчика 8режима движения, которые являютсяобщими для всех контролируемых колесных пар. При этом в качестве эталонной скорости Чз может быть использована как скорость Ч транспортного средства, так и некоторая другая величина, например скоростьодной из колесных пар ( эталонной)