Устройство для автоматического управления электровозом

Союэ Советскив Социалистические Республик.И 1.19ением явлено явкиприсое МПК В 61 пУД 1 621,337-52(088 Комитет па делам обретений и открытий ри Совете Министров СССРиоритет Опубликовано 29,Х 67. Бюллетень3писания 20,111.1968 ата опубликовани вторзобретения Ю, М. Пульер московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамен институт инженеров железнодорожного транспортаЗаявит УСТРОЙ СТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕЭЛЕКТРОВОЗОМ скорость в ква ого участ го участ твенно в а; 5,.Р(5)-фун из типов трольного учапределах конт начала конт - скорости соконтрольного трольного учаот пути, найв уг поворота в пределах кодрат скоростика, 5 - путька; У,и 1 гтконце и началдлина т-го кокция скоростиых расчетов; а стка, 11 трольн рольно ответс участк стка; денная Известны устройства для автоматического управления электровозом, содержащие соеди. ненные,с колесной парой датчики скорости, например тахогенераторы, программные задатчики скорости и длин контрольных участ ков, вычислительное устройство, точечный и непрерывный датчики пройденного пути, корректор скорости, коммутатор и логический блок.Предложенное устройство отличается тем, 10 что, с целью повышения точности и надежности, в нем вычислительное устройство, служащее одновременно и органом, сравнения, содержит синусно-косинусный трансформатор со следящим микроприводом. Одна из ста торных обмоток трансформатора подключена к зажимам датчика скоростисоединенного с зажимами программного задатчика скорости и ее корректора, а вторая соединена с зажимами датчика пройденного пути и задатчика 20 длины контрольного участка. Роторная обмотка синусно-косинусното трансформатора через усилитель подключена к коммутатору, первый контакт которого присоединен к обмотке управления следящего микродвигателя, 25 а второй - через логический блок к устройствам управления тяговыми двигателями или тормозной системе.На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - график линейной аппроксимации ЗО кривой Р (5) и 12(5) и значения Р, (5,.) и 1 д (5)Устройство содержит тахогенератор 1, ламельный делитель 2, шаговый переключатель 3, синусно-косинусный поворотный трансформатор 4, статор б трансформатора, датчик б непрерывного отсчета пути, задатчик 7 длины контрольного участка, ротор 8 синусно-косинусного поворотного трансформатора, усилитель 9, исполнительный двигатель 10, контактное устройство-коммутатор 11, отметчик 12 конца предыдущего контрольного участка и начала последующего, электромагнитную муфту 18, блок тяги 14, блок торможения 15, контакт 1 б коммутатора 11, блок 17 ИЛИ, блок 18 задания программного времени, датчик 19 текущего времени, сравнивающее устройство 20, функциональный блок 21, преобразующий временные отклонения в напряжение, контакт 22 коммутатора 11.Обозначения на графике (фиг. 2);ва ат ть а- и Ю о. й оа в 15 ог 0 ротора относительно статора синусно-косинусного трансформатора.Устройство (фиг. 1) содержит один или дтахогенератора (если надо получить квадрскорости поезда 112(5), их,можно соединикаскадно; чтобы получить напряжение, п опорциональное скорости поезда Р (5), дос аточно одного тахогенератора), программы йзадатчик скорости в конце контрольного устка, состоящий из ламельного делителяшагового переключателя 3, двух- или мнополюсный синусно-косин усный поворотитрансформатор 4, используемый в режиместроителя таким образом, что одна обмотего статора б включена последовательноконтур суммирования, содержащий выходи езажимы тахогенерагора 1 и ламельного адатчика программной скорости 2, а втораятакже последовательно - в контур суммивания двух напряжений: напряжения от дчика б непрерывного отсчета пути, прапор ионального пройденному пути от начала ко трольного участка, и задатчика 7 длины ко трольного участка 5Индикаторная обмотка ротора 8 соедине а г 5со входом усилителя 9,следящей системы, сдержащей также исполнительный двигате ь10, подключаемый к выходу усилителя чер зкоммутатор 11, получающий сигнал на вклчение от локомотивного приемното устройст а 30отметчика конца контрольного участка 1,соединенного также с шаговым переключатлем 3 и расцепляющей электромагниты Ймуфтой 13, которая расцепляет датчик б нпрерывного отсчета пути с колесной парой в 35начале каждого контрольного участка и вовращает этот датчик с помощью пружин(на чертеже не показана) в исходное нулев есостояние.Тракт управления блоками тяги 14 и то - 40можения 15 образуется в положении 1 б ко -такта коммутатора 11 через блок ИЛИ 17в зависимости от знака управляющего напржения от усилителя 9,Устройство содержит систему коррекци 45скорости, состоящее из блока 18 задания прграммного времени и датчика 19 текущегвремени, сравнивающето устройства 20, реп -стрирующего разность программного и рального времени. Сравнивающее устройств 50соединено с приемным устройством отметчка 12 конца контрольного участка. Выходнызажимы блока 20 соединены с функциональным блоком 21, преобразующим временныотклонения от графика в напряжение допол 55нительной программной скорости, а выхоблока 21 включен в контур суммированиязамкнутый на статорную обмотку синуснокосинусного поворотного трансформатора 4,Описанная схема обеспечивает надежно 60автоматическое ведение поезда по одному идвух условий движения на контрольном участке:1. Постоянного градиента скорости по пут(Ю 5; - 5 8;где:- скорость в пределах 1-гоконтрольного участка;Р Р- соответственно скорости вконце и в начале контрольного участка;5 - путь от начала 1-то контрольного участка;5,. - длина 1-го контрольного уча, стка.2. Постоянного градиента скорости по времени (т, е. по постоянному ускорению или замедлению):2 д 2 2л г(8, - 8) гз,= а, . (2)Предполагается, что Ъ(5) или Ъ(5) задано в форме программ и найдено из тяговыхрасчетов для оптимальных траекторий Ъ(5),которые могут быть подвергнуты:а) линейной аппроксимации по точкам, соответствующим началам контрольных участков, что дает программные значения скоростив этих точках;б параболической аппроксимации по темже точкам, что дает программные значенияГф(5,) для тех же точек,В основу схемы положено использованиеследящей системы,с синусно-косинусным поворотным трансформатором в режиме построителя, который служит индикатором выполнения первого или второго условия.Рассмотрим работу схемы применительнокавтоматическому ведению поезда по первомуусловию, так как ведение по второму условиюничего принципиально нового не вносит.Как видно из схемы (фиг. 1), последовательное и встречное соединение выхода тахогенератора 1 и ламельного делителя 2 обра.зует контур разности напряжений (Р,. - ),которым питается одна обмотка статора б синусно-косинусного поворотного трансформатора 4. Вторая обмотка статора получает питание от напряжения разности (5, - 5) посредством встречного включения напряжения отдатчика б непрерывного отсчета пути и задатчика 7 длины контрольного участка 5Индикаторная обмотка следящего ротора 8 устанавливается в согласованное положение следящим микроприводом, состоящимиз усилителя 9 переменного тока и исполнительного двигателя 10, соединенного черезредуктор с валом ротора 8. Контур следящейсистемы образуется путем установки коммутатора 11 в положение 22 (слежение) поддействием сигнала отметчика 12 конца предыдущего контрольного участка и началапоследующего. Таким образом, в начале каждого контрольного участка одновременно отэтого сигнала происходит переключение шагового переключателя 3 на следующую ламель,благодаря чему с ламельного делителя 2 поступает напряжение, соответствующее задан 207966ной программной скорости Ъ, в конце данного -го когрольного участка, начало которого зафиксировано отметчиком 12. Сигналом от того же датчика отключается электромагнитная муфта И, и вал датчика б с помощью 5 спира тьой пружины (или электромагнитной упругости) возвращается в исходное положение 5=0 на короткое время порядка нескольких десятков или сотен миллисекунд), необходимое для приведения следящей систе мы 9, 10 в согласованное положение, после чего муфта 13 снова сцепляет вал датчика б с колесной парой (устройство повторного вклюгения на фиг, 1 не показано); контакт коммутатора 11 переходит в положение 1 б 15управление), исполнительный двигатель 10 останавливается, и ротор 8 остается на все время движения по первому контрольному участку в неизменном положении с углом поворота а, (устройство повторного переклю чения контакта коммутатора 11 по условию согласования следящей системы на фиг. 1 не показано).Согласно принципу дейсввия синусно-косинУсного повоРотного тРансфоРгматоРа в Режи. 25 ме построителя угол а, в равновесном состоянии следящей системы определяется на основании уравнения 1, каки.,=ага)и)-)агсгЬ,), 3) аочто соответствует отсутствию напряжения управления Ь на зажимах обмотки ротора,т. е,с) = О. (4 35При отклонении скорости поезда )у от условия 1 и, следовательно, 4, появится напряжение )у 7;О сознаком, соответствующим знаку отклонения скорости Р от условия 1. 40Такиъг оораио.г, Гу =,. угуи), и синусно.ко.синусный поворотный трансформатор 4 является индикатором движения поезда со скоростью, соответствующей заданноъу закону 1.НапРЯжение Г,ч подаетсЯ чеРез Усилитель 9 45 в блок тяги 14 или торможения 1 б в зависимости от знака (фазы) этого напряжения, что определяется логическим блоком ИЛИ 17, служащим для подключения сигнала управления ЛГУ; к блоку тяги 14 или торможения 50 15 в зависимости от знака этого сигнала. Управление тягой и торможением ъгожет происходить как непосредственно по напряжению рассогласования ЛУ так и по интегралу от этого рассогласования. Управляющие цепи могут включать в себя дополнительно блоки задержки и другие логические элементы для достижения нужного качества переходных процессов с учетом динамических и статических характеристик агрегатов тяги и торможения, Схема фиг. 1 предусматривает один из возможных видов коррекции по времени в случае нарушения графика движения. Схема коррекции построена на том, что в момент прохождения через точку конца контрольного участка регистрируется разность ЛТ между программным временем, получаемым от блока 18, и текущим временем от датчика Г 9. Эта разность подается в форме напряжения в сравнивающее устройство 20, регистрирующее ее на своих выходных зажиъах по сигналу от приемного локомотивного устройства точечного отметчика 12 конца контрольного участка.Блок 21 преобразует разность ЛТ по закону, связывающему эту разность с корректирующей поправкой ФЛ 1 У, добавляемой к программному значению скорости на конце,соответствующего контрольного участка,П р е д м е т,и з о б р е т е н и яУстройство для автоматического управления электровозом, содержащее соединенные с колесной парой датчики скорости, например тахогенераторы, программные задатчики скорост и длин контрольных участков, вычислительное устройство, точечный и непрерывный датчики пройденного пути, корректор скорости, коммутатор и логический блок, отличаюиуееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, в нем вычислительное устройство, служащее одновременно и органом сравнения, содержит синусно-косину сый трансформатор со следящим микроприводом, одна из статорных обмоток трансформатора подключена к зажимам датчика скорости, соединенного с зажимами программного задатчика скорости и корректора скорости, а вторая соединена с зажимами датчика пройденного пути и задатчика длины контрольного участка, роторная обмотка,синусно-косинусного трансформатора через уси,титель подключена к коммутатору, который присоединен первым контактом к обмотке управления следящего микродвигателя, а вторым - через логический блок - к устройствам управления тяговыми двигателями или тормозной системе.207966 Составитель Н. И. Лебедева Федотов Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: 3. И. Тарасова и Т. Д. ЧунаеваРедактор Б,Типография, пр, Сапунова,Заказ 340/9 Тираж 530 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д, 4