Устройство для защиты от буксования и юза колесных пар электровоза

СВОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН дд 4 В 60 Ь 3/1 удныи ин ьство СССР /10, 1979.(57) Изобретствам для заколесных пар ди обеспечивает АЩИТЫ ОТ БУ ПАР ЭЛЕКТРО ко ли от ре за носится к устрои ени щит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетУ 1222583, кл. В 60 Ь от буксования и юза хосного электровоза овышение надежности. 801438976 А 1 Устройство содержит по числу колесных пар каналы, выявляющие юз и буксование колесных пар, блок формирования корректирующего сигнала, входы которого соединены через ключевые элементы с датчиками токов тяговых двига" телей. Ключевые элементы управляются разностью большего из сигналов обратной связи по току и большего из выходных сигналов защит от буксования и юза колесных пар электровоза. Блок. формирования кооректирующего сигналарректирует тяговые (тормозные) усия на осях электровоза в зависимостинагрузок от его колесных пар нальсы в любой текущий момент временисчет поддержания заданного соотношения между токами тяговых двигателей. 1 з.и. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к транспортуи может быть использовано для защитыот буксования и юза колесных пар двух"осных.электровозов.5Цель изобретения - повышение надежности.На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема устройства для защиты от буксования и юза колесных 1 рпар электровоза; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования кор"ректирующего сигналаУстройство содержит два канала 1и 2 выявления буксования и юза, сос-. 15тоящие из связанных с колесными парами 3 и 4 тахогенераторов 5 и 6, соединенньж с входами дифференцирующихблоков 7 и 8, выходы которых подключены к одним из входов сумматоров 9 2 Ои 10, соединенных выходами с входамиинтеграторов 11 и 12, выходы которыхподключены к первым входам блоков 13и 14 управления токами тяговых двигателей, датчиков 15 и 16 токов тяФговых двигателей выходами подсоединенных к первым входам аналоговыхперемножителей 17 и 18, к вторым входам которых подсоединены вьжоды датчиков 19 и 20 напряжения тяговых двигателей, пороговых элементов 21 и 22, логических элементов И 23 и 24 и генераторов 25 и 26 импульсовВыходы логических элементов И 23 и 24 подключены к цепям управления песочницами, Другие входы сумматоров 9 и 10соединены с виходами дифференцирующих блоков 27 и 28. Устройство содержит также блок 29 формирования корректирующего сигнала, входы которого соединены через ключевые элементы 30 и 31 с датчиками 15 и 16 тока, с которыми связаны входами пороговые элементы 32 и 33, подключенные выходами к входам блоков 13 и 14. Другие входы ключевых элементов 30 и 31 соединены с выходом блока 34 сложения, входы которого подключены к выходам блоков 35 и 36 выделения максимального сигнала.Блок,29 формирования корректирующего сигнала содержит сумматор 37, выход которого подключен к одним из входов управляемых усилителей 38 и 39, другие входы которых соединены с выходами логического элемента НЕ55 40 и задатчика 41 корректирующего сигнала, входы которого соединены с датчиком 42 направления движения и датчиком 43 режима работы. Выходы. управляемых усилителей 38 и 39 соединены с входами сумматоров 44 и 45.Устройство для защиты от буксования и юза колесных пар двухосного рудничного электровоза работает следующим образом.В начальный период реализации двигателями электровоза тяговых (тормоэных) усилий происходит неравномерное распределение нагрузок на оси колесных пар - одни оси несколько перегружаются, а другие разгружаются, в связи с чем последние имеют повышеннуюсклонность к буксованию. Помимо этого, во время выполнения электровозомманевровых работ возникает неизбежное перераспределение нагрузок междуосями, которое зависит от режима работы тяговых двигателей и направления движения электровоза.Блок 29 должен поддерживать тяговые (тормозные) усилия на осях электровоза дифференцированно, соответственно нагрузкам от этих колесных парна рельсы, в любой данный момент времени.Величина нагрузок от колесных парна рельсы определяется из диаграммы сил, действующих на электровозную раму во время движения. 11 ерераспределение нагрузки на осях электровозапрямо пропорционально его суммарной силе тяги и высоте сцепки и обратно пропорционально жесткой базе. Следовательно, для поддержания тяговых(тормозных) усилий на осях электровоза в соответствии с нагрузками колесных пар на рельсы необходимо поддер" живать одинаковое процентное соотношение нагрузок и тяговых (тормозных) усилий на осях электровоза, Блок 29 формирования корректирующего сигналапозволяет корректировать тяговые (тормозные). усилия на осях электровоза в зависимости от нагрузок этих колесных пар на рельсы в любой текущий момент времени за счет поддержания заданного соотношения между токами тяговых двигателей. При этом функционирование схемы происходит следующим образом. На первые входы сумматоров 37 и 44 с датчика 15 тока поступает отрицательное напряжение, пропорциональное току первого тягового двигателя. На второй вход инвертирующего сумматора 37 н первый вход сумматора 45 с датчика 16 тока посту 3 143897пает отрицательное напряжение, пропорциональное току второго тяговогодвигателя. Проинвертированное суммарное напряжение, уменьшенное в заданном масштабе, с выхода суммато 5ра 37 поступает на входы управляемыхусилителей 38 и 39. Последние имеютпараметры управляющих цепей такие,что в зависимости от управляющегосигнала задатчика 41 (логическая единица 1, логическая ноль 0) могутпринимать два дискретно изменяющихсякоэффициента усиления К и К.Работу задатчика 41 характеризуеттаблица логических состояний, причемлогика выходного управляющего сигналасоответствует логике распределениянагрузок на колесных парах электровоза, зависящей от режима работы тяговых двигателей и направления движения состава.Когда электровоз тянет за собойсостав, первая ось электровоза разгружается, а вторая перегружается. 25В соответствии с таблицей состоянийна выходе задатчика 41 - напряжениелогического "0, которое поступаетна вход логического элемента НЕ 40и управляющий вход усилителя 38 и ус Отанавливает его коэффйциент усиленияравным К. С выхода логического элемента НЕ 40 напряжение логическойединицы поступает На управляющийвход усилителя 39 и устанавливает35его коэффициент усиления равным К.На второй вход сумматора 44 с выходаусилителя 38 поступает положительноенапряжение, пропорциональное требуемому значению тока первого тяговогодвигателя, которое сумматором 44 сум-,.мируется с отрицательным напряжением,пропорциональным действительному току двигателя. Если суммируемые напряжения отличаются по модулю, на выходе сумматора 44 появляется корректирующее отрицательное напряжение ДП ,которое поступает на третий вход блока 13 управления током первого тягового двигателя,На второй вход сумматора 45 с выхода усилителя 39 поступает положительное напряжение, пропорциональное требуемому значению тока второготягового двигателя, которое суммато 55ром 45 суммируется с отрицательнымнапряжением, пропорциональным действительному току этого двигателя. Если эти напряжения отличаются по моду" 64лю, на выходе сумматора 45 появляется корректирующее положительное напряжение ЬУк, которое поступает натретий вход блока 14 управления токомвторого тягового двигателя.После перехода в режим торможения нагрузки на осях перераспределяются. В соответствии с таблицей состояний на выходе задатчика 41 напряжение логического "О" сменяется нанапряжение логической "1", коэффициент усиления усилителя 38 становитсяравным К, а коэффициент усиленияусилителя 39 - К. Соответственно,корректирующее напряжение А 11 К 4 становится положительным, а ДБК - отрицательным,Корректирующие напряжения ДПки Лак поддерживают заданное соотношение между токами двигателей, чтообеспечивает распределение тяговых(тормозных) усилий на оси электровоза в соответствии с нагрузками отколесных пар на рельсы.Аналогичным образом работает блок29 при движении состава назад (когдаэлектровоз толкает состав впередисебя).При отсутствии буксования (юза)колесной пары электрические сигналы,выдаваемые дифференцирующими блоками 7 и 27 таковы, что на выходе сумматора 9 сигнал равен нулю. Нулевойсигнал на выходе порогового элемента 21 приводит к запрету прохождения сигнала с генератора 25 импульсов через логический элемент И 23.Нулевой сигнал на выходе интегратора 11 приводит к тому что блок 13управления током первого тяговогодвигателя выдает сигналы управленияв соответствии с корректирующим напряжением ЬБ, напряжением обратнойсвязи по току Пот и напряжением задания Б, т.е. результирующее напряжение задания Бр =Б -БртДУк,Аналогично электрические сигналы,выдаваемые дифференцирующими блоками8 и 28 таковы, что на выходе сумма"тора 10 сигнал равен нулю. Нулевойсигнал на выходе порогового элемента 22 приводит к запрету прохождениясигнала с генератора 26 импульсовчерез логический элемент И 24.Нулевой сигнал на выходе интегратора 12 приводит к тому, что блок14 управления током второго тяговогодвигателя выдает сигналы управления5 14389в соответствии с корректирующим напряжением ЛП , напряжением обрат"ной связи по току Нот и напряжениемзадания П , т.е. результирующее напряжение задания Нъ,р=Н"ПогдЬНубРудничные и угольйые шахты имеютповышенную влажность, в связи с чемкоэффициент сцепления движущихся ко"лес электровоза с рельсами имеетнизкие значения. Поэтому срыв в буксование,. как правило, происходитраньше, чем токи двигателей достигают уставки токоограничения.Устройство для защиты от буксования и юза колесной пары электроподвижного состава при срыве сцепления колесной пары. 3 работает следующим образом. Частота вращения этойколесной пары повышается (понижается). Датчик скорости повышает или понижает свое выходное напряжение,На выходе дифференцирующего блока 7 появляется сигнал, превышающийпо амплитуде выходной сиграл дифференцирующего блока 27. Если сцеплениене восстанавливается, то выходнойсигнал дифференцирующего блока 27 изменяет знак выходного сигнала, таккак при буксовании (юзе) мощность тягового двигателя уменьшается из-зауменьшения его тока. На выходе сумматора 9 появляется сигнал, равный разности производных сигналов от дифференцирующих блоков 7 и 27. Выходнойсигнал сумматора 9 поступает на пороговый элемент 21, который срабатывает и дает разрешение на прохождениесигнала с генератора 25 импульсов через логический элемент И 23, которыйуправляет подачей песка под буксующую40(юзующую) колесную пару со скважинностью 0,5. Одновременно сигнал с выхода сумматора 9 поступает на интегратор 11, выходной сигнал которого,определяемый длительностью и интенсив-.545ностью буксования (юэа), поступаетна первый вход блока 13 управлениятоком первого тягового двигателя,который выдает сигнал на снижениетока тягового двигателя буксующей(юзующей) колесной пары, Уменьшениетока тягового двигателя происходитна величину, пропорциональную скорости избыточного скольжения колес-.55ной пары,Аналогично работает устройствадля защиты от буксования и юза колесной пары 4 электроподвижного состава. 7 б 6Если ток двигателя, работающегона перегруженную ось (например, токвторого тягового двигателя), т.е.для режима тяги и направления движения состава вперед, достигает значения уставки токоограничения раньше,чем наступит предел по сцеплению,нарастающее отрицательное напряжениеобратной связи по току с выхода порогового элемента 33 поступает навторой вход блока 14 управления то-.ком второго тягового двигателя, осуществляется ограничение тока на заданном уровне.Одновременно нарастающее напряжение обратной связи по току поступаетна второй вход блока 36 и появляетсяна его выходе, попадая на второй входблока 34 сложения на первый входкоторого поступает нулевой сигнал.трицательное напряжение с выходаблока 34 поступает на управляющиевходы ключевых элементов 30 и 31,последние начинают закрываться, уменьшая тем самым напряжения, поступающие на первый и второй входы сумматора 37. Соответственно уменьшаютсяи корректирующие напряжения, поступаюшие на третьи входы блоков 13 и14 управления. Поэтому ток нарастает теперь интенсивней, чем прежде,достигая предельного по сцеплению,причем значение его немного выше,чем предельное, В этот момент време"ни происходит срыв в буксовании первой колесной пары 3 и начинает работать устройство для защиты от буксования и юза колесной пары электроподвижного состава, т.е. логическийэлемент И 23 управляет подачей пескапод буксующую колесную пару 3 и одновременно напряжение с выхода интегратора 11 поступает на первый входблока 13 управления и через блок 35на первый (вычитающий) вход блока 34.сложения, Нарастание приостанавливается, следовательно, перестают запи"раться дальше ключевые элементы 30и 31 и уменьшаются корректирующиенапряжения,Нарастание отрицательного (запирающего для ключевых элементов 30и 31) напряжения ве прекращается,так как напряжения с выходов интеграторов 11 и 12 равны нулю. Поэтомуключевые элементы 30 и 31 закрываются полностью. Корректирующие напряжения становятся равными нулю. Токи7 14389 двигателей становятся равными и поддерживаются на этом уровне за счет действия обратной связи по току.формула изобретения51. Устройство для защиты от буксования и юза колесных пар электровоза, содержащее по числу колесных пар каналы, каждый из которых состоит из тахогенератора, связанного с соответствующей колесной парой, выход которого соединен с входом первого дифФеренцирующего блока, подключенного к первому входу сумматора, соединенного выходом с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу соответствующего блока управления током тягового двигателя, аналоговый перемножитель сигналов, входы которого соединены с выходами датчиков тока и напряжения тягового двигателя, а выход - с входом второго дифференцирующего блока, соединенного 25 выходом с вторым входом сумматора, генератор импульсов, подключенный к первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, ЗО соединенного входом с выходом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьииения надежности, оно снабжено ключевыми элементами, дополнительными пороговыми эле 35 ментами, блоком Формирования корректирующего сигнала, блоками выделения максимального сигнала н соединенным входами с их выходами блоком сложения, выход которого подключен к одно О му из входов ключевых элементов, другой вход которых соединен с выходом соответствующего датчика тока, а выхо. ды - с входами блока Формирования корректирующего сигнала, выходы которого подключены к вторым входамблоков управления током тяговых двигателей, третьи входы которых соединены с выходами дополнительных пороговых элементов, связанных входамис соответствующими датчиками тока,при этом входы первого блока выделения максимального сигнала соединеныс выходами интеграторов, а выход -с одним из входов блока сложения,другой вход которого соединен с вы 1 одом второго блока выделения максимального сигнала, связанного входами с выходами дополнительных пороговых элементов. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования корректирующего сигнала содержит логический элемент НЕ, выход которого подключен к одному,из входов одного из управляемых усилителей, другой вход которого связан с выходом второго сумматора, соединенным с одним из входов другого управляемого усилителя, выход которого подключен к одному из входов третьего сумматора, а вход логического элемента НЕ соединен с выходом задатчика корректирующего сигнала, входы которого подключены к выходам датчиков направления движения и режима работы, а выход одного из управляемых усилителей соединен с одним из входов четвертого сумматора, при этом выходы третьего и четвертого сумматоров являются выходами блока формирования корректирующего сигнала, а входы второго сумматора и другие входы третьего и четвертого сумматоров связаны с входами блока формирования корректирующего сигнала.1438916 Составитель Л.РезниковаТехред И.Дидык Корректор В.Гирня ктор О.Юрковецк ород, ул. Проектная,Производственно-полиграфическое предприяти каз 6012/17 Тир ВНИИПИ Гос по дела 113035, Москв569рственногозобретенийЖ, Раушс Подписное омитета ССС открытий ая наб., д.