Пристрій для виявлення буксування колісних пар локомотива

Пристрій для виявлення буксування колісних пар локомотива, який містить датчики струму і напруги тягових двигунів, підключених до входів відповідних диференціюючих блоків, елемент затримки, інвертор, логічний елемент кон'юнкції, виконавчий блок, а також задатчик інтервалів часу, перший та другий ключові елементи, виходи яких з'єднані з входами логічного елемента кон'юнкції, перший та другий інтегратори, перші входи яких з'єднані з виходами відповідних диференціюючих 3 15171 4 вання локомотива розвивається на протязі деякого но до виходу задатчика інтервалів часу 11 та дручасу, тому можливе декілька повторних включень гих входів першого 8 і другого 9 ключових елеменвиконавчого блока, тобто виникає імпульсний ретів, виходи яких з'єднані з входами логічного ележим роботи системи захисту від буксування чи юза мента кон'юнкції 12. Вихід першого інтегратора 5 колісних пар, котрий супроводжується кидками також з'єднано з першим входом додаткового логіструмів і напруги в силових ланцюгах, появою дичного елемента кон'юнкції 13, другий вхід якого намічних крутних моментів тягових двигунів та підключено через додатковий інвертор 14 до випогіршенням умов реалізації сил зчеплення колісходу другого інтегратора 6. них пар з рейками. Внаслідок цього погіршуються Встановлюючий та скидний входи тригера 15 тягово-зчіпні властивості локомотива і зростає підключено відповідно до виходу логічного елемезнос бандажів коліс та рейок. нта кон'юнкції 12 і виходу додаткового логічного В основу корисної моделі поставлено задачу елемента кон'юнкції 13, а вихід тригера 15 - до удосконалення пристрою для виявлення буксувходу виконавчого блока 16. вання колісних пар локомотива шляхом того, що Описаний пристрій можна реалізувати як на пристрій забезпечено додатковим інвертором, напівпровідникових мікросхемах, так і у вигляді додатковим логічним елементом кон'юнкції та тричастини керуючої програми, занесеної до пам'яті гером, що приведе до уникнення повторних вклюмікропроцесора, котрий через електронні блоки чень виконавчого блока при буксуванні колісних з'єднується з системою керування тяговими електпар, зниження динамічних крутних моментів тягородвигунами локомотива. При цьому прикладне вих двигунів, поліпшення умов реалізації сил зчепрограмне забезпечення може бути розроблене за плення, підвищення тягово-зчіпних властивостей допомогою відомих систем програмування локомотива та зменшення зносу бандажів коліс та (MATLAB, Simulink та ін.). рейок. Запропонований пристрій працює таким чиПоставлена задача досягається тим, що прином. стрій для виявлення буксування колісних пар лоСигнали І і U (див. Фіг.2-а, б) від датчиків 1 і 2 комотива, який містить датчики струму і напруги струму і напруги тягових двигунів надходять на тягових двигунів, підключених до входів відповідвходи відповідних диференцюючих блоків 3 і 4, на них диференціюючих блоків, елемент затримки, виходах яких з'являються сигнали dl/dt і dU/dt проінвертор, логічний елемент кон'юнкції, виконавчий порційні похідним струму і напруги (див. Фіг.2-в, г). блок, а також задатчик інтервалів часу, перший та Далі сигнали з виходів диференцюючих блоків 3 і другий ключові елементи, виходи яких з'єднані з 4 надходять на перші входи першого 5 та другого входами логічного елемента кон'юнкції, перший та 6 інтеграторів, в яких вони інтегруються на протязі другий інтегратори, перші входи яких з'єднані з періоду часу 0,9 , заданого задатчиком інтервалів виходами відповідних диференцюючих блоків, часу 11. Потім сигнали I/ t та U/ t, які дорівнюдругі входи - з виходом елемента затримки, а виють середнім значенням похідних dl/dt і dU/dt за ходи - відповідно через інвертор з одним із входів період часу 0,9 (див. Фіг.2-в, г), надходять з вихопершого ключового елемента та безпосередньо з дів першого 5 та другого 6 інтеграторів до перших одним із входів другого ключового елемента, привходів першого 8 та другого 9 ключових елементів, чому другі входи першого та другого ключових причому сигнал I/ t з виходу першого інтегратора елементів і вхід елемента затримки підключені до 5 додатково проходить через інвертор 7, в якому задатчика інтервалів часу, згідно корисної моделі, змінюється його полярність. Зроблено це для того, пристрій забезпечено додатковим інвертором, щоб виявити ознаки буксування чи юза колісних додатковим логічним елементом кон'юнкції та трипар шляхом розв'язання відомого логічного рівгером, встановлюючий вхід якого підключено до няння [див. Лисунов В.Н. Пути улучшения тяговых логічного елемента кон'юнкції, скидний вхід - до свойств и рационального использования сцеплевиходу додаткового логічного елемента кон'юнкції, ния локомотивов. Диссерт. на соиск. уч. степени да вихід - до входу виконавчого блока, причому ра техн. наук. - Омск, 1986.-336 с.] за допомогою першій вхід додаткового логічного елемента кон'першого 8 і другого 9 ключових елементів та логічюнкції через додатковий інвертор з'єднано з вихоного елемента кон'юнкції 12: дом другого інтегратора, а другий вхід - з виходом U першого інтегратора. SignZ 1 , t t (1) Суть корисної моделі пояснюється ілюстратиде SignZ = 1 - логічний сигнал ознаки буксування, вним матеріалом, де на Фіг.1 зображена блоккотрий утворюється на виході логічного елемента схема запропонованого пристрою, а на Фіг.2 - чакон'юнкції 12. сові діаграми його роботи. Для реалізації алгоритму виявлення ознаки Пристрій для виявлення буксування колісних буксування чи юза та синхронізації роботи всього пар локомотива містить датчики струму 1 і датчик пристрою вихідний сигнал задатчика інтервалів напруги 2 тягових двигунів, підключених до входів часу 11 подається на другі входи першого 8 та відповідних диференцюючих блоків 3 і 4, виходи другого 9 ключових елементів, а також на вхід яких з'єднані з першими входами інтеграторів 5 і 6. елемента затримки 10, вихідний сигнал якого поВихід інтегратора 5 через інвертор 7 з'єднано з дається на другі входи першого 5 та другого 6 інтепершим входом першого ключового елемента 8, а граторів. Згідно часової діаграми роботи пристрою вихід інтегратора 6 - безпосередньо з першим (Фіг.2-д, е) видно, що періодично через проміжки входом другого ключового елемента 9. Другі входи першого 5 та другого 6 інтеграторів з'єднано з вичасу 0,9 відкриваються виходи першого 8 та друходом елемента затримки 10, вхід якого підключегого 9 ключових елементів імпульсами 0,1 , під час 5 15171 6 дії яких вихідні сигнали ключових елементів 8 і 9 Отже вимикання виконавчого блока 16 виконуподаються до входів логічного елемента кон'юнкції ється тільки тоді, коли напруга на тяговому двигуні 12. Якщо у цей час струм у тяговому двигуні локопочне зменшуватись ( U/ t0). Крім цього необхідно, щоб середні знаїї середнє значення І/ t будуть мати мінусовий чення похідних напруги і струму (див. Фіг.2) перезнак і перевищувати значення (- Іср), а також одвищили відповідні пороги спрацьовування ( U/ t+ Іср). двигуні (dU/dt>0 і U/ t>0), і середнє значення її Крім цього, для захисту пристрою від хибних похідної перевищить поріг + Ucp, то на виході спрацьовувань при випадкових збуреннях або кологічного елемента кон'юнкції 12 з'явиться сигнал ливаннях струмів і напруги тягових двигунів вихідні ознаки буксування SignZ=1. Він подається на сигнали диференцюючих блоків 3 і 4, котрі проповстановлюючий вхід тригера 15 і спричиняє його рційні похідним dl/dt і dU/dt, усереднюються перввімкнення, а також спрацьовування виконавчого шим 5 та другим 6 інтеграторами (відповідно І/ t і блока 16, підключеного до виходу тригера 15. ВиU/ t), а період інтегрування сигналів від задатконавчий блок 16 почне діяти на систему керуванчика інтервалів 11 встановлюється з урахуванням ня тягового двигуна так, щоб припинити розвиток вірогідної частоти збурень та необхідної швидкодії процесу буксування чи юза. пристрою (0,2-0,5 сек.). Згідно часової діаграми (див. Фіг.2), ознаки наТаким чином, на відміну від прототипу, ввімкявності буксування колісних пар виявляються ченене становище виконавчого блока 16 збільшуєтьрез рівні проміжки часу , причому кожний цикл ся від Т1=0,1 до Т1+Т2 (див. Фіг.2-е), тобто адапроботи пристрою починається зі скидання до нуля тивно контролюється надійне припинення вихідних сигналів першого 5 та другого 6 інтеграбуксування чи юза колісних пар в залежності від торів за допомогою вихідного сигналу елемента стану поверхонь рейок. Це дозволяє уникнути позатримки 10. В свою чергу, виконавчий блок 16 вторних спрацьовувань пристрою, появи динамічвимикається тригером 15 при подачі сигналу на них крутних моментів тягових двигунів і погіршення його скидний вхід від додаткового логічного елеумов реалізації сил зчеплення та підвищити тягомента кон'юнкції 13, входи якого з'єднані з вихово-зчіпні властивості локомотива і зменшити знос дом першого інтегратора 5 та через додатковий бандажів коліс та рейок. інвертор 14 - з виходом другого інтегратора 6. Економічний ефект від використання запропоТобто вимикання виконавчого блока 16 відбудетьнованого пристрою досягається за рахунок підвися тільки в тому випадку, коли процес розвитку щення на 2-3 відсотка тягового зусилля локомотибуксування чи юза колісних пар надійно припива, зменшення на 3-5 відсотків зносу бандажів ниться. Цей момент виявляється на виході додатколіс та рейок, а також зниження на 0,1-0,2 відсоткового логічного елемента кон'юнкції 13 шляхом ка витрат палива або електроенергії на тягу поїзрозв'язання логічного рівняння такого виду: дів. U SignZ 0, t t (2) 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 15171 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601