устройство для автоматической ликвидации боксования и юза колесно-моторных блоков электроподвижного состава

Формула изобретения

Устройство для автоматической ликвидации боксования и юза колесно-моторных блоков электроподвижного состава, содержащее датчики текущих значений рабочих параметров колесно-моторных блоков, включая электрические параметры тяговых электродвигателей, причем выходы этих датчиков подключены к элементам для выделения максимального MAX и минимального MIN из указанных текущих значений рабочих параметров, а также исполнительные элементы автоматики для воздействия на колесно-моторные блоки, отличающееся тем, что дополнительно предусмотрены логический элемент ИЛИ, своими входами подключенный к выходам элементов MAX и MIN, предназначенный для обеспечения необходимого алгоритма ликвидации боксования или юза как при параллельном, так и при последовательном соединении тяговых электродвигателей, а также счетно-решающий блок, соединенный своими входами с выходами датчиков текущих значений рабочих параметров и предназначенный для вычисления среднего текущего значения указанных параметров, а выходы логического элемента ИЛИ и счетно-решающего блока подсоединены к входам элемента сравнения с линейным усилителем, выход которого подключен к входам исполнительных элементов автоматики.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно к устройствам для автоматической защиты колесно-моторных блоков электровозов и электропоездов от боксования их колесных пар при тяге или от юза при электрическом торможении.

Известно устройство для автоматической ликвидации боксования и юза, содержащее датчики частот вращения колесных пар и логический блок сравнения показаний этих датчиков с выделением максимального и минимального значений из этих показаний [1].

Недостатки этого устройства заключаются в сложности оборудования каждой колесной пары датчиком ее частоты вращения и их небольшой наработкой на отказ.

Эти недостатки устранены в устройстве для автоматической ликвидации боксования и юза, в котором использованы только датчики токов тяговых электродвигателей и логический блок для взаимного выделения максимального МАХ и минимального MIN сигналов и их сравнения, а также исполнительные элементы автоматики для воздействия на тяговые электродвигатели с целью прекращения боксования и юза [2].

Недостатки этого устройства связаны с невозможностью определить опорный уровень исходного сигнала для генерации результирующего сигнала обнаружения боксования или юза и его непригодность для тяговых двигателей при последовательном соединении.

В качестве прототипа заявленному устройству целесообразно принять устройство для автоматической ликвидации боксования или юза колесно-моторных блоков электроподвижного состава, содержащее датчики текущих значений токов тяговых электродвигателей, причем выходы этих датчиков подключены к элементам для выделения максимального MAX и минимального MIN из указанных текущих значений токов, а также исполнительные элементы автоматики для воздействия на колесно-моторные блоки [3].

Недостатки прототипа состоят в том, что не обеспечивается высокой эффективности защиты, ввиду определяемого инерционным устройством на принципе четкого опорного уровня для однозначной идентификации процессов боксования или юза в процессе развития и ликвидации указанных процессов, и его непригодность для тяговых двигателей при последовательном соединении.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности и, особенно, быстродействия устройства для автоматической ликвидации боксования и юза колесно-моторных блоков электроподвижного состава при любом соединении тяговых двигателей.

Эта цель достигается тем, что дополнительно предусмотрены счетно-решающий блок, соединенный своими входами с выходами датчиков текущих значений измеряемых параметров и предназначенный для вычисления среднего текущего значения указанных параметров в качестве значения опорного сигнала, и логический элемент ИЛИ, соединенный с выходами элементов для выделения максимального и минимального значений измеряемых параметров, а выходы счетно-решающего блока и логического элемента поступают на вход элемента сравнения с линейным усилителем, выход которого подключен к входам исполнительных элементов автоматики.

Устройство (см. чертеж) предназначено для защиты от боксования и юза колесно-моторных блоков КМБ₁÷КМБ_n (соответственно числу осей локомотива). Каждый из этих КМБ содержит тяговый электродвигатель ТД₁÷ТД_n и колесную пару КП₁÷КП_n с не показанными на чертеже тяговыми редукторами и промежуточными компонентами.

Предусмотрены датчики ДП₁÷ДП _n измеряемых параметров КМБ, выходные сигналы которых поступают на входы элементов 3 выделения максимального (MAX) и 4 минимального (MIN) значений, а также на входы счетно-решающего блока 5, который вычисляет среднее значение тех же параметров ИП₁÷ИП _n. В качестве этих параметров могут быть следующие:

- токовые нагрузки тяговых двигателей (параллельных ветвей двигателей);

- напряжения на последовательно соединенных двигателях;

- частота вращения КМБ.

Выходы элементов MAX и MIN соединены с входами логического блока 6 (ИЛИ), выход которого поступает непосредственно и через дифференцирующую цепочку 7 на входы элемента сравнения 9 автоматического регулятора 8. На вход элемента сравнения поступает и выходной сигнал счетно-решающего блока 5. Выходной сигнал элемента сравнения подается на вход линейного усилителя 10 регулятора 8, выходной сигнал которого подключен к входам исполнительных элементов автоматики 11 и 12, предназначенных, соответственно, для воздействия на электромагнитные параметры ЭП тяговых электродвигателей и для включения импульсной пескоподачи ИПП. Выход блока 11 соединен с системой управления тяговыми электродвигателями ТД₁ ÷ТД_n, а выход блока 12 - с форсунками 13 ₁÷13_n обеспечивающими импульсную подачу песка под колесные пары КП₁÷КП_n.

Предложенное устройство работает следующим образом. В условиях нормального сцепления выходные сигналы блоков 5 и 6 по своему текущему значению равны и сигнал на выходе регулятора 8 равен нулю, а блоки 11 и 12 не срабатывают.

Если в тяге или при торможении начинается боксование или юз хотя бы одного из колесно-моторных блоков КМБ₁÷КМБ _n, то появляется разница между выходными сигналами блоков 5 и 6, вычисляемая и усиливаемая регулятором 8. Выходной сигнал регулятора включает исполнительные элементы 11 и 12, обеспечивая снижение силы тяги или торможения двигателей, потерявших сцепление, с одновременной импульсной подачей песка форсунками 13₁ ÷13_n. Это быстро ликвидирует потерю сцепления.

Технико-экономическая эффективность устройства обеспечивается за счет повышения чувствительности обнаружения избыточного скольжения и соответственно ускоренного восстановления нормального сцепления, существенно сокращая расход песка и загрязнения дорожного балласта.

Источники информации

1. С.В.Покровский «Повышение сцепных свойств локомотивов». Вестник ВНИИЖТ, 1997, № 4, с 35-39.

2. С.Т.Волков и др. Защита от боксования и юза колесных пар без использования датчиков частоты вращения. Тезисы докладов н/т конференции «Состояние и перспективы развития электровозостроения». Новочеркасск, 1994, с.40-41.

3. Х.Ю.Буткевич. Устройство обнаружения юза колесных пар транспортного средства. Описание изобретения к заявке 94026062, кл.6 B60L 3/10.