Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар

Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар относится к области железнодорожного транспорта и может быть применено на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока. С выхода датчиков (4, 5) скорости вращения импульсы поступают на счетные входы первого (1) и второго (3) счетчиков импульсов. При возникновении боксования вращение первого и второго тяговых двигателей перестает быть синхронным, увеличивается частота импульсов на выходе датчика скорости вращения (4 или 5) колесной пары, так при боксовании первой колесной пары время достижения первым счетчиком импульсов (1) порогового уровня будет меньше времени необходимого для заполнения второго счетчика импульсов (3). При достижении первым счетчиком импульсов (1) порогового состояния, на его выходе появляется сигнал высокого уровня (логическая 1) соответственно на выходе логического элемента «исключающее ИЛИ» (фазового детектора) (6) также появляется сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение сигнала (логическая 1) с выхода первого счетчика импульсов (1) на выход второго логического элемента И (7), соединенного с выходом первого ключевого элемента (8), который шунтирует цепь возбуждения второго тягового двигателя. При достижении вторым счетчиком импульсов (3) пороговой величины состояние его выхода также меняется с низкого на высокий уровень, при этом выход логического элемента «исключающее ИЛИ» (фазового детектора) (6) изменяет свое состояние с высокого уровня на низкий (логический 0), выключая соответственно первый (8) и второй (10) ключевые элементы. Первый логический элемент И (2) устанавливается в высокое состояние и сбрасывает первый (1) и второй (3) счетчики импульсов в нулевое состояние. На этом цикл регулирования заканчивается и начинается новый цикл. В каждом цикле регулирования происходит перераспределение силы тяги, поосное регулирование, между колесными парами в соответствии с реальными условиями контакта колесо-рельс, при этом к тяговому двигателю не боксующей колесной пары подводится большая мощность, чем достигается выход из режима боксования без потери скорости, 1 ил.

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока.

Известно устройство для контроля скорости скольжения колесных пар (Л.В.Гуткин, Ю.Н.Дымант, И.А.Иванов. Электропоезд ЭР200. Москва, Транспорт, 1980 г., с.143-145). Устройство содержит датчики скорости, формирователи импульсов, блок начальной скорости, блок запрета, счетчики импульсов, дешифраторы, блок команд и блок режима.

Недостатком устройства является низкая надежность, потеря скорости при обработке сигнала обнаружения боксования, так как сила тяги уменьшается на время обнаружения и устранения процесса боксования.

Известно устройство для контроля скорости скольжения колесных пар (RU 45114, B60L 3/10, 27.04.2005 - прототип) содержащее, первый датчик скорости, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход второго датчика скорости соединен с входом второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого счетчика импульсов и первым входом мультиплексора, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго счетчика импульсов и вторым входом мультиплексора, выход которого соединен с первым входом счетчика результата, выход счетчика результата соединен с первым входом регистра результата, его выход соединен через дешифратор с входом блока индикации, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом регистра, первым входом логического элемента ИЛИ и первым входом логического элемента И, выход второго счетчика импульсов соединен с вторым входом регистра, вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выход логического элемента ИЛИ соединен с вторым

входом триггера, на третий вход которого подается логическая единица, выход триггера соединен с вторым входом регистра результата и вторым входом счетчика результата, с третьим входом регистра и входом третьего формирователя импульсов, формирователь импульсов через элемент задержки соединен с третьим входом счетчика результата, вторым входом второго счетчика импульсов и вторым входом первого счетчика импульсов, выход регистра соединен с третьим входом мультиплексора.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является низкая надежность, потеря скорости при обработке сигнала обнаружения боксования, так как сила тяги уменьшается на время обнаружения и устранения процесса боксования.

Задача полезной модели - создать устройство для контроля скорости скольжения колесных пар, обеспечивающее высокую надежность, выход из режима боксования без потери скорости, расширяющее функциональные возможности за счет поосного регулирования силы тяги.

Технический результат достигается тем, что в устройство для контроля скорости скольжения колесных пар, содержащее два датчика скорости, два счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом первого логического элемента И, выход второго счетчика импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента И, в него дополнительно введены второй и третий логические элементы И, логический элемент «исключающее ИЛИ», первый и второй ключевые элементы, выходы первого и второго датчиков скорости соединены с первыми входами первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого логического элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с первыми входами логического элемента «исключающее ИЛИ» и второго логического элемента И, выход которого соединен с входным выводом первого ключевого элемента, выход второго счетчика импульсов соединен со вторыми входами логического элемента «исключающее ИЛИ» и третьего логического элемента И, выход которого

соединен с входным выводом второго ключевого элемента, выход логического элемента «исключающее ИЛИ» соединен с вторыми входами второго и третьего логических элементов И.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

В соответствии с чертежом устройство для контроля скорости скольжения колесных пар, содержащее первый счетчик импульсов 1, выход которого соединен с первым входом первого логического элемента И 2, выход второго счетчика импульсов 3 соединен с вторым входом первого логического элемента И 2, выходы первого 4 и второго 5 датчиков скорости соединены с первыми входами первого 1 и второго 3 счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого логического элемента И 2, выход первого счетчика импульсов 1 соединен с первыми входами логического элемента «исключающее ИЛИ» 6 и второго логического элемента И 7, выход которого соединен с входным выводом первого ключевого элемента 8 (например, интеллектуальные силовые модули Mitsubishi PM1200HCE330-1, Каталог Симметрон Электронные компоненты 2004-2005, с.82), выход второго счетчика импульсов 3 соединен со вторыми входами логического элемента «исключающее ИЛИ» 6 и третьего логического элемента И 9, выход которого соединен с входным выводом второго ключевого элемента 10 (например, интеллектуальные силовые модули Mitsubishi PM1200HCE330-1, Каталог Симметрон Электронные компоненты 2004-2005, с.82), выход логического элемента «исключающее ИЛИ» 6 соединен с вторыми входами второго 7 и третьего 9 логических элементов И.

Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар работает следующим образом. Скорость вращения тяговых двигателей контролируется осевыми датчиками 4, 5 скорости вращения колесных пар. С выхода датчиков 4, 5 скорости вращения импульсы с частотой f₁=₁·N и f₂ =₂·N, где ₁ и ₂ - скорости вращения первой и второй колесных пар, а N - количество прорезей на диске датчика, поступают на счетные входы

первого 1 и второго 3 счетчиков импульсов. При возникновении боксования вращение первого и второго тяговых двигателей перестает быть синхронным, скорость боксующей колесной пары и сопряженного с ней двигателя увеличивается, соответственно увеличивается частота импульсов на выходе датчика скорости вращения (4 или 5) колесной пары, так при боксовании первой колесной пары f₁=₁·N>f₂ =₂·N соответственно время достижения первым счетчиком импульсов 1 порогового уровня, например z=100, будет меньше времени необходимого для заполнения второго счетчика импульсов 3

где z - заданное (пороговое) количество импульсов.

При достижении первым счетчиком импульсов 1 порогового состояния, на его выходе появляется сигнал высокого уровня (логическая 1) соответственно на выходе логического элемента «исключающее ИЛИ» 6 (фазового детектора) также появляется сигнал высокого уровня, который разрешает прохождение сигнала (логическая 1) с выхода первого счетчика импульсов 1 на выход второго логического элемента И 7, соединенного с выходом первого ключевого элемента 8, который шунтирует цепь возбуждения второго тягового двигателя. При достижении вторым счетчиком импульсов 3 пороговой величины (z=100) состояние его выхода также меняется с низкого на высокий уровень, при этом выход логического элемента «исключающее ИЛИ» (фазового детектора) 6 изменяет свое состояние с высокого уровня на низкий (логический 0), выключая соответственно первый 8 и второй 10 ключевые элементы. Первый логический элемент И 2 устанавливается в высокое состояние и сбрасывает первый 1 и второй 3 счетчики импульсов в нулевое состояние. На этом цикл регулирования заканчивается и начинается новый цикл. При боксовании второй колесной пары процесс регулирования осуществляется аналогично, но в этом случае первым порогового значения достигает второй счетчик

импульсов 3, и сигнал управления поступает на вход второго ключевого элемента 10, который шунтирует обмотку возбуждения первого тягового двигателя.

В каждом цикле регулирования происходит перераспределение силы тяги, поосное регулирование, между колесными парами в соответствии с реальными условиями контакта колесо-рельс, при этом к тяговому двигателю не боксующей колесной пары подводится большая мощность, чем достигается выход из режима боксования без потери скорости.

Предлагаемое устройство для контроля скорости скольжения колесных пар реализует поставленную задачу: расширяет его функциональные возможности путем реализации поосного регулирования силы тяги и обеспечивает выход из режима боксования без потери скорости, и высокую надежность за счет уменьшения числа элементов на семь по сравнению с прототипом.

Устройство для контроля скорости скольжения колесных пар, содержащее два датчика скорости, два счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен с первым входом первого логического элемента И, выход второго счетчика импульсов соединен с вторым входом первого логического элемента И, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй и третий логические элементы И, логический элемент «Исключающее ИЛИ», первый и второй ключевые элементы, выходы первого и второго датчиков скорости соединены с первыми входами первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого логического элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с первыми входами логического элемента «Исключающее ИЛИ» и второго логического элемента И, выход которого соединен с входным выводом первого ключевого элемента, выход второго счетчика импульсов соединен со вторыми входами логического элемента «Исключающее ИЛИ» и третьего логического элемента И, выход которого соединен с входным выводом второго ключевого элемента, выход логического элемента «Исключающее ИЛИ» соединен с вторыми входами второго и третьего логических элементов И.