CN113050520A - 一种基于dsp的机车防空转装置 - Google Patents

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郭帅
章力
郑文杰
郭玉琳
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/20—Pc systems
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    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

本发明涉及铁路机车技术领域，具体的是一种基于DSP的机车防空转装置。装置包括DSP、车轮转速传感器、测速雷达、撒沙阀门；车轮转速传感器、测速雷达、撒沙阀门与DSP电性连接。其中，DSP采集车轮转速传感器、测速雷达信号，进行相应处理后控制撒沙阀门开关。本发明能够避免现有的人工撒沙操作时间长的问题，降低司机劳动强度，实现自动、实时、高效地监测防空转。

Description

一种基于DSP的机车防空转装置
技术领域
本发明涉及铁路机车技术领域，具体的是一种基于DSP的机车防空转装置。
背景技术
当列车运行在高坡、弯道区段，遇到雨、雪、霜、雾和轨面不清洁时，会出现由于动轮的牵引力大于粘着力而导致机车动轮急速转动而列车并不前进的空转现象。空转时动轮转速迅速上升，如果任其发展，往往可能在数秒或者略长时间内超出构造速度，这样不仅使车辆牵引力下降，而且由于高速空转会使轮对踏面严重擦伤。同时牵引电动机转子绕组也可能因离心力过大而飞散“扫膛”引起重大事故，因此必须对空转进行保护。
在现有的电力机车防空转方案中，一种常用的方案是机车主路中装配有三个差动继电器。每个差动继电器与牵引电机相连，差动继电器的常开触头与指示灯串联。当机车发生空转时，指示灯亮起，司机看到灯亮后手动空转撒沙，这个操作过程时间比较长，还要求司机时刻注意空转指示灯的变化，劳动强度高。同时若司机发现不及时，还会造成较严重的后果。
还有一种防空转方案，通过检测每个牵引电机转速和电流，通过计算转速差、车轮加速度、加速度微分信号及电流差等参数，并设定这些参数的阈值，当超过或低于这些阈值时，判定为空转。并根据这些参数的大小，判断是否撒沙及撒沙时间。但是在实际应用中,存在以下很多缺点:这些参数在不同的机车下存在较大差异，想实时获得合适的撒沙执行时间几乎是不可能的。
所以，研制出一种可以自动、实时、高效的机车防空转装置，便成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够降低司机劳动强度，实时监测并自动防空转装置。
为实现上述目的，本发明提出一种基于DSP的机车防空转装置，包括：DSP、第一车轮转速传感器、第二车轮转速传感器、测速雷达、第一撒沙阀门、第二撒沙阀门、第三撒沙阀门、第四撒沙阀门；所述第一车轮转速传感器、第二车轮转速传感器、测速雷达、第一撒沙阀门、第二撒沙阀门、第三撒沙阀门、第四撒沙阀门与DSP电性连接；
所述DSP采集第一车轮转速传感器、第二车轮转速传感器、测速雷达信号，控制第一撒沙阀门、第二撒沙阀门、第三撒沙阀门、第四撒沙阀门。
进一步地，所述第一车轮转速传感器、第二车轮转速传感器为霍尔型脉冲速度传感器，安装在车轮内侧，其探头与车轮轴面相垂直，测量频率范围为0～25kHz，用于测量车轮每转一圈发出的脉冲数。
进一步地，所述测速雷达为多普勒测速雷达，将雷达安装在机车车底，与地面成一定角度，向轨面发射电磁波并接收回波信号。
进一步地，所述第一撒沙阀门、第二撒沙阀门、第三撒沙阀门、第四撒沙阀门的开关受DSP控制。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明的基于DSP的机车防空转装置能够自动、实时、高效的控制动轮的空转，可防止因司机没有察觉空转或反应时间过长而引发的恶性事故，保证机车安全运行。
同时，本发明还具有结构紧凑，功耗低，工作稳定可靠，设备成本低和安装简单等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明运行过程流程图；
其中，图中标号如下：
1、测速雷达，21、第一车轮转速传感器，22、第二车轮转速传感器，3、DSP，41、第一撒沙阀门，42、第二撒沙阀门，43、第三撒沙阀门，44、第四撒沙阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种基于DSP的机车防空转装置，包括：DSP(3)、第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)、第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)；第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)、第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)与DSP(3)电性连接；DSP(3)采集第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)信号，控制第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)。
如图1和2所示，DSP(3)为高速数字信号处理器。第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)为霍尔型脉冲速度传感器，将第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)安装在车轮内侧，其探头与车轮轴面相垂直，测量频率范围为0～25kHz，用于测量车轮每转一圈发出的脉冲数。
测速雷达(1)为多普勒测速雷达，将测速雷达(1)安装在机车车底，与地面成一定角度，向轨面发射电磁波并接收回波信号。
第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)的开关受DSP(3)控制。
机车在运行过程中，测速雷达(1)测得机车车速并发送给DSP(3)，
第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)测量车轮每转一圈的脉冲数并发送给DSP(3)，DSP(3)通过计算得出动轮的线速度。
DSP(3)比较动轮的线速度与机车车速，注意动轮的线速度与机车车速单位要统一。
若动轮的线速度小于等于机车车速，则认为机车没有发生空转，DSP(3)不给第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)指令；当机车向第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)位置所在方向前进时，若第一车轮转速传感器(21)测得的动轮线速度大于机车车速，则认为机车发生空转，DSP(3)给第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)撒沙指令，当动轮的线速度下降到等于机车车速时，DSP(3)控制第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)停止撒沙；当机车向第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)位置所在方向前进时，若第二车轮转速传感器(22)测得的动轮线速度大于机车车速，则认为机车发生空转，DSP(3)给第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)撒沙指令，当动轮的线速度下降到等于机车车速时，DSP(3)控制第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)停止撒沙
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种基于DSP的机车防空转装置，其特征在于，包括DSP(3)、第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)、第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)；所述第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)、第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)与DSP(3)电性连接；
所述DSP(3)采集第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)、测速雷达(1)信号，控制第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的机车防空转装置，其特征在于，所述第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)为霍尔型脉冲速度传感器，将第一车轮转速传感器(21)、第二车轮转速传感器(22)安装在车轮内侧，其探头与车轮轴面相垂直，频率范围为0～25kHz，用于测量车轮每转一圈发出的脉冲数。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的机车防空转装置，其特征在于，所述测速雷达(1)为多普勒测速雷达，将测速雷达(1)安装在机车车底，与地面成一定角度，向轨面发射电磁波并接收回波信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的机车防空转装置，其特征在于，所述第一撒沙阀门(41)、第二撒沙阀门(42)、第三撒沙阀门(43)、第四撒沙阀门(44)的开关受DSP(3)控制。
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