CS231731B1 - Zapojení regulačních obvodů pro automatickou regulaci tahu trakčních vozidel na mezi adheze - Google Patents

Abstract

Vynález se týká oboru regulační a automatisační techniky zvláště v oblasti elektrických trakčních vozidel. Řeší problematiku automatické jízdy na mezi adheze. Vynález řeší úkol zapojením dvou regulá ­ torů skluzu (1), (2) porovnávajících na vstupech signál o skluzu s příslušnou hla ­ dinou K, resp. Κ», přičemž výstup G, prvé ­ ho regulátoru skluzu je omezen signálem žádaného poměrného tahu W a je zapojen na vstup součtového členu (3) spolu se signálem W. Výstup W. součtového členu (35 je pak připojen na omezovač výstupu druhého skluzu (2) a výstup druhého skluzu (2) je zapojen spolu s výstupem W. součto ­ vého členu (3) na vstup regulátoru tahu. Zapojení je nejlépe patrné z obr. 1. Prvý regulátor automaticky vyhledává mez adheze danou hladinou Κ. , při náhlých změnách adheze pak působí druhý regulátor, který,slouží k likvidaci prokluzu pod úroveň K2.

Description

Vynález se týká zapojení regulačních obvodů pro automatickou regulaci tahu trakčních vozidel ne mezi adheze zvláště pro regulátory tahu výkonných elektrických lokomotiv s plynulou bezkontaktní regulací trakčního ev. brzdného výkonu.

Moderní polovodičové technika umožňuje řečení měničů pro plynulou regulaci trakčního výkonu nebo brzdné síly v celém rozsahu rychlostí a umožňuje tak i jednoduchou návaznost na dalěí formy automatizace, tj. automatickou regulaci rychlosti jízdy, cílové brždSní ap. Neustálá snaha po zvyěování trakční výkonnosti však přináší s sebou závažný problém reálného využití tažné síly vozidla za různých adhezních podmínek, jaké se vyskytují v provozu.

Známé a dosud používané způsoby zajištění likvidace skluzu využívají různých forem indikace skluzu k akčnímu zásahu, tj. ke snížení tažné síly, ale neumožňují zpravidla automatickou jízdu na mezi adheze, tj. maximální využití okamžitých adhezních možností bez ručního zásahu obsluhy. Za špatných adhezních poměrů potom ruční zásah obsluhy vyžaduje značnou zkušenost a pozornost obsluhy.

- Úkolem předloženého vynálezu je vyřešit takový způsob regulace tahu, který by umožňoval automaticky jízdu na mezi adheze bez potřeby ručního zásahu jak v trvalém režimu, tak i v přechodových režimech a manipulacích.

Vynález řeší úkol zapojením dvou regulátorů skluzu porovnávajících na vstupech signál o skluzu s příslušnou hladinou, přičemž výstup regulátoru skluzu je omezen signálem žádané hodnoty poměrného tahu a je zapojen na vstup součtového členu spolu se signálem.

Výstup součtového členu je pak připojen na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu a výstup rychlého regulátoru skluzu je zapojen spolu s výstupem součtového členu na vstup regulátoru tahu.

Na obr. 1 je příkladné zapojení dle vynálezu. Na obr. 2 je znázorněna funkční závislost veličin. Na obr. 3 je příklad zapojení pro vozidla se dvěma samostatnými regulátory a dvěma trakčními motory s nápravou.

Na obr. 1 je připojen na vstup členu absolutní hodnoty poměrného tahu 2 výstup regulátoru Ji rychlosti a výstup ručního řízení 10. Výstup členu absolutní hodnoty poměrného tahu 2 je připojen na první vstup součtového členu 2 a na omezovač výstupu regulátoru skluzu i, jehož výstup je připojen na druhý vstup součtového členu J, jehož výstup je připojen na vstup regulátoru 4 tahu a na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu 2. Výstup regulátoru 4 tahu je připojen na vstup výkonové části 2» jejíž výstup je spojen s trakčním motorem 6 s nápravou, který je spojen s pohonem čidla 2 otáček. Výstup čidla 2 otáček je spojen s prvním vstupem rozdílového členu 8, na jeho druhý vstup je připojen vztažný signál v^. Výstup rozdílového členu 8 je připojen jednak na první vstup regulátoru skluzu i a jednak na první vstup rychlého regulátoru skluzu 2· Na druhý vstup regulátoru skluzu 1 je připojen signál k^ a na druhý vstup rychlého regulátoru skluzu 2 je připojen signál kg. Funkce je následující:

žádané hodnota tahu + ρ_Φ je přiváděna bu5 z ručního řízení 10 nebo z automatického regulátoru LI. rychlosti přes člen absolutní hodnoty poměrného tahu 2i jehož výstupem je signál W, přiváděný přes součtový člen 2 na V3tup regulátoru £ tahu, který řídí výkonovou část 2 napájející trakční motor 2 β nápravou. Otáčky trakčního motoru 2 s nápravou jsou snímány čidlem 2 otáček a vyhodnocovány v rozdílovém členu 8. Absolutní rozdíl v otáček V| od vztažných otáček v₂, reprezentujících ideální rychlost bez skluzu, je přiváděn do regulátoru skluzu i a rychlého regulátoru skluzu 2» Tam se porovnávají signály kj resp. kg.

Pokud je požadovaná velikost tahu W nižší, než je mez adheze, nedochází ke skluzu, signálΔv je přibližně nulový a výstupu Gj a Gg obou regulátorů skluzu jsou rovněž nulové. Na vstup regulátoru £ tahu se tady přivádí plné hodnota signálu W. Regulátor 4 tahu pak nastaví pomocí výkonové Sásti í odpovídající velikost tahu nebo proudu trakčního motoru 6 s nápravou. Převýši-li signál W skutečnou mez adheze, dojde k postupnému narůstání prokluzu nápravy, hnané trakčním motorem £ a signál Vj z čidla 2 otáček převýší vztažný signál v₂ ze srovnávaní nápravy představující synchronní otáčení a rozdílový člen g vyhodnotí signál o skluzuA v. Převýší-li signál A v signál kj regulátoru skluzu, dojde k nárůstu výstupu Oj, který se odčítá od signálu W a udržuje tak výsledný signál Wj na úrovni meze adheze.

Pokud dojde k rychlé zmšnš adheze, nebo při rychlém navolení sygnálu W nad mez adheze, dojde k většímu prokluzu, který převýší signál kg rychlého regulátoru skluzu g a ten evým výstupem G₂ dále úměrně sníží požadovaný tah, čímž dojde k rychlé likvidaci skluzu. Jakmile skluz poklesne pod úroveň kg, výstup Gg se rychle vynuluje a na vstupu regulátoru £ tahu zůstává pouze signál Wj, odpovídající mezi adheze. Pokud se adheze zlepší, dojde ke zmenšení signáluAv pod hladinu kj a výstup Gj prvého regulátoru skluzu se postupné vynuluje a je realisován plný tah W bez omezení.

Toto zapojení regulátorů skluzu a jejich omezovačů umožňuje úměrnost působení při různých hodnotách předvoleného tahu W a při různých manipulacích. Umožňuje rovněž automatickou jízdu s plným navolením W při špatných adhezních poměrech, kdy si automaticky nastaví příslušnou hladinu Wj tak, jak odpovídá prvé hladině skluzu kj. Přitom jsou odstraněna jakákoliv mrtvá pásma z hlediska řídicího signálu W, jak je zřejmé z obr. 2. Při všech navoleních W je rovněž zajištěn minimální zbytkový signál, umožňující normální funkci výkonové části £ i při nejhlubším zásahu obou regulátorů.

Zapojení pracuje obdobně i v režimech záporných tahů, tj. při elektrickém brzdění. Rozdíl otáček je přitom opačné polarity, ale v rozdílovém členu 8 se vyhodnocuje absolutní hodnota rozdílu otáček JA v[.

V případě regulace skluzu se dvěma samostatnými regulátory tahu a dvěma trakčními motory spojenými s dvěma příslušnými nápravami použijeme zapojení regulátoru skluzu jako v předchozím případě na obr. 1, jen s tím rozdílem, že přibude rychlý regulátor skluzu s příslušnými obvody.

Příklad zapojeni je na obr. 3. Výstup součtového členu g je připojen navíc na první vstup druhého regulátoru 4.2 tahu a na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu 2.2 přičemž výstup rychlého regulátoru skluzu 2.2 je připojen na druhý vstup druhého regulátoru 4,2 tahu, jehož výstup.je připojen na vstup druhé výkonové části 5.2. jejíž výstup je spojen se vstupními svorkami druhého trakčního motoru £,2, s nápravou spojeného s druhým čidlem 7.2 otáček, přičemž výstup druhého čidla otáček 7.2x je připojen jednak ne první vstup druhého rozdílového členu 8.2 a jednak na druhý vstup prvního rozdílového členu 8,1. Ne druhý vstup druhého rozdílového členu 8.2 je připojen výstup prvního čidla 7.1. otáček, který je ještě připojen na první vstup prvního rozdílového členu 8.1. Výstup druhého rozdílového členu 8.2 je připojen jednak ne první vstup rychlého regulátoru 2,2 skluzu a jednak na třetí vstup regulátoru skluzu J.. Na druhý vstup druhého rychlého regulátoru 2.2 skluzu je připojena hladina ky

Uvedené zapojení se liší od předcházejícího příkladu tím, že je použit jen jeden regulátor skluzu 1 pro dva samostatně napájené a regulované pohony náprav 6.1 a 6.2. Regulátor skluzu 1 na základě překročení hladiny kj signálem|A Vj| z rozdílového členu 8.1 nebo signálem IA Vgl z rozdílového členu 8.2 snižuje společnou žádanou hodnotu W signálem G,. Tak se snižuje hnací moment obou náprav úměrně zhoršené adhezi. Při větším prokluzu jedné nápravy, kdy signéllA v,| respJA v₂l překročí hladinu kg resp. kj je proveden individuální zásah příslušným rychlým regulátorem skluzu 2.1 resp. 2λ2 úo příslušného regulátoru tahu 4.1 resp. £,£ .

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení regulačních obvodů pro automatickou regulaci tahu trakčních vozidel na mezi adheze, zvláště pro regulátor výkonných elektrických lokomotiv s plynulou bezkontaktní regulací trakčního nebo brzdného výkonu polovodičovými měniči s obvody pro automatickou regulaci rychlosti a s obvody pro měření a regulaci skluzu hnané nápravy, vyznačené tím, že sestává alespoň z jednoho regulátoru skluzu (1) a alespoň z jednoho rychlého regulátoru skluzu (2), na jejichž vstupy je připojen výstup alespoň jednoho rozdílového členu (8), přičemž omezovač výstupu regulátoru skluzu (I) je spojen s výstupem členu absolutní hodnoty poměrného tahu (9), který je současně připojen na první vstup součtového členu (3), na jehož druhý vstup je připojen výstup regulátoru skluzu (1) a výstup součtového členu (3) je připojen jednak na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu (2) a jednak na první vstup alespoň jednoho regulátoru (4) tahu, jehož druhý vstup je pojen s výstupem rychlého regulátoru skluzu (2), přičemž výstup regulátoru (4) tahu je připojen na alespoň jednu výkonovou část (5), připojenou na alespoň jeden trakční motor (6).