CS265665B1

CS265665B1 - DC traction vehicle energy consumption meter

Info

Publication number: CS265665B1
Application number: CS862853A
Authority: CS
Inventors: Pavel Horak
Original assignee: Pavel Horak
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS285386A1

Abstract

Řešený měřič je určen pro vyhodnocení celkového odebíraného proudu trakčního vozidla, včetně ztrát na napájeoím vedení, a pro signalizaci neekonomického způsobu jízdy, zejména u trolejbusů, tramvají a vozů metra. Podstatou řešení je kaskádní propojení čidla napájecího proudu prvního filtru, prvního zesilovače, členu^absolutní hodnoty, druhého filtru, napětově frekvenčního převodníku, prvního izolačního převodníku, děliče frekvence, monostabilního klopného obvodu, druhého zesilovače a čítače impulzů v uvedeném pořadí. K výstupu druhého filtru je přitom možno připojit obvody optické a akustické signalizace nadměrného odběru napájecího proudu při neekonomické jízděThe proposed meter is intended for evaluating the total current drawn by a traction vehicle, including losses on the power supply line, and for signaling uneconomical driving, especially for trolleybuses, trams and metro cars. The essence of the solution is the cascade connection of the supply current sensor of the first filter, the first amplifier, the absolute value element, the second filter, the voltage-frequency converter, the first isolation converter, the frequency divider, the monostable flip-flop, the second amplifier and the pulse counter in the given order. It is possible to connect optical and acoustic signaling circuits of excessive supply current draw during uneconomical driving to the output of the second filter.

Description

Vynález se týká měřiče spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an energy consumption meter of a traction vehicle of direct current traction.

Pro měření spotřeby elektrické energie stejnosměrného proudu se na trakčních vozidlech používá elektroměrů, které měří součin proudu a napětí za určitý čas s použitím mechanických převodů pro otáčení číselníku. Při měřeni se většinou využívají oddělovací převodníky proudu na frek věnci a napětí na frekvenci, jejichž výstupní signály jsou zaznamenány měřicím magnetofonem a později vyhodnoceny.To measure DC power consumption, traction vehicles use electricity meters to measure the product of current and voltage over time using mechanical gears to rotate the dial. In the measurement, the current-to-frequency and voltage-to-frequency isolation converters are usually used, whose output signals are recorded by a measuring tape recorder and later evaluated.

Nevýhodou známých zařízení pro měření spotřeby energi trakčního vozidla je zejména to, že vzhledem k tomu, že ne dávají okamžité výsledky, vyžadují obsluhu a jsou velmi rozměrná, se nedají běžně využívat v provozu a lze 'je tedy využít pouze při vývoji nových typů vozidel, případně při jejich uvádění do provozu.A disadvantage of the known apparatuses for measuring the energy consumption of a traction vehicle is, in particular, that since they do not give immediate results, require operation and are very large, they cannot be used normally in operation and can therefore only be used to develop new types of vehicles. or when commissioning them.

Dále jsou známa zařízení pro přímé měření spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce.Furthermore, devices for direct measurement of the energy consumption of a traction vehicle of direct-current traction are known.

Nevýhodou těchto zařízení je, že jsou galvanicky spojena s trolejovým napětím, což většinou znemožňuje jejich použití k průběžnému měření z bezpečnostních důvodů. Další jejich nevýhodou je skutečnost, že nezaznamenávají ztráty na napájecích kabelech a vrchním vedení; působené odběrem proudu měřeným vozidlem. Vzhledem k tomu, že ztráty na vrchním vedení a kabelových rozvodech dosahujíThe disadvantage of these devices is that they are galvanically connected to the trolley voltage, which usually prevents their use for continuous measurement for safety reasons. Another disadvantage is that they do not record losses on power cables and overhead lines; caused by the current consumption measured by the vehicle. Because the losses on the overhead and cable distribution reach

265 665 hodnoty až 15 $ energie odebrané z měnírny a řidič svou technikou jízdy velikost těchto ztrát podstatným způsobem ovlivňuje, dochází zanedbáním těchto ztrát ke značným nepřesnostem, které výsledek měření značně znehodnocují»265 665 values of up to 15 $ of energy taken from the converter station and the driver significantly influences the size of these losses due to the driving technique, neglecting these losses leads to significant inaccuracies, which significantly impair the measurement result »

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje měřič spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce, podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořen čidlem napájecího proudu, k jehož výstupu je připojeno kaskádní zapojení prvního filtru, prvního zesilovače, členu absolutní hodnoty a druhého filtru v uvedeném pořadí, přičemž výstup druhého filtru je spojen přes kaskádní zapojení napěíově frekvenčního převodníku, prvního izolačního převodníku, děliče frekvence, monostabilního klopného obvodu a druhého zesilovače v uvedeném pořadí se vstupem čítače impulsů. Výhodné přitom je, jestliže k výstupu druhého filtru je připojeno kaskádní zapojení kom— parátoru,druhého izolačního převodníku a optického signalizačního členu v uvedeném pořadí, přičemž výstup optického signalizačního členu je spojen se vstupem generátoru impulzů a prvním vstupem modulátoru, který je dále spojen svým druhým vstupem s výstupem generátoru impulzů a svým výstupem přes třetí zesilovač se vstupem akustického signalizačního členu.The above-mentioned disadvantages of the prior art are largely eliminated by the traction vehicle power consumption meter of the DC traction according to the invention, which consists of a supply current sensor connected to a cascade connection of a first filter, a first amplifier, an absolute value member and a second filter. respectively, wherein the output of the second filter is connected via a cascading circuit of a voltage-frequency converter, a first isolation converter, a frequency divider, a monostable flip-flop, and a second amplifier, respectively, to the pulse counter input. Advantageously, a cascade connection of a comparator, a second isolation converter and an optical signaling element is connected to the output of the second filter, respectively, wherein the output of the optical signaling element is connected to the input of the pulse generator and the first input of the modulator. input with the pulse generator output and its output through a third amplifier with an acoustic signaling member input.

Výhody měřiče spotřeby energie frakčniho vozidla stejnosměrné trakce podle vynálezu spočívají zejména vThe advantages of the DC traction meter of the fraction vehicle of the present invention are in particular:

- 3 265 665 tom,, že měřič je zabudovatelný do každého provozovaného vozidla, automaticky měří okamžitou spotřebu energie včetně ztrát na vrchním vedení a na napájecích kabelech, je jednoduchý a rozměrově nenáročný a je schopen optickou i zvukovou signalizací upozornit řidiče na případný neekonomický způsob jízdy, který vyvolává zbytečné ztráty v trolejovém vedení, nadměrné opotřebeni mechanických částí pohonu, pneumatik a podobně.- 3 265 665, that the meter is built into any vehicle in use, automatically measures instantaneous power consumption, including overhead and power cable losses, is simple and inexpensive, and is able to alert the driver of any uneconomical driving by optical and audible signals which causes unnecessary losses in the overhead contact line, excessive wear of the mechanical parts of the drive, tires and the like.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je schematicky znázorněno příkladné provedení měřiče spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce podle vynálezu. Snímacím orgánem měřiče podle vynálezu je u příkladného, na obrázku znázorněného, iThe invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which an exemplary embodiment of an energy consumption meter of a traction vehicle of a DC traction according to the invention is schematically illustrated. The sensing member of the meter according to the invention is i

provedení čidlo 1 napájecího proudu, které může být provedeno na příklad jako bočník. K výstupu čidla 1 napájecího proudu je přes první filtr 2, zapojený jako dolní propust, připojen první zesilovač 2» ^k jehož výstupu je přes člen 4 absolutní hodnoty připojen druhý filtr 2·an embodiment of the supply current sensor 1, which can be implemented, for example, as a shunt. A first amplifier 2 is connected ^to the output of the supply current sensor 1 via a first filter 2, connected as a low pass filter, ^to whose output a second filter 2 is connected via an absolute value element 4.

K výstupu druhého filtru je přes napěťově frekvenční převodník 6 připojen první izolační převodník 2» tvořený v příkladném provedeni optočlenem· K výstupu prvního izolačního převodníku 2 J® přes dělič 8 frekvence připojen monostabilní klopný obvod £, který je svým výstupem spojen přes druhý zesilovač 10 se vstupem čítače 11 impulzů.To the output of the second filter is connected via a voltage-frequency converter 6 a first insulating converter 2 formed in the exemplary embodiment by an optocoupler. A monostable flip-flop circuit 6 is connected to the output of the first insulating converter 2 via a frequency divider. input of a pulse counter 11.

K výstupu druhého filtru 2 J® současně přes komparátorTo output the second filter 2 J® simultaneously via a comparator

265 66!265 66!

připojen vstup druhého izolačního převodníku 13. tvoře ného v příkladném provedení rovněž optočlenem, k jehož výstupu je přes optický signalizační člen l4 připojen vstup generátoru 15 impulzů a první vstup modulátoru ló, jehož druhý vstup je spojen s výstupem generátoru 15 impulsů a jehož výstup je spojen přes třetí zesilovač 17 se vstupem akustického signalizačního členu 18.connected to the input of a second isolation converter 13 formed in the exemplary embodiment also by an optocoupler, the output of which is connected via an optical signaling member 14 to the input of the pulse generator 15 and the first input of the modulator 6, the second input is connected to the output of the pulse generator 15; via a third amplifier 17 with an input of an acoustic signaling member 18.

V činnosti měřiče spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce podle vynálezu protéká čidlem 1 napájecího proudu proud, jehož velikost je úměrná velikosti napájecího proudu. Na výstupu čidla napájecího proHu tak vzniká napětí, jehož velikost je přímo úměrná odebíranému napájecímu proudu. Toto napětí se po průchodu prvním filtrem 2, který je zbaví špiček, zesílí v pivním zesilovači J a upraví se na absolutní hodnotu ve členu 4 absolutní hodnoty, aby tak měřič byl použitelný pro jakoukoliv póla ritu napájecího napětí. Napěíový signál se dále vyhladí v druhém filtru 2» který jej zbaví pulsů, způsobených tyristorovou regulací pohonu, a v napěťově frekvenčním převodníku 6 se přemění na frekvenci. Takto vzniklý frekvenční signál projde prvním izolačním převodníkem 2» ^najehož výstupu vzniká frekvenční signál galvanicky oddělený od napájecího napětí. Z výstupu prvního izolačního převodníku 2 frekvenční signál, úměrný odebíranému napájecímu proudu, přivádí na děiič 8 frekvence, jehožIn the operation of the energy consumption meter of the traction vehicle of the direct-current traction according to the invention, a current is flowing through the supply current sensor 1, the magnitude of which is proportional to the supply current. Thus, a voltage is generated at the output of the supply voltage sensor, the magnitude of which is directly proportional to the supply current drawn. This voltage is amplified in the beer amplifier J after passing through the first filter 2, which is free of the peaks, and adjusted to an absolute value in the absolute value member 4 so that the meter is usable for any pole of supply voltage ritual. The voltage signal is further smoothed in a second filter 2 which frees it from pulses caused by the thyristor drive control and is converted to a frequency in the voltage / frequency converter 6. The thus generated frequency signal passes through the first isolation converter 2 ^at the output of which the frequency signal is galvanically separated from the supply voltage. From the output of the first isolation transducer 2, a frequency signal proportional to the supply current drawn, supplies a frequency divider 8,

- 5 265 665 dělicí poměr je vhodně nastaven tak, aby se frekvence na jeho výstupu číselně rovnala odebíranému výkonu v kWh. Frekvenční signál z výstupu děliče 8 frekvence přichází pak na vstup monostabilního klopného obvodu £, který prodlužuje dobutrváni impulzů z děliče 8 frekvence. Tyto iThe 5 265 665 division ratio is suitably set so that the frequency at its output is numerically equal to the power drawn in kWh. The frequency signal from the output of the frequency divider 8 then comes to the input of the monostable flip-flop circuit 8, which extends the pulse duration of the frequency divider 8. These i

impulsy pak po zesílení druhým zesilovačem 10 přicházejí na ystup čítače 11 impulzů, který zaznamenává jednotky spotřebovaných kilowathodin. Současně je impulzní signál z výstupu druhého filtru přiveden na vstup komparátoru 12. který srovnává informaci o okamžitém odběru napájecího proudu s přednastavenou hodnotou', aby při překročení této meze signalizoval neekonomický způsob jízdy. Výstupní signál z komparátoru 12 je po galvanickém oddělení od napájecího napětí druhým izolačním převodníkem.13 přiveden k optickému signalizačnímu členu l4 pro zapojení optické signalizace a dále na vstup generátoru 15 impulzů a modulátoru 16, který moduluje signál z generátoru 15 impulzů. Modulovaný signál z modulátoru 16 pak po zesílení třetím zesilovačem 17 budí akustický signalizační člen 18, který kolísavým tonem upozorňuje řidiče na neekonomický způsob jízdy.the pulses then, after amplification by the second amplifier 10, arrive at the pulse counter 11, which records the units of kilowatt hours consumed. At the same time, the pulse signal from the output of the second filter is applied to the input of the comparator 12, which compares the instantaneous power consumption information with a preset value to indicate an uneconomical driving mode when this limit is exceeded. The output signal from the comparator 12 is galvanically isolated from the supply voltage by the second isolating converter 13 to the optical signaling member 14 for the connection of the optical signaling and further to the input of the pulse generator 15 and the modulator 16 which modulates the signal from the pulse generator 15. The modulated signal from the modulator 16, after being amplified by the third amplifier 17, wakes up the acoustic signaling member 18, which warns the driver in an uneconomical way of driving in a fluctuating tone.

Měřič spotřeby energie trakčního vozidla stejnosměrné trakce podle vynálezu lze použít k průběžnému měření spotřeby jednotlivých trakčních vozidel, zejména trolejbusů, tramvají a vozů metra.The traction vehicle power meter of the DC traction vehicle according to the invention can be used to continuously measure the consumption of individual traction vehicles, in particular trolley buses, trams and metro cars.

Claims

1. Energy meter of traction vehicle of the same directional traction, characterized in that it consists of a supply current sensor (1), the output of which is connected cascading of the first filter (2), the first amplifier (3), the absolute member (4) and a second filter (5), respectively, wherein the output of the second filter (5) is coupled via a cascade wiring of a voltage / frequency converter (6), a first isolation converter (7), a frequency divider (8), a monostable flip-flop (9); a second amplifier (10), respectively, with the input of the pulse counter (11).

t

A meter according to claim 1, characterized in that a cascade connection of a comparator (12), a second isolation converter (13) and an optical signaling element (14) is connected to the output of the second filter (5), respectively, wherein the output of the optical signaling element. (14) is connected to the input of the pulse generator (15) and the first input of the modulator (16), which is further coupled by its second input to the output of the pulse generator (15) and its output via the third amplifier (17) to the input of the acoustic signaling member ).