KR100354233B1 - 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

전기기관차의 각 휠의 일단에 설치되어 휠의 속도를 검출하는 펄스제너레이터와, 이 펄스제너레이터에 의해 검출된 휠의 속도에 따른 디지털 펄스신호를 연산하여 다른 휠의 속도데이터들과 비교 판단하고 그 판단된 결과데이터를 근거로 휠슬립현상을 제어하기 위한 휠슬립제어신호를 출력하는 마이컴과, 이 마이컴의 휠슬립제어신호에 따라 휠를 구동하는 견인전동기의 구동을 가변제어하는 가변제어유니트로 이루어진 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 전기기관차의 각 휠에 펄스 제너레이터를 설치하여 휠의 속도를 검출하고 그 검출된 데이터를 비교 분석한 데이터에 따라 휠의 휠슬립 현상을 자동적으로 제어하게 되므로써, 휠슬립현상으로 인한 견인전동기의 파손을 방지하게 됨은 물론 펄스 제너레이터에 의해 검출된 정밀한 디지털데이터를 근거로 휠의 휠슬립현상을 자동적으로 제어하게 되므로 그에 따라 전기기관차의 안전 운행성도 향상시킨다.

Description

전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법{wheel slip controlling system of the electromotive and controlling method therefore}

본 발명은 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 전기기관차의 각 휠에 펄스 제너레이터를 설치하여 휠의 속도를 검출하고 그 검출된 데이터를 비교 분석한 데이터에 따라 휠의 휠슬립 현상을 자동적으로 제어하는 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기기관차는 도 1에 도시된 바와같이 외부 선로주변에 가설된 전기선으로부터 전력변환장치(70)가 전원을 지속으로 입력받아 이를 변환하고 그 변환된 전압 즉, 동력을 전기기관차의 휠(71)을 구동하는 견인 전동기(72)에 공급해주게되면 이 견인전동기(72)가 구동되어 휠(71)을 구동하게 되므로 운행하게 된다.

여기서, 상기 전기기관차가 운행하게 될 경우, 철도레일과 휠사이가 접촉되면서 마찰하게되는데, 이때, 이 마찰력이 상기 전기기관차의 휠의 회전력보다 작게 되면 휠이 헛도는 휠슬립(wheel slip)현상이 발생된다. 따라서, 이러한 휠 슬립 현상을 방지하기 위해 전기기관차에는 휠슬립 제어장치들이 구비되게 된다.

그러면, 상기와 같은 종래 휠슬립 제어장치를 도 1을 참고로 살펴보면, 휠(71)을 구동하는 견인전동기(72)의 일단에 설치되어 이 견인전동기(72)의 전류를 검출하는 전류검출기(73)와, 이 전류검출기(73)에 의해 검출된 견인전동기(72)의 전류데이터를 기준데이터와 비교판단하고 그 결과에 따라 견인전동기(72)의 속도를 제어하는 제어기(74)로 이루어진다.

한편, 상기와 같은 종래 휠슬립 제어장치의 동작을 살펴보면, 먼저, 전기기관차의 제어부(도시안됨)의 제어신호에 따라 전력변환장치(70)로부터 견인전동기(72)로 동력이 공급될 경우 이 견인전동기(72)가 구동되어 휠(71)을 회전시키므로 전기기관차가 운행을 개시하게된다. 이때 견인 전동기(72)의 일단에 연결되어 있는 전류검출기(73)가 이 견인전동기(72)의 전류를 연속적으로 검출하여그 검출된 데이터를 제어기(74)로 입력시키게 된다. 그러면, 이 제어기(74)는 입력된 전류검출기(73)의 검출데이터를 기준전류데이터 예컨데, 300[A]와 비교판단하고 그 판단결과 입력된 검출데이터가 기준전류데이터보다 클경우는 이를 휠(71)에 휠슬립현상이 발생한 것으로 판단하여 전력변환장치(70)를 통해 견인전동기(72)의 속도를 감소시켜 제어하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 전기기관차의 휠슬립 제어장치는 휠(71)의 회전속도에 관계없이 견인전동기(72)의 전류만을 간접적인 방식으로 측정하여 휠()의 휠슬립현상을 제어하게 되므로 이에따라 휠슬립현상을 정밀하게 제어하지 못하였으며, 또한, 휠의 상태를 전류검출기(73)를 통해 아날로그 방식으로 측정하게 되므로 제어범위의 부정확성으로인하여 휠슬립현상을 제대로 제어하지 못해 그에따른 휠의 고속으로 견인전동기가 파손되는 문제점이 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 전기기관차의 각 휠에 펄스 제너레이터를 설치하여 휠의 속도를 검출하고 그 검출된 데이터를 비교 분석한 데이터에 따라 휠의 휠슬립 현상을 자동적으로 제어하게 되므로써, 휠슬립현상으로 인한 견인전동기의 파손을 방지하는 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 펄스 제너레이터에 의해 검출된 정밀한 디지털데이터를 근거로 휠의 휠슬립현상을 자동적으로 제어하게 되므로 그에 따라 전기기관차의 안전 운행성도 향상시키는 전기기관차의 휠 슬립 제어장치 및 그 제어방법를제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기기관차의 각 휠의 일단에 설치되어 휠의 속도를 검출하는 펄스제너레이터와, 이 펄스제너레이터에 의해 검출된 휠의 속도에 따른 디지털 펄스신호를 연산하여 다른 휠의 속도데이터들과 비교 판단하고 그 판단된 결과데이터를 근거로 휠슬립현상을 제어하기 위한 휠슬립제어신호를 출력하는 마이컴과, 이 마이컴의 휠슬립제어신호에 따라 휠를 구동하는 견인전동기의 구동을 가변제어하는 가변제어유니트로 이루어진 전기기관차의 휠 슬립 제어장치를 제공한다.

본 발명의 또다른 특징은 전기기관차의 마이컴이 운행중에 시스템을 초기화한다음 펄스제너레이터를 통해 휠의 속도를 측정하는 휠속도 측정단계와, 이 휠속도 측정단계후에 현재 검출된 각각의 휠의 속도를 디지털 연산처리하는 휠속도 연산단계와, 이 휠속도 연산단계후에 현재 검출된 각각 휠의 속도를 서로에 대해 비교판단하여 휠에 휠슬립 현상이 발생되었는지를 판단하는 휠슬립 판단단계와, 이 휠슬립 판단단계중에 판단한 결과 임의의 휠의 속도데이터가 나머지 다른 휠의 속도데이터와 현저한 차이가 날 경우 이를 휠슬립현상이 발생된 것으로 판단하여 휠의 속도를 일정레벨로 전체적으로 조정해줌으로써 휠의 휠슬립 현상을 제거하는 휠속도 제어실행단계로 이루어진 전기기관차의 휠 슬립 제어장치의 제어방법를 제공한다.

도 1은 종래 전기기관차의 휠 슬립제어장치의 설명도.

도 2는 본 발명 장치의 블록도.

도 3은 본 발명의 플로우차트.

<부호의 상세한 설명>

1A-F : 휠 2A-F : 펄스제너레이터

3 : 마이컴 4A-F : 견인전동기

5 : 가변제어유니트 6 : 표시부

7 : 롬 8 : 램

9 : 키패널 10: 전원공급부

이하, 본 발명의 일실예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명 장치는 도 2에 도시된 바와같이 전기기관차의 각 휠(1A-F)의 일단에 설치되어 휠(1A-F)의 속도를 검출하는 펄스제너레이터(2A-F)와, 이 펄스제너레이터(2A-F)에 의해 검출된 휠의 속도에 따른 디지털 펄스신호를 비교 판단하여 각 휠(1A-F)의 정보 예컨데, 속도, 가속도 및 시정수 등을 산출하고 그 산출된 결과데이터를 근거로 각 휠(1A-F)의 휠슬립현상을 제어하기 위한 휠슬립제어신호를 출력하는 마이컴(3)과, 이 마이컴(3)의 휠슬립제어신호에 따라 휠(1A-F)를 구동하는 견인전동기(4A-F)의 속도를 가변제어하는 가변제어유니트(5)로 이루어진다.

그리고, 상기 마이컴(3)에는 각 제어대상의 상태나 그 결과치 예컨데, 각 휠의 속도데이터나 부하전압 등의 데이터를 외부로 표시하는 표시부(6)가 연결되어 있고, 마이컴(3)이 사용하는 프로그램을 내장한 롬(7)과 각종 연산 데이터를 일시저장하는 램(8)도 연결된다.

또한, 상기 마이컴(3)의 일단에는 사용자의 제어명령을 입력하는 키패널(9)이 연결된다.

그리고, 본 발명 장치에는 상기 각 구성부(1-8)에 필요한 동작전압을 공급하는 전원공급부(10)가 구비되게 된다.

다음에는 상기와 같은 구성으로된 본 발명 일실시예의 제어방법을 설명한다.

본 발명 실시예는 먼저, 전기기관차의 마이컴(3)이 운행을 위해 필요한 제어신호를 전원공급부(10)에 입력시키게 되면 전원공급부(10)는 전기기관차의 각 구성부 예컨데, 각각의 휠(1A-F)을 구동하는 견인전동기(4A-F)들에 구동전원을 인가해주게 된다. 그러면, 이 견인전동기들(4A-F)이 구동되어 각각의 휠(1A-F)을 회전시키게되고 그에따라 전기기관차가 운행을 개시하게된다. 이때 상기 각 휠들(1A-F)의 일단에 설치되어 있는 각각의 펄스제너레이터들(2A-F)이 휠(1A-F)의 회전속도를 연속적으로 검출하고 그 검출된 검출데이터를 마이컴(3)으로 입력시켜 휠(1A-F)의 휠슬립현상을 제어하게 된다.

즉, 전기기관차가 운행되면 마이컴(3)은 롬(7)에 내장된 프로그램에 따라 도 3에 도시된 바와같이 초기화단계(S1)로 진행하여 시스템을 초기화한다음 휠속도 측정단계(S2)로 진행하여 휠의 속도를 측정한다. 그리고, 상기 휠속도 측정단계(S2)후에 휠속도 연산단계(S3)로 진행하여 현재 검출된 각각의 휠의 속도를 디지털 연산처리한다. 또한, 상기 휠속도 연산단계(S3)후에 휠슬립 판단단계(S4)로 진행하여 현재 검출된 각각 휠의 속도를 서로에 대해 비교판단하여 휠에 휠슬립 현상이 발생되었는지를 판단한게 된다.

따라서, 상기 휠슬립 판단단계(S4)중에 판단한 결과 만약 휠에 휠슬립현상이 발생되지 않았다면 예컨데, 어느 휠의 속도데이터가 다른 나머지 휠의 속도데이터와 차이가 나지 않을경우는 상기 휠속도 측정단계(S2)로 복귀하여 루프를 반복수행한다.

그러나, 상기 휠슬립 판단단계(S4)중에 판단한 결과 만약 휠에 휠슬립현상이 발생되었다면 예컨데, 어느 휠의 속도데이터가 나머지 다른 휠의 속도데이터와 현저한 차이가 날경우는 휠속도 제어실행단계(S5)로 진행하여 휠의 속도를 일정레벨로 전체적으로 조정해줌으로써 휠의 휠슬립 현상을 제거한다.

환언하면, 차량 운행시 각각의 휠(1A-F)에 설치된 펄스제너레이터(2A-F)가 해당 휠(1A-F)의 속도를 검출하고 그에 따른 디지털 펄스신호를 마이컴(3)으로 입력시킨다. 그러면, 이 마이컴(3)은 입력되는 각각의 펄스제너레이터들(2A-F)의 펄스신호를 일정시간마다 램(8)에 기록저장한다. 예컨데, 마이컴(3)은 25[msec]마다 펄스제너레이터들(2A-F)의 검출신호를 램(8)에 저장한다. 그리고, 마이컴(3)은 이 램(8)에 저장된 각 휠(1A-F)의 속도에 따른 펄스제너레이터들(2A-F)의 검출신호를 일정시간을 주기로 연산하여 해당 휠(1A-F)의 속도데이터를 산출한다.

예컨데, 휠(1B)의 속도데이터가 이상이 있을 경우 마이컴(3)은 이 산출된 해당 휠(1B)의 속도데이터를 다른 휠(1A,1C-1F)의 속도데이터들과 비교하게 된다.

이때, 상기 마이컴(3)이 판단한 결과 만약 휠(1B)의 속도데이터가 나머지 다른 휠(1A,1C-1F)의 속도데이터와 현저한 차이가 날경우는 휠(1B)이 헛도는 휠슬립(wheel slip)현상이 발생된 것이므로 마이컴(3)은 가변 제어 유니트(5)로 휠슬립 제어명령신호를 입력하게 된다. 그러면, 이 가변 제어 유니트(5)는 마이컴(3)의 휠슬립 제어명령신호에 따라 견인전동기들(4A-4F)의 구동전류를 일정레벨로 낮추어주게 된다. 따라서, 이 견인전동기(4A-4F)의 구동력이 줄어들게되므로 휠(1A-1F)의 회전속도가 조정되게되어 그 발생되었던 휠슬립현상이 자동적으로 제거되게 된다.

한편, 상기 마이컴(3)은 상기 동작과정에 따른 산출데이터 예컨데, 해당의 휠의 펄스제너레이터들(2A-F)의 입출력 데이터나 혹은 휠슬립현상의 발생등을 표시부(6)를 통해 표시하게 된다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 전기기관차의 각 휠에 펄스 제너레이터를 설치하여 휠의 속도를 검출하고 그 검출된 데이터를 비교 분석한 데이터에 따라 휠의 휠슬립 현상을 자동적으로 제어하게 되므로써, 휠슬립현상으로 인한 견인전동기의 파손을 방지하게 됨은 물론 펄스 제너레이터에 의해 검출된 정밀한 디지털데이터를 근거로 휠의 휠슬립현상을 자동적으로 제어하게 되므로 그에 따라 전기기관차의 안전 운행성도 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전기기관차의 각 휠의 일단에 설치되어 휠의 속도를 검출하는 펄스제너레이터와, 상기 펄스 제너레이터로부터 발생된 펄스신호를 일정시간 단위로 저장하는 램과; 상기 펄스제너레이터에 의해 검출된 휠의 속도에 따른 디지털 펄스신호를 램으로부터 독취하여 연산하고, 다른 휠의 속도데이터들과 비교 판단하고 그 판단된 결과데이터를 근거로 휠슬립 현상을 제어하기 위한 휠슬립 제어신호를 출력하는 마이컴과, 이 마이컴의 휠슬립 제어신호에 따라 휠에 가변적으로 구동 전류를 인가시키도록 가변 제어하는 가변제어 유니트와; 상기 마이컴에 각 제어대상의 상태나 그 결과치를 외부로 표시하는 표시부로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기기관차의 휠 슬립 제어장치.
2. 삭제
3. 전기기관차의 마이컴이 운행중에 시스템을 초기화한 다음 펄스제너레이터값을 일정시간 단위로 램에 저장하는 단계와; 해당 펄스 제너레이터를 램으로부터 독취하여 휠의 속도를 측정하는 휠속도 측정단계와, 이 휠속도 측정단계 후에 현재 검출된 각각의 휠의 속도를 디지털 연산 처리하는 휠속도 연산단계와, 이 휠속도 연산단계후에 현재 검출된 각각 휠의 속도를 서로에 대해 비교 판단하여 휠에 휠슬립 현상이 발생되었는지를 판단하는 휠슬립 판단단계와, 이 휠슬립 판단 단계중에 판단한 결과 임의의 휠의 속도데이터가 나머지 다른 휠의 속도데이터와 현저한 차이가 날 경우 이를 휠슬립현상이 발생된 것으로 판단하여 휠을 구동시키는 구동 전류레벨을 제어함으로써 전체적으로 조정해줌으로써 휠의 휠슬립 현상을 제거하는 휠속도 제어실행단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기기관차의 휠 슬립 제어장치의 제어방법.