PL171046B1 - Sposób regulacji napedu i/lub sily hamowania silników pojazdu trakcyjnego, na granicy przyczepnosci kól PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . S p o s o b re g u l a c j i n a p e d u i / l u b si l y h a m o w a n i a s i l n i k ó w p o j a z d u t ra k c y j n e g o , n a g ra n i c y p rz y c z e p n o s c i k ó l , p rz y k t ó r y m p rz e j s c i e w n i e s t a b i l n y o b s z a r p o s l i z g u s t w i e r d z a s i e n a p o d s t a w i e o b s e r w o w a n e g o s i l n i e j s z e g o p rz y s p i e s z e n i a k ó l ( w z g l e d n i e o p ó z n i e n i a ) , a w t e d y z e s t a w k o l o w y l u b g r u p e z e s t a w ó w k o l o w y c h p o p r z e z re d u k c j e si l y n a p e d o w e j w z g l e d n i e s i l y h a m o w a n i a w p r o w a d z a s i e p o n o w n i e , p o p rz e z m a k s i m u m s i l y p rz y c z e p n o s c i , w z a k re s s t a b i l n e g o p o s l i z g u , p r z y c z y m n a s t e p n i e p o n o w n i e z w i e k s z a s i e si l e n a p e d o w a w z g l e d n i e s i l e h a m o w a n i a , p rz y z a s - t o s o w a n i u u k l a d u p r a c u j a c e g o z i n t e g r a t o r e m , j a k o p s e u d o o s i a z e s t - a w u t o c z n e g o , w k t ó r y m ró z n i c a p r e d k o s c i o b r o t o w y c h ( ? n ) p o m i e d z y w i e l k o s c i a w y j s c i o w a i n t e g r a t o r a i p r e d k o s c i a o b r o t o w a o s i ( f r o t) s t a n o w i a c e j p r z y p o r z a d k o w a n a o s z e s t a w u s i l n i k o w e g o , s l u z y j a k o m i a r a p o s l i z g u k o l a , i k t ó ra w y k o rz y s t u j e s i e d o re d u k c j i m o - m e n t u n a p e d o w e g o l u b m o m e n t u h a m o w a n i a , a z a p o m o c a u r z a d z e n i a r ó z n i c z k u j a c e g o k t ó r e w y l i c z a p i e r w s z a p o c h o d n a w z g l e d e m c z a s u , ró z n i c y p r e d k o s c i o b r o t o w y c h (d ? / d t ) u s t a l a s i e p r z e j s c i e w n i e s t a b i l n y o b s z a r p o s l i z g u n a p o d s t a w i e o b s e r w o w a n e g o w i e k s z e g o p rz y s p i - e s z e n i a , n a t o m i a s t p rz y w y z w a l a n i u s t o p n i a w a r t o s c i g r a n i c z n y c h , d o i n t e g r a t o r a d o p r o w a d z a s i e d o d a t k o w a w i e l k o s c w e j s c i o w a p r z e - c i w d z i a l a j a c a d o p r o w a d z a n e j w a rt o s c i z a d a n e j d l a p rz y s p i e s z e n i a w z g l e d n i e o p ó z n i e n i a , c o t rw a a z d o p o w r o t u w s t a b i l n y o b s z a r p o s l i z g u , z n a m i e n n y t y m , z e d o d a t k o w o o b o k j u z d z i a l a j a c e j , d z i e k i w y z n a c z e n i u w a r t o s c i ró z n i c y p r e d k o s c i o b r o t o w e j ( ? n ) re d u k c j i s i l y n a p e d o w e j w z g l e d n i e s i l y h a m o w a n i a u r u c h a m i a s i e d a l s z a r e d u k c j e , k t ó r a z a l e z y o d m a k s y m a l n e j w d a n y m p r z y p a d k u w y s o k o s c i p i e r- - w s z e j p o c h o d n e j w z g l e d e m c z a s u ( d ? n / d t ) ró z n i c y p r e d k o s c i o b r o - t o w e j ( ? n ) , p r z y c z y m w i e l k o s c p i e rw s z e j p o c h o d n e j . PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu regulacji napędu i/lub siły hamowania silników pojazdu trakcyjnego na granicy przyczepności kół dla układu z integratorem pracującym jako pseudooś zestawu tocznego

W znanych sposobach regulacji napędu lub siły hamowania fakt przejścia pojazdu do zakresu niestabilnego poślizgu stwierdza się na podstawie obserwacji większego przyspieszenia względnie opóźnienia W tej sytuacji wprowadza się ponownie zestaw kołowy, lub grupę zestawów kołowych w zakres stabilnego poślizgu, dzięki temu, ze redukuje się siłę napędową lub siłę hamowania, przy zastosowaniu układu pracującego z integratorem jako pseudoosią zestawu tocznego. W układzie tym różnica (An) między wielkością wyjściową integratora i prędkością obrotową osi (fo) zestawu silnikowego służy jako miara poślizgu koła i wykorzystuje się ją do redukcji momentu napędowego lub momentu hamowania. Przejście w zakres poślizgu niestabilnego ustala się za pomocą urządzenia różnicującego, które określa pierwszą pochodną różnicy prędkości obrotowych względem czasu (dAn/dt) i wskazuje większe przyspieszenie Przy osiągnięciu poziomu wartości granicznych, do integratora doprowadza się dodatkową

171 046 wielkość wejściową, przeciwdziałającą doprowadzanej wielkości zadanej dla przyspieszenia, lub opóźnienia az do czasu, gdy zestaw kołowy znajdzie się w zakresie stabilnego poślizgu

Tego rodzaju sposób jest juz znany między innymi z DE-PS 34 07 309 Ten znany sposób może być usprawniony przez uzupełniające zabiegi dla dokładniejszego określenia właściwego momentu dla zakończenia działania dodatkowej wielkości wejściowej w integratorze jak to przedstawiono w DE-PS 38 37 908 oraz przez to, ze wprowadza się impulsy wzbudzające dla zwiększenia czułości progowej, na zaolejonych lub inaczej zanieczyszczonych powierzchniach szyn według DE-PS 39 02 846

Jednak w specjalnych warunkach eksploatacji pojazdu, znane sposoby nie przynoszą zadawalających efektów

Na przykład w sytuacji, gdy przyczepność zestawu kołowego do szyn maleje bardzo szybko, lub nagle Ma to miejsce m m przy wjeżdżaniu na mokrą szynę lub na jej obszar zanieczyszczony, przy czym maksymalna przyczepność spada nagle do połowy lub poniżej, jak również przy ruszaniu z miejsca, albo przy małej prędkości, na powierzchni szyn na której siła przyczepności spada bardzo szybko juz przy małym poślizgu (woda z piaskiem) lub plamy rdzy na szynach W tych przypadkach redukowanie siły napędowej w zależności od przebiegu An jest za wolne i powstają niepożądane, duże poślizgi kół, które można kontrolować stopniowo dopiero przy zmniejszeniu siły pociągowej.

Znane sposoby stosuje się dla elektrycznych pojazdów szynowych ze zwykłymi kołami tocznymi to znaczy z kołami bez napędu nie narażonymi na poślizg, które w połączeniu z prądnicą tachometryczną, mogą służyć jako czujniki rzeczywistej prędkości pojazdu względem gruntu

Również w tym przypadku redukuje się siłę napędową względnie siłę hamowania przez wyznaczenie wartości różnicy prędkości obrotowej jak to opisano w EP-A-0 218 839 Przy przekroczeniu określonej granicy przez pierwszą pochodną różnicy prędkości obrotowych względem czasu zaczyna działać redukujący moment o składowej ej niezależnej od poślizgu i składowej e2 zależnej od poślizgu, a poza tym uaktywnia się jeszcze dodatkowo inną redukcję (e2'), która zależy od osiąganej w danym przypadku maksymalnej wartości pierwszej pochodnej różnicy prędkości obrotowych względem czasu Wielkość tego redukującego sygnału wzrasta tak długo, aż osiągnie się ponownie ustalone maksimum pochodnej różnicy prędkości obrotowych

Sposób ten został pomyślany dla pojazdów szynowych z kołami tocznymi i w tym przypadku prawdopodobnie jest wystarczający Dla pojazdów szynowych, które nie posiadają takich kół tocznych (np nowoczesne lokomotywy elektryczne) i swą prędkość względem gruntu muszą ustalać za pomocą integratorów działających jako tak zwane “pseudoosie zestawów tocznych” proste zastosowanie i przeniesienie znanego sposobu jest niewystarczające

Zadaniem wynalazku jest więc wykluczenie względnie zminimalizowanie strat siły pociągowej również dla tych szczególnych przypadków układów pracujących z pseudoosią zestawu tocznego

Sposób według wynalazku dotyczy regulacji napędu i/lub siły hamowania silników pojazdu trakcyjnego, na granicy przyczepności kół Moment przejścia w niestabilny obszar poślizgu stwierdza się na podstawie obserwowanego silniejszego przyspieszenia kół, lub ich opóźnienia W tej sytuacji ponownie wprowadza się zestaw kołowy, lub grupę zestawów kołowych poprzez maksimum siły przyczepności w zakres stabilnego poślizgu, dzięki temu, ze redukuje się siłę napędową względnie siłę hamowania Potem ponownie zwiększa się siłę napędową lub siłę hamowania przy zastosowaniu układu pracującego z integratorem jako pseudoosią zestawu tocznego W integratorze tym różnica prędkości obrotowych (An) pomiędzy wielkością integratora i prędkością obrotową osi (fot) stanowiącej oś przyporządkowaną zestawowi silnikowemu, służy jako miara poślizgu koła, którą wykorzystuje się do redukcji momentu napędowego lub momentu hamowania Przejście w niestabilny obszar poślizgu ustala się za pomocą urządzenia różniczkującego, które wylicza pierwszą pochodną względem czasu, różnicy prędkości obrotowych (dAn/dt) Przy wyzwalaniu stopnia wartości granicznych, do

171 046 integratora doprowadza się dodatkową wielkość wejściową, przeciwdziałającą wartości zadanej dla przyspieszenia względnie opóźnienia, co trwa az do powrotu w stabilny obszar poślizgu

Istota wynalazku polega na tym, Że obok działającej juz, dzięki wyznaczeniu wartości różnicy prędkości obrotowej (An), redukcji siły napędowej lub siły hamowania, uruchamia się dalszą redukcję, która zalezy od maksymalnej w danym przypadku wysokości pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt) różnicy prędkości obrotowej (An) W układzie pamięci maksymalnej utrzymuje się wielkość pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt), wychodzącą poza wartość progową i sprowadza do wartości zerowej zgodnie z funkcją zamku, gdy tylko i jak długo czasowy przebieg pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt) będzie znowu znajdował się poniżej maksimum i każdorazowej wartości funkcji zaniku

Korzystnie jako funkcję zaniku stosuje się funkcje wykładniczą f = U · e⁴T jak przy rozładowaniu kondensatora

Wynalazek zostanie wyjaśniony na podstawie przykładu wykonania przedstawionego na rysunku.

Na rysunku przedstawiony jest schemat blokowy do regulacji osi zestawu silnikowego z silnikiem trakcyjnym zasilanym z falownika Falownik 1 zasila trójfazowy trakcyjny silnik indukcyjny 2 Prędkość obrotową mierzy się prądnicą tachometryczną 3 (lub nadajnikiem impulsów obrotowych z miernikiem) Do wejścia 4 doprowadza się wartość zadaną częstotliwości poślizgowej fs_zad silnika, tworzoną przy regulacji prędkości obrotowej osi zestawu tocznego, która w układzie różnicującym 6 porawnyw'anajest/.prędkościąobiOtowąosi,pochodz.ącązprądnicy tachometrycznej 3 Różnica prędkości obrotowych stwierdzona przez układ różnicujący 6, mnożona jest w układzie mnożącym 7 przez odpowiedni współczynnik podawany na przyłączu 8, stały lub zależny od prędkości i/lub siły pociągowej. Uzyskana wartość, w węźle odejmującym 9 odejmowana jest od wartości zadanej częstotliwości poślizgowej silnika fsz_ad i stosowana jest jako wielkość zadana momentu obrotowego W sumatorze 10 tworzona jest częstotliwość falowania stanowiąca częstotliwość stojana iy silnika 2, jako suma prędkości obrotowej osi f _rot i zadanej częstotliwości poślizgu silnika

Do przyłącza 11 doprowadza się wartość zadaną oczekiwanego przyspieszenia względnie opóźnienia, wyliczoną z siły pociągowej względnie siły hamowania i masy pojazdu W lokomotywach uwzględnia się w tym celu ciężar dołączonych wagonów, co można przeprowadzać na drodze automatycznej adaptacji Ta wartość zadana zostaje scałkowana w integratorze 13, który działa jako pseudooś zestawu tocznego, co tworzy wielkość prędkości obrotowej Integrator całkujący 13 jest przy tym tak nastawiony, że w małym zakresie tolerancji wyprzedza rzeczywiste przyspieszenie pojazdu tak, ze prędkość obrotowa pseudoosi zestawu tocznego oddalałaby się powoli od rzeczywistej prędkości pojazdu Integrator 13 ma dlatego dodatkowe sprzężenie zwrotne poprzez komparator 14, przełączniki 15 i 16 oraz prostowniki półokresowe 17, 18 lub inne urządzenia przepuszczające zawsze tylko sygnały o jednej biegunowości, oraz poprzez człon dodający 12 W komparatorze porównywany jest sygnał wyjściowy z integratora, to znaczy prędkość obrotowa pseudoosi, z prędkością obrotową osi rzeczywistej Dodatnia różnica to znaczy, ze pseudooś zestawu tocznego obraca się szybciej, podawana jest przez prostownik 17 do integratora 13 tylko wstanie roboczym “jazda” (element 15 zamknięty), i steruje wtedy pseudoosią zestawu tocznego w kierunku zmniejszeniajej prędkości obrotowej, aż będzie ona zgodna z prędkością obrotową osi rzeczywistej Negatywna różnica (to znaczy, że pseudooś obraca się wolniej) podawana jest w stanie roboczym “hamowanie” (element 16 zamknięty) poprzez prostownik 18 do integratora 13 i steruje wtedy pseudoosią zestawu tocznego w kierunku zwiększenia jej prędkości obrotowej, aż będzie ona zgodna z prędkością obrotową osi rzeczywistej W ten sposób wyjście integratora, jak długo obraca się oś rzeczywista, niejest przyspieszane ani opóźniane w porównaniu z pojazdem Prędkości obrotowe są zgodne, a w układzie różnicującym 6 nie występują żadne różnice prędkości obrotowej.

Gdy wystąpi poślizg koła, w stanie “jazda”, oś będzie w końcu bardziej przyspieszać niż pojazd lub integrator Integrator 13 nie może teraz być włączony poprzez sprzężenie zwrotne

171 046 gdyż prostownik półokresowy 17 nie przepuszcza sygnału o ujemnej biegunowości W układzie różnicującym 6 powstaje różnica prędkości obrotowych, takjakpomiędzy osiązestawu silnikowego i rzeczywistą osią zestawu tocznego.

Podczas hamowania odwraca się biegunowość różnicy, wskutek czego sygnał sprzężenia zwrotnego przewodzony jest przez elementy 16 i 18 Sygnał różnicy prędkości obrotowych występujący w układzie różnicującym 6, steruje wtedy momentem obrotowym tak, jak to opisano w odniesieniu do oznaczeń 1 do 10, a tym samym siłą pociągową względnie silą hamowania silnika trakcyjnego

Teraz na przykład prędkość obrotowa pseudoosi zestawu tocznego osiąga wartość, która nie odpowiada juz prędkości względem gruntu, lecz prędkości osi obracającej się z poślizgiem na szynie, jakajest konieczna do przeniesienia możliwie maksymalnej siły pociągowej Podczas powstawania tego poślizgu, to znaczy począwszy do czystego toczenia się osi zestawu silnikowego, oś tajest zaledwie wymiernie bardziej przyspieszana rnż pojazd Integrator 13 może jeszcze nadążać za prędkością obrotową osi Większe przyspieszenie osi zestawu silnikowego następuje dopiero wtedy, gdy został przekroczony poślizg odpowiadający maksymalnej wielkości tarcia

Bez dalszych zabiegów integrator 13 pseudoosi zestawu tocznego biegłby swobodnie nadal, przy czym pseudooś zestawu tocznego miałaby stopniowo coraz większą prędkość względem pojazdu Oś zestawu silnikowego posiadałaby również coraz większy poślizg i w końcu nastąpiłoby ślizganie się kół.

Ażeby temu zapobiec, regulacja jest tak dobrana, że zestaw kołowy lub grupa zestawów kołowych, poprzez redukcję siły napędowej silnika F_mot (lub siły hamowania przy hamowaniu) sprowadzana jest, dzięki powstawaniu maksymalnej siły przyczepności, w stabilny obszar poślizgu W tym celu elementy 19, 20, 21 tworzą urządzenie zmnieniające biegunowość, które podczas hamowania zamienia biegunowość sygnału różnicowego prędkości obrotowej Urządzenie różniczkujące 22 tworzy pierwszą pochodną sygnału różnicowego prędkości obrotowej względem czasu dAn/dt Liczbą 40 oznaczony jest człon opóźniający pierwszego rzędu, który nieco spłaszcza narastanie sygnału wyjściowego z urządzenia różniczkującego 22 Wyjście członu opóźniającego 40, poprzez elektronicznie uruchamiany łącznik 41, połączone jest z zestykiem spoczynkowym stopnia wartości granicznej 43, który wysyła sygnał binarny do bramki LUB 44 Sprzężenie zwrotne stanowi człon czasowy 42, który po osiągnięciu opóźnienia progowego otwiera łącznik 411 po upływie następnego czasu opóźnienia zamyka go ponownie. Tym samym wykluczone są niepożądanie długie sygnały, niekorzystne dla przebiegu nadzorowania Wyjście bramki LUB 44 działa na łącznik 31, a poprzez inwerter 45 na kasujące wejście pierwszego członu czasowego 46 z opóźnieniem wyłączania, które pochodzi z wyjścia stopnia wartości granicznej 43 Pierwszy człon czasowy 46 połączony jest z drugim członem czasowym 47, który charakteryzuje się opóźnieniem załączania Drugi człon czasowy 47 uruchamia inny łącznik 48, który łączy wyjście stopnia wyboru wartości maksymalnej 51 z przerzutnikiem Schmitt’a i go wyzwala, przez co poprzez łącznik sterujący 53 do bramki LUB 44 dochodzi drugi sygnał

Stopień wyboru wartości maksymalnej 51, zurządzema różniczkującego 221 dołączonego inwertora 49 uzyskuje bezpośrednio sygnał wejściowy, a poprzez trzeci człon różniczkujący 50 otrzymuje dodatkowo zróżniczkowany sygnał wejściowy Stopień wyboru wartości maksymalnej 51 przepuszcza tylko sygnał o wartości większej od obu tych sygnałów. Łącznik sterujący 53, poprzez który sygnał przerzutnika Schmitt’a 52 może dochodzić do bramki LUB 44, uruchamiany jest przez stopień wyzwalający, który składa się z elementów 54, 55, 56, 57, 58, przy czym znajdujątu zastosowanie pomierzona prędkość obrotowa osi f_rot i siła pociągowa Fm_Ot, uzyskana z mierzonego momentu obrotowego silnika Md_isl

Sygnał prędkości obrotowej osi f_rot różniczkowany jest w drugim członie różniczkującym 54 i jako sygnał przyspieszenie osi a_yes_ko doprowadzany jest poprzez łącznik (prosty przy jeździe względnie odwrócony przy hamowaniu) do węzła sumującego 55, do którego doprowadzona jest również wartość siły pociągowej Fmot wyliczona z elektrycznie pomierzonego momentu obrotowego Mdl_Stj Na wyjściu węzła sumującego 55 pojawia się wyliczona wartość siły pociągowej F_z,jaką

171 046 koło w tym momencie przenosi się szynę Przy ślizganiu się koła powstaje rozkład siły, przy którym tylko część siły pociągowej przenoszona jest jeszcze na szynę, a pozostała część przyspiesza wirującą masę koła Natomiast przy opóźnieniu zestawu kołowego energia kinetyczna uwalnia się ponownie dla przenoszenia siły pociągowej i dodaje się do momentu obrotowego silnika. To znaczy, ze gdy chce się ustalić rzeczywistą siłę pociągową przenoszoną na szynę, to musi się uwzględnić energię kinetyczną zestawu kołowego Ma to miejsce, gdy w węźle sumującym 55, do zmierzonej siły pociągowej silnika F_Mot doda się iloczyn (również zmierzonego) przyspieszenia zestawu kołowego z masą zestawu kołowego (przy jeździe ujemne, przy hamowaniu dodatnie, jak to przedstawiono w 54, 59, 55)

Tak ustaloną wartość siły pociągowej F_z, różniczkuje się w pierwszym członie różniczkującym 56 i poprzez człon negacji 57 doprowadza się do sygnalizatora wartości granicznych 58, który wysterowuje łącznik sterujący 53 Tylko przy odwróconym sygnale wyjściowym z pierwszego członu różniczkującego 56, to znaczy przy zmniejszającej się sile pociągowej, zadziała sygnalizator wartości granicznych, wskutek czego bramka LUB 44 przez wejście b nie otrzymajuz dalszych sygnałów wejściowych i, gdy na wejściu a w tej samej chwili nie ma również żadnego sygnału wejściowego, nie wyśle więcej żadnego sygnału wyjściowego Wskutek tego pierwszy człon czasowy 46 poprzez wejście kasujące powraca do stanu początkowego Ponownie włączony zostaje on dopiero wtedy, gdy przyspieszenie lub opóźnienie wyzwoli stopień wartości granicznej 43 i poprzez bramkę LUB 44 uruchomi łącznik 31 dla uruchomienia integratora 13, to znaczy rozpocznie nowy cykl poślizgu kół

Gdy w układzie różnicowym 6 pojawia się różnica prędkości obrotowej koła to znaczy, ze kola jak to poprzednio opisano przekroczyły poślizg na szynach umożliwiający przenoszenie siły.

Wchodzą one w niestały zakres poślizgu, to znaczy przy coraz większym poślizgu, wartość przyczepności jest ponownie mniejsza Zwiększający się teraz nadmiar momentu obrotowego przyspiesza stosunkowo szybko, za pomocą silnika, wirującą masę zestawu kołowego, małą w porównaniu do masy pojazdu Wzrost różnicy prędkości obrotowej stwierdzany jest przez urządzenie różniczkujące 22 i poprzez człon opóźniający 40 (dla odfiltrowania krótkotrwałych zakłóceń), i przez łącznik 41, powoduje zadziałanie stopnia wartości granicznej 43 Jego sygnał wyjściowy poprzez bramkę LUB 44 uruchamia łącznik 31, przez co odwrócony sygnał w inwerterze 34, utworzony z oczekiwanej wartości przyspieszenia występującej na przyłączu 11, i z dodanej do niej stałej (węzeł dodający 33), pojawia się poprzez człon czasowy 32 i człon dodający 12, na wejściu integratora 13 Człon czasowy 32 część sygnału natychmiast przepuszcza, a reszta sygnału może wzrastać aż do pełnej wysokości z opóźnieniem pierwszego rzędu. Przy wyłączaniu człon czasowy 32 nie stwarza dla sygnału żadnego opóźnienia, co zostało symbolicznie zaznaczone Integrator 13 jest przez to wolniejszy, i gdy tylko dodatkowy sygnał przewyższy sygnał bezpośredni, rozpoczyna całkować w odwrotnym kierunku Prędkość obrotowa pseudoosi staje się przez to mniejsza. Wskutek tego różnica prędkości obrotowych w układzie różnicowym 6 staje się początkowo jeszcze większa, jednak jednocześnie wraz z większym sygnałem prędkości obrotowej moment obrotowy silnika trakcyjnego jest silniej redukowany Dalsze przyspieszanie zestawu kołowego wskutek tego ustaje, a zestaw kołowy rozpoczyna ponownie “chwytać” tzn. powracać do stabilnego zakresu poślizgu. Ponieważ prędkość obrotowa zestawu kołowego zbliża się ponownie do prędkości obrotowej pseudoosi, sygnał różnicy prędkości obrotowych w układzie różnicowym 6 staje się ponownie słabszy Sterowanie integratora 13 w kierunku zmniejszającym, poprzez przełącznik 31 musi być jednak utrzymane tak długo, aż zestaw kołowy osiągnie ponownie stabilny obszar poślizgu to znaczy przejdzie z powrotem przez maksimum wartości przyczepności na krzywej wartości przyczepności w funkcji poślizgu W innym przypadku układ pozostałby w obszarze niestabilnym i ostatecznie popadłby w ślizganie się kół.

Do tego celu służy przerzutnik Schmitfa 52, który poprzez inwertor 49 czuły jest na ujemną wartość dAn/dt, a więc na zmniejszanie się sygnału różnicy prędkości obrotowych, i swój sygnał wysyła również do bramki LUB 44 Po zadziałaniu stopnia wartości granicznej 43,

171 046 po przejściu przez drugi człon czasowy 471 następny łącznik 48, przerzutnik Schmitt’a staje się czynny

Pnrr7P7 tr7Pri rzlnn rń7nir7kin»rv 50 nrnprziitnik 8rhmitt’a kC 7j nnrrrnp stnnrna wyboru wartości maksymalnej 51, otrzymuje dodatkowy wyprzedzający sygnał, dzięki czemu może on juz zadziałać zanim stopień wartości granicznej 43 ponownie powróci do stanu wyłączenia W ten sposób unika się luki w sygnale wyjściowym bramki LUB 44 przy przechodzeniu przez wartość zerową sygnału dńn/dt Można to uzyskać również alternatywnie, przez dodatkowe opóźnienie zwalniania stopnia wartości granicznej 43, przy braku elementów 50 i 51 Wskutek opóźnienia czasowego drugiego członu czasowego 47 przerzutnik Schmitfa 52 może zadziałać dopiero, gdy stopień wartości granicznej 43 został załączony w ciągu tego minimalnego czasu Wskutek tego krótkotrwałe zakłócenia, które nie stanowią początku rzeczywistego procesu ślizgania się kół, nie powodują dalszego działania Czas wyłączania się pierwszego członu czasowego 46jesttak dobrany, ze przerzutnik Schmitfa. 52 podczas przepisanego czasu trwamauj emnego sygnału różnicy prędkości obrotowych dńn/dt może pozostać czynny mimo, ze stopień wartości granicznej 43 już ponownie się wyłączył

W ten sposób przerzutnik Schmitt’a 52 utrzymuje dodatkowy sygnał dla integratora 13 rak długo, aż (ujemny) sygnał dńn/dt ponownie przejdzie przez wartość zerową

Za pomocą układu złożonego z elementów 54 do 58 ewentualnie również z elementu 59, który wysyła sygnał zawsze wtedy, gdy przenoszona na szyny siła pociągowa wykazuje tendencję spadkową, dokładniej określana jest chwila, w której zestaw kołowy, przechodząc przez maksimum siły przyczepności ponownie zaczyna wchodzić w stabilny obszar poślizgu Dokładnie w tym momencie powstaje sygnał w sygnalizatorze wartości granicznych 58, który odłącza za pomocą łącznika sterującego 53 sygnał istniejący jeszcze w przerzutmku Schmitfa , przez co przerwany zostaje sygnał dodatkowy integratora 13 pseudoosi zestawu tocznego i może ona ponownie przyspieszać

Ten znany układ jest zgodnie z wynalazkiem, jak zazhaczono to grubszą linią uzupełniony członem układu sterowania 80 i układem pamięci i wartości maksymalnej 81 Człon układu sterowania 80 jest korzystnie układem liniowym z martwą strefą w swoim zakresie początkowym, a układ pamięci wartości maksymalnej 81 zawiera obwód wyładowczy, który zapamiętaną wartość zmniejsza ponownie do zera, korzystnie wedługfunkcji wykładniczej, gdy tylko i jak długo na wejściu nie pojawi się żaden sygnał przewyższający wartość chwilową Wejście członu układu sterowania 80 połączone jest z wyjściem układu różniczkującego 22, który różniczkuje różnicę prędkości obrotowej dńn/dt, a wyjście członu 80 dołączone jest do układu pamięci wartości maksymalnej 81, który swoim wyjściem dołączony jest do węzła odejmującego 9. Wyjście służy bezpośrednio do dodatkowego redukowania, przez odejmowanie od żądanej wartości momentu obrotowego

Sposób regulacji napędu przebiega następująco w przypadku nagłego załamania się siły przyczepności, wskutek wjechania kół na mokre lub zanieczyszczone miejsca na szynach, lub przy silnym spadku charakterystyki siły przyczepności juz przy małym poślizgu (na przykład pojawianie się wody z piaskiem) następuje nagle duże przyspieszenie zestawu kołowego Wzrasta ńn bardzo szybko a zrózniczkowana wartość dńn/dt staje się natychmiast znacznie większa niż przy normalnych przebiegach poślizgu Wartość ta przekracza przy tym martwą strefą członu układu sterowania 80 i część nadmiarowa, poprzez układ pamięci wartości maksymalnej 81 przechodzi bezpośrednio do węzła odejmującego 9, co prowadzi do redukcji zadanej wartości siły napędowej Dzięki szybko zmniejszającemu się momentowi obrotowemu na kołach, ich dalsze przyspieszenie ustaje ponownie juz przy małym poślizgu, a sygnał dń/dt zanika Układ pamięci wartości maksymalnej 81 utrzymujejeszcze swój sygnał zgodnie ze swoj ą stałą czasową zaniku Gdy ta dobrana jest odpowiednio, redukcja siły napędowej w przebiegu czasowym zanika w takim rozmiarze, w jakim zastępuje się ją przez uruchomiony jednocześnie normalny przebieg w znanym układzie przez redukcję prędkości obrotowej pseudoosi w integratorze 13, gdzie konieczną do redukcji wartość An wytwarza się w układzie różnicowym 6 Napęd

171 046 przyjmujący nagle nowy zredukowany moment obrotowy prowadzi się tak jak dotychczas w znanym układzie Część układu wykonana według wynalazku me włącza się juz dalej, gdyż przy normalnych przebiegach poślizgu kół wartość dA/dt nie przekracza martwej strefy członu układu

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Sposób regulacj i napędu i/lub siły hamowania silników poj azdu trakcyj nego, na granicy przyczepności kół, przy którym przejście w niestabilny obszar poślizgu stwierdza się na podstawie obserwowanego silniejszego przyspieszenia kół (względnie opóźnienia), a wtedy zestaw kołowy lub grupę zestawów kołowych poprzez redukcję siły napedowej względnie siły hamowania wprowadza się ponownie, poprzez maksimum siły przyczepności, w zakres stabilnego poślizgu, przy czym następnie ponownie zwiększa się siłę napędową względnie siłę hamowani a, przy zastosowaniu układu pracuj ącego z integratorem, j ako pseudoosią zestawu tocznego, w którym różnica prędkości obrotowych (An) pomiędzy wielkością wyjściową integratorai prędkością obrotową osi (tf._ot) stanowiącej przyporządkowaną oś zestawu silnikowego, służy jako miara poślizgu koła, i którą wykorzystuje się do redukcji momentu napędowego lub momentu hamowania, a za pomocą urządzenia różniczkującego, które wylicza pierwszą pochodną względem czasu, różnicy prędkości obrotowych (dA/dt) ustala się przejście w niestabilny obszar poślizgu na podstawie obserwowanego większego przyspieszenia, natomiast przy wyzwalaniu stopnia wartości granicznych, do integratora doprowadza się dodatkową wielkość wejściową przeciwdziałającą doprowadzanej wartości zadanej dla przyspieszenia względnie opóźnienia, co trwa aż do powrotu w stabilny obszar poślizgu, znamienny tym, ze dodatkowo obok juz działającej, dzięki wyznaczeniu wartości różnicy prędkości obrotowej (An) redukcji siły napędowej względnie siły hamowania uruchamia się dalszą redukcję, która zależy od maksymalnej w danym przypadku wysokości pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt) różnicy prędkości obrotowej (An), przy czym wielkość pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt) wychodzącą poza wartość progową, utrzymuje się w układzie pamięci wartości maksymalnej (81), i sprowadza się do wartości zerowej zgodnie z funkcją zamku, gdy tylko i jak długo czasowy przebieg pierwszej pochodnej względem czasu (dAn/dt) będzie znowu znajdował się poniżej maksimum i każdorazowej wartości funkcji zaniku
2. 2 Sposób według zastrz 1, znamienny tym, ze jako funkcję zaniku stosuje się funkcję wykładniczą!' = U e jak przy rozładowaniu kondensatora