RU2440898C2 - Dc electric locomotive anti-slippage system - Google Patents

Dc electric locomotive anti-slippage system Download PDF

Info

Publication number
RU2440898C2
RU2440898C2 RU2009130522/11A RU2009130522A RU2440898C2 RU 2440898 C2 RU2440898 C2 RU 2440898C2 RU 2009130522/11 A RU2009130522/11 A RU 2009130522/11A RU 2009130522 A RU2009130522 A RU 2009130522A RU 2440898 C2 RU2440898 C2 RU 2440898C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microprocessor
contactors
driver
controller
outputs
Prior art date
Application number
RU2009130522/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009130522A (en
Inventor
Александр Евгеньевич Ермаков (RU)
Александр Евгеньевич Ермаков
Георгий Вольдемарович Самме (RU)
Георгий Вольдемарович Самме
Владимир Юдаевич Горелик (RU)
Владимир Юдаевич Горелик
Валерий Анатольевич Яковлев (RU)
Валерий Анатольевич Яковлев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) "Российская открытая академия транспорта" (РОАТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) "Российская открытая академия транспорта" (РОАТ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) "Российская открытая академия транспорта" (РОАТ)
Priority to RU2009130522/11A priority Critical patent/RU2440898C2/en
Publication of RU2009130522A publication Critical patent/RU2009130522A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440898C2 publication Critical patent/RU2440898C2/en

Links

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to railway transport and may be used at DC electric locomotives. Proposed microprocessor system comprises first and second traction motor slippage relays connected in series-parallel, resistors to shunt traction motors via contactors, control unit of the latter, microprocessor unit, operator controller position pickup and step motor. Resistors are splitted by contactors controlled by contactor control unit. Said operator controller position pickup is connected with operator controller output. Operator controller position pickup output is connected with microprocessor unit first input. Microprocessor unit first output connected with step motor connected with operator controller. Microprocessor unit second and third inputs are connected with outputs of the first and second slippage relays. Microprocessor second, third, fourth and fifth outputs are connected with first, second, third and fourth inputs of contactor control unit, with its first, second, third and fourth outputs controlled by first, second, third and fourth contactors.
EFFECT: improved operating parameters, complete automation of slippage control.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования в электровозах постоянного тока, в частности ВЛ10 и ВЛ11, в том числе включенных по системе многих единиц.The invention relates to railway transport and is intended for use in DC electric locomotives, in particular VL10 and VL11, including those included in the system of many units.

Известно устройство для защиты от боксования и юза колесных пар электроподвижного состава [1], содержащее датчики, пороговые элементы, задатчик тока тяговых двигателей, систему автоматического управления электроподвижным составом и блок управления работой песочниц. Недостатком данного устройства является его сложность и негибкий алгоритм работы устройства.A device for protection against boxing and skidding of wheelsets of electric rolling stock [1], comprising sensors, threshold elements, a current regulator of traction motors, an automatic control system for electric rolling stock and a sandbox operation control unit. The disadvantage of this device is its complexity and inflexible algorithm of the device.

Известен способ [2] регулирования приводного и/или тормозного усилия колес единицы подвижного состава до оптимальной силы сцепления при минимально возможном проскальзывании. Основным недостатком данного способа является постоянное проскальзывание одной или нескольких колесных пар, что приводит к ускоренному износу бандажей колес и самих рельс.A known method [2] of controlling the drive and / or braking force of the wheels of a unit of rolling stock to the optimum traction with the smallest possible slippage. The main disadvantage of this method is the constant slipping of one or more wheelsets, which leads to accelerated wear of the wheel ties and the rails themselves.

Наиболее близким является устройство защиты от боксования [3], в котором шунтирующие резисторы обмоток ТЭД включены постоянно на сериесном соединении двигателей. Основным недостатком устройства является повышенный расход электроэнергии.The closest is the anti-boxing device [3], in which the shunt resistors of the TED windings are constantly switched on at the serial connection of the motors. The main disadvantage of the device is the increased power consumption.

Для улучшения энергетических характеристик, а также полной автоматизации процесса управления в устройство вводятся микропроцессорный блок, датчики температуры тягового электродвигателя (ТЭД), датчик позиции контроллера машиниста, блок управления контакторами, блок управления форсунками песка и шаговый двигатель, соединенный с контроллером машиниста.To improve energy performance, as well as to completely automate the control process, a microprocessor unit, traction motor temperature sensors (TED), a driver position controller sensor, contactor control unit, sand nozzle control unit and a stepper motor connected to the driver's controller are introduced into the device.

Известно [4], что при скорости скольжения, составляющей от 7% до 15% от абсолютной скорости, коэффициент сцепления колес с рельсами увеличивается на 35…50% и может достигать значений до 0,3. При этом, управляя жесткостью характеристик тяговых электродвигателей (ТЭД) за счет шунтирования их обмоток резисторами, можно добиться самопрекращающегося процесса боксования, а следовательно, процесс боксования будет самопрекращаться.It is known [4] that at a sliding speed of 7% to 15% of the absolute speed, the coefficient of adhesion of wheels to rails increases by 35 ... 50% and can reach values up to 0.3. At the same time, controlling the rigidity of the characteristics of traction electric motors (TED) due to shunting their windings with resistors, it is possible to achieve a self-stop boxing process, and therefore, the boxing process will self-stop.

На чертеже показан вариант микропроцессорной системы защиты от боксования.The drawing shows a variant of a microprocessor protection system against boxing.

На первый вход микропроцессорного блока 1 поступает сигнал с датчика 8 позиции контроллера машиниста 2, соединенного с шаговым двигателем 11. Ко второму и третьему входам микропроцессорного блока 1 подключены выходы штатных реле боксования 3 и 4. К четвертому и пятому входам подключаются выходы датчика температуры 5 первого ТЭД и датчика температуры 6 второго ТЭД. Первый выход микропроцессорного блока 1 соединен с шаговым двигателем 11. Второй, третий, четвертый и пятый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока управления контакторами 9. Шестой выход соединен с блоком управления форсунками песка 10. Первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления контакторами 9 соединены соответственно с первым контактором 121, вторым контактором 122, третьим контактором 123 и четвертым контактором 124. Первый контактор 121, второй контактор 122, первое шунтирующее сопротивление 131, второе шунтирующее сопротивление 132 и пятое шунтирующее сопротивление 135 составляют шунтирующий контур первого тягового электродвигателя 141. Третий контактор 123, четвертый контактор 124, третье шунтирующее сопротивление 133, четвертое шунтирующее сопротивление 134 и пятое шунтирующее сопротивление 135 составляют шунтирующий контур второго тягового электродвигателя 142.The first input of the microprocessor unit 1 receives a signal from the sensor 8 of the position of the controller of the driver 2 connected to the stepper motor 11. The outputs of the standard boxing relay 3 and 4 are connected to the second and third inputs of the microprocessor unit 1. The outputs of the temperature sensor 5 of the first are connected to the fourth and fifth inputs TED and temperature sensor 6 of the second TED. The first output of the microprocessor unit 1 is connected to the stepper motor 11. The second, third, fourth and fifth outputs are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs of the contactor control unit 9. The sixth output is connected to the sand nozzle control unit 10. First, second, third and the fourth outputs of the control unit of the contactors 9 are connected respectively to the first contactor 12 1 , the second contactor 12 2 , the third contactor 12 3 and the fourth contactor 12 4 . The first contactor 12 1 , the second contactor 12 2 , the first shunt resistance 13 1 , the second shunt resistance 13 2 and the fifth shunt resistance 13 5 constitute the shunt circuit of the first traction motor 14 1 . The third contactor 12 3 , the fourth contactor 12 4 , the third shunt resistance 13 3 , the fourth shunt resistance 13 4 and the fifth shunt resistance 13 5 constitute the shunt circuit of the second traction motor 14 2 .

Микропроцессорная система работает следующим образом. При возникновении боксования сигналы со штатных реле боксования 3 и 4 поступают на соответственно второй и третий входы микропроцессорного блока 1, где происходит их обработка. Если в случае боксования напряжение, поступающее с реле боксования 3 или реле боксования 4, превышает напряжение уставки UУСТ1, то происходит опрос датчика 8 позиции контроллера машиниста 2. В зависимости от положения контроллера машиниста 2 микропроцессорная система работает в трех режимах:The microprocessor system operates as follows. When a boxing occurs, the signals from the standard boxing relay 3 and 4 are supplied to the second and third inputs of the microprocessor unit 1, respectively, where they are processed. If, in the case of boxing, the voltage supplied from the boxing relay 3 or the boxing relay 4 exceeds the setpoint voltage U УСТ1 , then the sensor 8 is polled for the position of the driver 2 controller. Depending on the position of the driver 2 controller, the microprocessor system operates in three modes:

1. При сериесном соединении двигателей (позиции контроллера машиниста 11 с 1 по 8) система вырабатывает сигналы управления, поступающие на блок управления контакторами 9, который включает контакторы 121 и 124, а через время t1, если боксование не прекратилось, - контакторы 122 и 123. После прекращения боксования контакторы 121…124 выключаются.1. When the engines are connected in series (positions of the controller of the driver 11 from 1 to 8), the system generates control signals arriving at the control unit of the contactors 9, which includes contactors 12 1 and 12 4 , and after a time t 1 , if the blocking has not stopped, the contactors 12 2 and 12 3 . After the cessation of boxing, the contactors 12 1 ... 12 4 are switched off.

2. При сериесном соединении двигателей (позиции контроллера машиниста 11 с 9 по 16) система вырабатывает сигналы управления, поступающие на блок управления контакторами 9, который включает контакторы 121 и 124. После прекращения боксования контакторы 121 и 124 выключаются.2. When the motors are connected in series (positions of the driver controller 11 from 9 to 16), the system generates control signals received by the control unit of the contactors 9, which includes contactors 12 1 and 12 4 . After the cessation of boxing, the contactors 12 1 and 12 4 are switched off.

3. При сериес-параллельном соединении двигателей (позиции контроллера машиниста 11 с 17 по 27) система определяет номера боксующих колесных пар и включает соответствующие контакторы 121 или 124. После прекращения боксования контактор 121 или 124 выключается.3. With a series-parallel connection of engines (positions of the driver controller 11 from 17 to 27), the system determines the numbers of the boxing wheelsets and includes the corresponding contactors 12 1 or 12 4 . After the cessation of boxing, the contactor 12 1 or 12 4 is switched off.

Если боксование не прекратилось через время t2 (напряжение на обмотке реле боксования превышает напряжение уставки UУСТ2, то контакторы 121…124 остаются включенными и микропроцессорная система вырабатывает сигналы управления, поступающие на блок управления форсунками песка 10. Если в течение заданного интервала времени t3 боксование не прекратилось, то микропроцессорный блок 1 по первому выходу вырабатывает сигналы управления, поступающие на шаговый двигатель 11, который сбрасывает 1 позицию контроллера машиниста 2, а если через время t4 боксование не прекратилось, то еще 1.If the boxing did not stop after a time t 2 (the voltage on the winding of the boxing relay exceeds the voltage of the setpoint U УСТ2 , then the contactors 12 1 ... 12 4 remain on and the microprocessor system generates control signals arriving at the control unit for nozzles of sand 10. If within a given time interval locomotive wheelslip t 3 has not stopped, then the microprocessor unit 1 generates a first output control signals to the stepper motor 11, which resets the 1 position of the controller driver 2, and if after a time t 4 b ksovanie not stopped, then another 1.

Контроль температуры двигателей осуществляется непрерывно путем последовательного опроса датчиков температуры ТЭД 5 и 6. Если измеренная температура превысит заданную, то микропроцессорная система вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на шаговый двигатель 11, который сбрасывает 2 позиции контроллера машиниста.The temperature control of the motors is carried out continuously by sequentially polling the temperature sensors of the TED 5 and 6. If the measured temperature exceeds the set temperature, the microprocessor system generates control signals supplied to the stepper motor 11, which resets the 2 positions of the driver's controller.

Если в течение 15 с процесс боксования не прекратился, то контакторы 121…124 выключаются. Выдерживается пауза 20…30 с, проверяется наличие боксования, и если оно отсутствует, то алгоритм работы системы восстанавливается. В противном случае, после трех попыток устранить боксование путем подачи песка система отключается.If the boxing process has not stopped within 15 s, then the contactors 12 1 ... 12 4 are switched off. A pause of 20 ... 30 s is maintained, the presence of boxing is checked, and if it is absent, then the system operation algorithm is restored. Otherwise, after three attempts to eliminate blocking by feeding sand, the system shuts down.

Контролер машиниста 2, ТЭД 141 и 142, реле боксования 3 и 4, блок управления форсунками песка 10 являются штатными элементами электровозов постоянного тока.The driver's controller 2, TED 14 1 and 14 2 , the blocking relay 3 and 4, the control unit for the nozzles of sand 10 are standard elements of direct current electric locomotives.

Микропроцессорный блок 1 может быть выполнен в виде стандартного контроллера, имеющего аналого-цифровые преобразователи, например [5].The microprocessor unit 1 can be made in the form of a standard controller having analog-to-digital converters, for example [5].

Шаговый двигатель 11 может быть использован любой имеющий плату управления и возможность интеграции в контроллер машиниста 2, например [6].The stepper motor 11 can be used with any control board and the possibility of integration into the controller of the driver 2, for example [6].

Датчик температуры ТЭД 5 и 6 могут быть стандартными, например [7].The temperature sensor TED 5 and 6 can be standard, for example [7].

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2025310.1. RF patent No. 2025310.

2. Патент РФ №2124445.2. RF patent №2124445.

3. А.с. 407757.3. A.S. 407757.

4. Самме Г.В. Фрикционное взаимодействие колесных пар локомотива с рельсами. - М.: Маршрут, 2005. - 80 с.4. Summe G.V. Friction interaction of locomotive wheelsets with rails. - M .: Route, 2005 .-- 80 s.

5. http://www.indautomation.ru/.5. http://www.indautomation.ru/.

6. http://electroprivod.ru/.6. http://electroprivod.ru/.

7. http://www.zamer.ru/catalog/14.7.http: //www.zamer.ru/catalog/14.

Claims (4)

1. Микропроцессорная система защиты от боксования для электровозов постоянного тока, состоящая из первого и второго реле боксования, тяговых электродвигателей, соединенных последовательно-параллельно, и содержащая резисторы, шунтирующие через контакторы тяговые электродвигатели, и при этом указанные резисторы секционированы контакторами, управляемыми блоком управления контакторами, отличающаяся тем, что в систему вводятся микропроцессорный блок, датчик позиции контроллера машиниста и шаговый двигатель, при этом вход датчика позиции контроллера машиниста соединен с выходом контроллера машиниста, а выход датчика позиции контроллера машиниста соединен с первым входом микропроцессорного блока, первый выход которого соединен с шаговым двигателем, соединенного с контроллером машиниста, второй и третий входы микропроцессорного блока соединены с выходами соответственно первого и второго реле боксования, а второй, третий, четвертый и пятый выходы микропроцессорного блока соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока управления контакторами, первый, второй, третий и четвертый выходы которого управляют соответственно первым, вторым, третьим и четвертым контакторами.1. Microprocessor-based anti-skid protection system for DC electric locomotives, consisting of the first and second box-off relays, traction motors connected in series-parallel, and containing resistors shunting traction motors through the contactors, and these resistors are sectioned by contactors controlled by the contactors control unit characterized in that the microprocessor unit, the position sensor of the driver's controller and the stepper motor are introduced into the system, while the input of the position sensor the driver’s controller is connected to the driver’s controller output, and the driver’s controller position sensor output is connected to the first input of the microprocessor unit, the first output of which is connected to a stepper motor connected to the driver’s controller, the second and third inputs of the microprocessor unit are connected to the outputs of the first and second boxing relays, and the second, third, fourth and fifth outputs of the microprocessor unit are respectively connected to the first, second, third and fourth inputs of the control unit of the contactor ami, the first, second, third and fourth outputs of which control the first, second, third and fourth contactors, respectively. 2. Микропроцессорная система защиты от боксования по п.1, отличающаяся тем, что в систему введены первый и второй датчики температуры тягового электродвигателя, выходы которых подключены соответственно к четвертому и пятому входам микропроцессорного блока и при повышении температуры одного или более тяговых двигателей, микропроцессорный блок автоматически вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на шаговый двигатель, который сбрасывает две позиции контроллера машиниста.2. The microprocessor-based anti-skid protection system according to claim 1, characterized in that the first and second temperature sensors of the traction motor are introduced into the system, the outputs of which are connected to the fourth and fifth inputs of the microprocessor unit, respectively, and when the temperature of one or more traction motors rises, the microprocessor block automatically generates a control signal supplied to the stepper motor, which resets the two positions of the driver's controller. 3. Микропроцессорная система защиты от боксования по п.1, отличающаяся тем, что в систему введен блок управления форсунками песка, вход которого соединен с шестым выходом микропроцессорного блока.3. The microprocessor-based anti-slip system according to claim 1, characterized in that a sand nozzle control unit is introduced into the system, the input of which is connected to the sixth output of the microprocessor unit. 4. Микропроцессорная система защиты от боксования по п.1, отличающаяся тем, что если в течение 15 с процесс боксования не прекратился, то управляющие контакторы выключаются, выдерживается пауза 20…30 с, при этом проверяется наличие боксования и если оно отсутствует, то алгоритм работы системы восстанавливается, иначе после трех попыток устранить боксование путем подачи песка система отключается. 4. The microprocessor-based anti-blocking system according to claim 1, characterized in that if the boxing process has not stopped within 15 s, the control contactors are turned off, a pause of 20 ... 30 s is maintained, while the presence of blocking is checked and if it is absent, then the algorithm the system’s operation is restored, otherwise after three attempts to eliminate boxing by feeding sand, the system shuts down.
RU2009130522/11A 2009-08-11 2009-08-11 Dc electric locomotive anti-slippage system RU2440898C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130522/11A RU2440898C2 (en) 2009-08-11 2009-08-11 Dc electric locomotive anti-slippage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009130522/11A RU2440898C2 (en) 2009-08-11 2009-08-11 Dc electric locomotive anti-slippage system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009130522A RU2009130522A (en) 2011-02-20
RU2440898C2 true RU2440898C2 (en) 2012-01-27

Family

ID=45786594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009130522/11A RU2440898C2 (en) 2009-08-11 2009-08-11 Dc electric locomotive anti-slippage system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440898C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719742C1 (en) * 2019-07-16 2020-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Electric locomotive capacity control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719742C1 (en) * 2019-07-16 2020-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Electric locomotive capacity control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009130522A (en) 2011-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7467830B2 (en) Managing wheel slip in a locomotive
US10065645B2 (en) Vehicle driving system and method for controlling the same
AU2016202101B2 (en) System and method for remotely operating locomotives
AU2016202102B2 (en) System and method for remotely configuring locomotives
EP1371516A3 (en) Locomotive wheel slip control and method
AU3893601A (en) Blended electrical/friction braking system with electric brake feedback monitor and method of use thereof
CZ86896A3 (en) Method of controlling driving and/or braking force of vehicle wheels, particularly of driving wheels
US20160244073A1 (en) Method for controlling a drive-off process of a railway vehicle
CA2550525A1 (en) Wheel slip correction system
WO2015151193A1 (en) Vehicle traction control device
RU2440898C2 (en) Dc electric locomotive anti-slippage system
JP3747255B2 (en) Electric vehicle control device
EP0832779B1 (en) A control apparatus for an electic vehicle
RU2025310C1 (en) Device to prevent skidding and slipping of wheelsets of electric rolling stock
RU77580U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST BOXING AND USE OF WHEELS
JPS63268405A (en) Train driving system
RU99390U1 (en) SYSTEM OF REGULATION OF ASYNCHRONOUS TRACTION ELECTRIC LOCOMOTIVE DRIVE AT THE LIMIT ON THE CLUTCH OF WHEELS WITH RAILS
JP6214814B2 (en) Electric vehicle control device
RU2540223C1 (en) Automated antislipping protective device for electric stock wheel sets
Lee A study on braking system using fully electric brake system
JP2005168177A (en) Train control device
US2669679A (en) Dynamic-braking motor-protection
US2712103A (en) Main-switch motor-control for electric
RU2017632C1 (en) Device preventing from skidding and slipping of wheel pairs of rail vehicle
KR101396070B1 (en) Slip control method of propulsion control system for high speed train

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110812