RU2620898C1 - Method for estimating vehicle weight with dc drive - Google Patents
Method for estimating vehicle weight with dc drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620898C1 RU2620898C1 RU2016105790A RU2016105790A RU2620898C1 RU 2620898 C1 RU2620898 C1 RU 2620898C1 RU 2016105790 A RU2016105790 A RU 2016105790A RU 2016105790 A RU2016105790 A RU 2016105790A RU 2620898 C1 RU2620898 C1 RU 2620898C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- mass
- magnetic field
- estimating
- drive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
- G01G19/04—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing railway vehicles
- G01G19/045—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing railway vehicles for weighing railway vehicles in motion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспорта и может использоваться для определения массы железнодорожного состава или на других видах транспорта, где в качестве тяговых двигателей используются двигатели постоянного тока (трамвай, троллейбус, электромобиль, подъемно-транспортные средства и др.).The invention relates to the field of transport and can be used to determine the mass of a train or other types of transport, where DC motors (tram, trolleybus, electric vehicle, hoisting vehicles, etc.) are used as traction motors.
Из уровня техники известны расчетные способы определения массы железнодорожного состава, хорошо описанные в литературе (см., например, Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М.: Транспорт, 1985, с. 32-37, Кузьмич В.Д. Теория локомотивной тяги: учебник для вузов / В.Д. Кузьмич, В.С. Руднев, С.Я. Френкель; под ред. В.Д. Кузьмича. – М.: Маршрут, 2005, с. 330-340, Бабичков А.М. Тяга поездов и тяговые расчеты / А.М. Бабичков, П.А. Гурский, А.П. Новиков. - М.: Транспорт, 1971, с. 162-177).From the prior art, calculation methods are known for determining the mass of a train that are well described in the literature (see, for example, Traction calculation rules for train work. - M .: Transport, 1985, pp. 32-37, Kuzmich VD Locomotive Traction Theory : textbook for high schools / V.D. Kuzmich, V.S. Rudnev, S.Ya. Frenkel; edited by V.D. Kuzmich. - M .: Route, 2005, p. 330-340, A. Babichkov Traction of trains and traction calculations / A.M. Babichkov, P.A. Gursky, A.P. Novikov. - M.: Transport, 1971, p. 162-177).
Общий недостаток расчетных способов - высокая трудоемкость, связанная с необходимостью сбора большого количества информации.A common drawback of the calculation methods is the high complexity associated with the need to collect a large amount of information.
Известны способы измерения массы железнодорожного состава на ходу с помощью датчиков давления, расположенных в области под рельсом (см, например, патент РФ №2390735, опубл., патент РФ №2495385, опубл., патент РФ №2276335, опубл.).Known methods for measuring the mass of the train on the move using pressure sensors located in the area under the rail (see, for example, RF patent No. 2390735, publ., RF patent No. 2495385, publ., RF patent No. 2276335, publ.).
Известные способы обладают общим недостатком - низкой точностью. Практика показала, что в момент прохождения датчика, колебания колес вагона оказывают существенное влияние на точность измерения, наличие дефектов на поверхности катания колес приводят к ударам большой интенсивности по измерительному участку. При взвешивании цистерн в движении возникают дополнительные проблемы - точность взвешивания существенно зависит от колебаний жидкости в момент прохождения вагонов по измерительному участку пути. Поэтому на подходе к измерительному участку (весам) на дистанции 70÷100 м должен быть «успокоительный участок». На этом участке необходимо:Known methods have a common drawback - low accuracy. Practice has shown that at the moment of passing the sensor, the vibrations of the car wheels have a significant impact on the accuracy of the measurement, the presence of defects on the surface of the wheels leads to high-intensity impacts on the measuring section. When weighing tanks in motion, additional problems arise - the accuracy of the weighing significantly depends on the fluctuations of the liquid at the time of passage of the cars along the measuring section of the track. Therefore, on the approach to the measuring section (weights) at a distance of 70 ÷ 100 m there should be a “restful section”. On this site you must:
- обеспечить прямолинейность рельс в пределах ±2 мм по вертикали и горизонтали;- ensure the straightness of the rail within ± 2 mm vertically and horizontally;
- обеспечить разновысокость рельс в пределах ±1 мм;- provide rails with different heights within ± 1 mm;
- обеспечить возможно высокую жесткость пути, для чего бетонные шпалы уложить с шагом 460÷500 мм с последующей тщательной двухнедельной подбивкой;- to provide the highest possible stiffness of the track, for which concrete sleepers should be laid in increments of 460–500 mm, followed by a thorough two-week tamping;
- перед «успокоительным участком» необходимо снизить скорость, чтобы иметь время для затухания колебаний вагона до его прохода по измерительному участку весов. Со стороны съезда с весов необходим такой же участок, но более короткий (20÷30 м).- in front of the “restful section” it is necessary to reduce the speed in order to have time for the damping of the car’s vibrations before it passes through the measuring section of the balance. From the side of the exit from the scales, the same section is needed, but shorter (20–30 m).
Для уменьшения динамической погрешности проводка состава через весы должна быть выполнена с постоянной скоростью без рывков и резких торможений. На величину динамических погрешностей весов оказывает влияние состояние подвижного состава и, в частности, состояние сцепки и колесных пар вагонов. Подобные проблемы возникают при взвешивании в движении на весах с использованием рельса тензометрического взвешивающего РТВ-Д (изделие зарегистрировано под номером 27297-05).To reduce the dynamic error, the composition must be run through the balance at a constant speed without jerking and sudden braking. The magnitude of the dynamic errors of the scales is influenced by the state of the rolling stock and, in particular, the condition of the coupler and wheel sets of cars. Similar problems arise when weighing in motion on a balance using a strain gauge rail RTV-D (product registered under number 27297-05).
Известны способы взвешивания на вагонных электронных весах (см., например, патент PB №2300084, опубл.), для определения перегруза вагонов. Эти способы делают акцент на учет неравномерности загрузки вагонов сыпучими грузами с целью обеспечения безопасности движения поездов. Способы требуют большого объема вычислений.Known methods of weighing on a wagon electronic scale (see, for example, patent PB No. 2300084, publ.), To determine the overload of wagons. These methods focus on accounting for the uneven loading of cars with bulk cargo in order to ensure the safety of train traffic. The methods require a large amount of computation.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату - прототипом - является способ определения массы транспортного средства - железнодорожного состава - по скорости движения (патент РФ №1059445, опубл.).The closest to the claimed technical solution according to the technical essence and the technical result achieved - the prototype - is a method of determining the mass of a vehicle - a train - by speed (patent of the Russian Federation No. 1059445, publ.).
Техническое решение по прототипу, в том числе, приемлемо для транспортных средств с электроприводом постоянного тока и обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с вышеприведенными аналогами, в частности, его использование исключает необходимость сооружения грузоприемной платформы с силоизмерительными датчиками и установку путевых сигнализаторов, что обусловливает снижение капитальных затрат и повышение надежности определения веса составов. Приводится вывод расчетной формулы для вычисления массы состава по скорости движения. Для расчета используются коэффициенты, значения которых приводятся в таблице. Измерение скорости осуществляется бесконтактным способом. Для осуществления способа требуется установка на поезде индуктора, а вдоль пути укладывается шлейф со скрещениями, в которых наводятся сигналы от индуктора, передаваемые в блок вычисления скорости и времени.The technical solution of the prototype, including, is acceptable for vehicles with DC electric drive and provides a number of advantages compared to the above counterparts, in particular, its use eliminates the need for the construction of a load-receiving platform with load sensors and the installation of track signaling devices, which leads to a reduction in capital costs and improving the reliability of determining the weight of the compositions. The derivation of the calculation formula for calculating the mass of the composition by speed For the calculation, coefficients are used, the values of which are given in the table. Speed measurement is carried out in a non-contact manner. To implement the method, it is necessary to install an inductor on the train, and along the path a loop with crosses is laid in which the signals from the inductor are induced, which are transmitted to the speed and time calculation unit.
Вместе с тем техническое решение по прототипу обладает и рядом недостатков, в частности:However, the technical solution for the prototype has a number of disadvantages, in particular:
- способ достаточно сложный, затратный и трудоемкий, что связано с необходимостью установки индуктора на поезде и укладки шлейфа вдоль пути;- the method is quite complex, costly and time-consuming, which is associated with the need to install an inductor on the train and lay the loop along the path;
- способ трудоемкий, что связано с необходимостью уточнения значений коэффициентов, входящих в расчетную формулу, для обеспечения необходимой точности определения массы;- the method is time-consuming, due to the need to clarify the values of the coefficients included in the calculation formula, to ensure the necessary accuracy of determining the mass;
- точность расчета массы железнодорожного состава зависит от точности математической модели, связывающей скорость движения и массу транспортного средства и включающей значительное количество параметров, значения которых требуют определения.- the accuracy of calculating the mass of the train depends on the accuracy of the mathematical model that relates the speed of movement and the mass of the vehicle and includes a significant number of parameters whose values require determination.
Задачей изобретения является создание способа оценки массы транспортного средства с электроприводом постоянного тока, упрощающего измерения, не требующего встраивания датчиков в элементы транспортного пути, а также в электрические цепи и элементы конструкции транспортного средства и при этом обеспечивающего необходимую точность измерения.The objective of the invention is to provide a method for estimating the mass of a vehicle with a DC electric drive, simplifying measurements, without requiring the integration of sensors in the elements of the transport path, as well as in electrical circuits and structural elements of the vehicle and at the same time providing the necessary measurement accuracy.
Технический результат - повышение эффективности оценки массы транспортного средства с электроприводом постоянного тока путем существенного сокращения энергетических, временных и финансовых затрат, без использования сложного и дорогостоящего технологического оборудования и без привлечения дополнительного персонала.EFFECT: increased efficiency of estimating the mass of a vehicle with a DC electric drive by significantly reducing energy, time and financial costs, without the use of complex and expensive technological equipment and without involving additional staff.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе оценки массы транспортного средства с электроприводом постоянного тока, включающем движение транспортного средства по контрольному участку с одновременным измерением пропорционального оцениваемой массе параметра, движение транспортного средства осуществляют с постоянной скоростью, а в качестве пропорционального оцениваемой массе параметра измеряют напряженность магнитного поля, целесообразно напряженность магнитного поля измерять устройством с измерительной шкалой, оттарированной в единицах массы, оптимально напряженность магнитного поля измерять феррозондом.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that in the method of estimating the mass of a vehicle with a direct current electric drive, including the movement of the vehicle along a control area with the simultaneous measurement of a parameter proportional to the estimated mass, the vehicle is moving at a constant speed, and as a proportional the estimated mass of the parameter is measured by the magnetic field, it is advisable to measure the magnetic field troystvom with a measuring scale, Tare in mass units, optimum magnetic field strength measured ferroprobes.
Изобретение поясняется чертежами, где представлены:The invention is illustrated by drawings, which represent:
на Фиг. 1 - дифференциальный феррозонд;in FIG. 1 - differential fluxgate;
на Фиг. 2 - внешний вид феррозонда;in FIG. 2 - appearance of a flux gate;
на Фиг. 3 - структурная схема измерительного устройства;in FIG. 3 is a block diagram of a measuring device;
на Фиг. 4 - функциональная схема измерительного устройства;in FIG. 4 is a functional diagram of a measuring device;
на Фиг. 5 - схема преобразователя для получения отрицательной полярности.in FIG. 5 is a diagram of a converter for producing negative polarity.
Изобретение основано на следующем.The invention is based on the following.
Измеряется величина напряженности магнитного поля, создаваемого тяговыми двигателями постоянного тока транспортного средства, например, локомотива. Как известно, величина тока, потребляемого тяговым двигателем, определяется величиной нагрузки на его валу, которая, в свою очередь, зависит от массы перевозимого груза и условий движения - скорости, особенностей данного участка пути (горка, уклон, качество железнодорожного полотна и др.).The magnitude of the magnetic field generated by traction DC motors of a vehicle, such as a locomotive, is measured. As you know, the magnitude of the current consumed by the traction motor is determined by the magnitude of the load on its shaft, which, in turn, depends on the mass of the transported cargo and traffic conditions - speed, features of a given section of the track (slide, slope, quality of the railway track, etc.) .
Ток двигателя вызывает постоянное, медленно меняющееся магнитное поле, напряженность которого может быть измерена. В предлагаемом решении используется известная связь между напряженностью магнитного поля, создаваемого двигателем постоянного тока, и нагрузкой на валу двигателя, определяющей массу железнодорожного состава.The motor current causes a constant, slowly changing magnetic field, the intensity of which can be measured. The proposed solution uses the well-known relationship between the magnetic field generated by a DC motor and the load on the motor shaft, which determines the mass of the train.
Для измерения могут использоваться различные датчики, в частности феррозонды. Феррозондовый метод измерения напряженности достаточно прост, хорошо изучен и позволяет добиться необходимой точности.Various sensors can be used for measurement, in particular flux probes. The flux-gate method for measuring tension is quite simple, well studied and allows to achieve the necessary accuracy.
Феррозонд обладает высокой чувствительностью и при измерении сильных магнитных полей не возникает необходимости его установки в непосредственной близости от двигателя или от силовых цепей питания двигателя. В качестве устройства индикации используется амперметр (микроамперметр), шкала которого проградуирована в единицах массы.The flux gate has high sensitivity and when measuring strong magnetic fields there is no need to install it in close proximity to the engine or from the power supply circuits of the engine. An ammeter (microammeter), the scale of which is calibrated in units of mass, is used as an indication device.
Практически место установки феррозонда значения не имеет - важно лишь, чтобы оно было одним и тем же, как при тарировании шкалы микроамперметра, так и при измерениях массы. Миллиамперметр может располагаться практически в любом удобном для наблюдения месте.In practice, the location of the installation of the flux gate does not matter - it is only important that it be the same, both when calibrating the microammeter scale and when measuring the mass. The milliammeter can be located in almost any convenient place for observation.
При движении локомотива на контрольном участке пути без состава с определенной постоянной, заранее набранной скоростью, снимается показание миллиамперметра, принимаемое за ноль массы груза. При движении с прицепленным составом на том же контрольном участке пути или на участке, аналогичном контрольному, с той же постоянной скоростью показание миллиамперметра соответствует массе перевозимого груза за вычетом суммарной массы тары вагонов, которая известна.When the locomotive moves on the control section of the track without a train with a certain constant, pre-set speed, a milliammeter is taken, which is taken as zero mass of the load. When driving with an attached train on the same control section of the track or on a section similar to the control, with the same constant speed, the milliammeter reading corresponds to the mass of the transported cargo minus the total tare weight of the wagons, which is known.
Таким образом, для достижения заявленного технического результата необходимо:Thus, to achieve the claimed technical result, it is necessary:
обеспечить контрольный участок пути или участок, аналогичный контрольному по своим параметрам, на котором производятся измерения и которому соответствует шкала измерительного прибора;provide a control section of the track or a section similar to the control in its parameters, on which measurements are made and to which the scale of the measuring device corresponds;
обеспечить движение в течение менее одной минуты на таком участке с той же постоянной скоростью, на которой производилась тарировка шкалы измерительного прибора.provide movement for less than one minute in such a section with the same constant speed at which the scale of the measuring device was calibrated.
снять показания с измерительного прибора устройства, реализующего заявляемый способ и представляющего собой феррозондовый преобразователь величины напряженности магнитного поля тягового двигателя в величину тока.to take readings from a measuring device of a device that implements the inventive method and is a fluxgate transducer of the magnitude of the magnetic field of the traction motor to the current value.
На Фиг. 1, а представлен дифференциальный феррозонд без дополнительной обмотки L3 (а): H - поле возбуждения феррозонда, Н0 - измеряемое магнитное поле, и схема включения дополнительной обмотки L3 (б), состоящий из двух пермаллоевых сердечников с обмоткой возбуждения L1, состоящей из двух половин. Одна половина обмотки возбуждения L'1 находится на одном сердечнике, другая L''1 (намотана встречно первой) - на другом. Диаметр провода обмотки возбуждения 0,3 мм, число витков каждой половины обмотки возбуждения 200. Намотка однослойная - виток к витку. Подключается к генератору импульсов. Поверх двух сердечников с обмотками L'1 и L''1 располагается измерительная обмотка L2 с числом витков 2000, диаметром провода 0,1 мм. Обмотка многослойная - виток к витку. Измерительная обмотка подключается к осциллографу, позволяющему наблюдать искажения прямоугольных импульсов напряжения при воздействии внешнего магнитного поля.In FIG. 1a, a differential fluxgate without an additional winding L 3 (a) is presented: H is the excitation field of the flux gate, H 0 is the measured magnetic field, and the circuit for switching on the additional winding L 3 (b), consisting of two permalloy cores with an excitation winding L 1 , consisting of two halves. One half of the field winding L ' 1 is located on one core, the other L'' 1 (wound counter-first) on the other. The diameter of the field winding wire is 0.3 mm, the number of turns of each half of the field winding 200. The winding is single-layer - turn to turn. Connects to a pulse generator. On top of two cores with windings L ' 1 and L'' 1 is a measuring winding L 2 with the number of turns 2000, wire diameter 0.1 mm. Multilayer winding - coil to coil. The measuring winding is connected to an oscilloscope, which allows you to observe the distortion of rectangular voltage pulses when exposed to an external magnetic field.
Для компенсации влияния посторонних источников предусмотрена дополнительная третья обмотка L3, расположенная поверх основных обмоток. Диаметр провода дополнительной обмотки 0,1 мм, число витков 500 с отводом от средней точки. Схема включения дополнительной обмотки L3 приведена на фиг. 1, б. Компенсация посторонних полей, а также поля, создаваемого двигателем при движении без груза, осуществляется переменным резистором R2 установкой нулевого значение тока, измеряемого микроамперметром (тип 4247 на 100 мкА) в отводе от средней точки обмотки L3. Для данного микроамперметра и напряжения источника 9 В величина резисторов R1 и R3 составляет порядка 2 кОм, R2 - 1 кОм.To compensate for the influence of extraneous sources, an additional third winding L 3 is provided, located on top of the main windings. The diameter of the additional winding wire is 0.1 mm, the number of turns is 500 with a tap from the midpoint. The circuit for connecting an additional winding L 3 is shown in FIG. 1 b Compensation of extraneous fields, as well as the field created by the motor when moving without load, is carried out by a variable resistor R 2 by setting the current value measured by a microammeter (type 4247 per 100 μA) to the tap from the midpoint of the winding L 3 . For this microammeter and a source voltage of 9 V, the value of resistors R 1 and R 3 is of the order of 2 kΩ, R 2 is 1 kΩ.
Дополнительная обмотка L3, кроме компенсации посторонних магнитных полей, используется и в качестве измерительной. При наличии магнитного поля, создаваемого тяговым двигателем постоянного тока, появляется ток, измеряемый микроамперметром, по значению которого оценивается величина напряженности магнитного поля двигателя.An additional winding L 3 , in addition to compensating for extraneous magnetic fields, is also used as a measuring one. In the presence of a magnetic field created by a DC traction motor, a current appears, measured by a microammeter, by the value of which the magnitude of the magnetic field of the motor is estimated.
Для защиты феррозонда от внешних воздействий используется защитный кожух, представляющий собой трубку из латуни. Внешний вид феррозонда и кожуха показан на Фиг. 2.To protect the fluxgate from external influences, a protective casing is used, which is a brass tube. The appearance of the flux gate and casing is shown in FIG. 2.
Структурная схема измерительного устройства, посредством которого реализуется способ, представлена на Фиг. 3.The block diagram of the measuring device by which the method is implemented is shown in FIG. 3.
Схема включает:The scheme includes:
- генератор импульсов, формирующий прямоугольные импульсы для обмотки возбуждения L1 феррозонда;- a pulse generator that generates rectangular pulses for the field winding L 1 of a flux gate;
- феррозонд, включающей три обмотки;- a flux gate including three windings;
- устройства регистрации и компенсации; в качестве устройств регистрации могут использоваться микроамперметр, осциллограф и др.- registration and compensation devices; a microammeter, an oscilloscope, etc. can be used as recording devices.
Функциональная схема измерителя представлена на Фиг. 4. Генератор импульсов выполнен на микросхеме DD1 (например, К561ЛА7), питающейся от источника 9 В. Генератор содержит три элемента И-НЕ. Частота импульсов регулируется переменным резистором R1 в диапазоне 2 - 200 кГц. На этих частотах генератор устойчиво работает при напряжении питания 9 В. Четвертый элемент И-НЕ микросхемы DD1 используется для уменьшения влияния обмотки возбуждения феррозонда на работу генератора.The functional diagram of the meter is shown in FIG. 4. The pulse generator is made on a DD1 chip (for example, K561LA7), powered by a 9 V source. The generator contains three AND-NOT elements. The pulse frequency is regulated by a variable resistor R 1 in the range of 2 - 200 kHz. At these frequencies, the generator operates stably at a supply voltage of 9 V. The fourth element of the NAND chip DD1 is used to reduce the effect of the excitation winding of the flux gate on the generator.
Величина напряженности магнитного поля, создаваемого тяговым двигателем, определяется по показанию микроамперметра. Влияние посторонних магнитных полей, а также поля, создаваемого двигателем при движении без груза, исключается установкой тока микроамперметра с помощью резистора R3 в ноль.The magnitude of the magnetic field generated by the traction motor is determined by the reading of a microammeter. The influence of extraneous magnetic fields, as well as the field created by the engine when driving without load, is eliminated by setting the microammeter current using resistor R 3 to zero.
В качестве выпрямительных диодов V1 и V2 могут использоваться обычные высокочастотные диоды (типа КД311).As rectifier diodes V 1 and V 2 can be used conventional high-frequency diodes (type KD311).
Как видно из Фиг. 4, схема требует двухполярного напряжения питания (+9 В и -9 В) относительно общей точки. Чтобы обойтись одним девятивольтовым источником, использовалась простая схема преобразователя для получения отрицательной полярности -9 В. Схема преобразователя представлена на Фиг. 5.As can be seen from FIG. 4, the circuit requires a bipolar supply voltage (+9 V and -9 V) relative to a common point. To dispense with a single nine-volt source, a simple converter circuit was used to obtain a negative polarity of -9 V. A converter circuit is shown in FIG. 5.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
Новый технический результат достигается за счет двух действий, выполняемых в следующей последовательности:A new technical result is achieved through two actions performed in the following sequence:
I) тарирование шкалы измерительного прибора (миллиамперметра);I) calibration of the scale of the measuring device (milliammeter);
II) собственно измерение массы транспортного средства.II) the actual measurement of the mass of the vehicle.
Тарирование шкалы осуществляется в следующей последовательности:Calibration of the scale is carried out in the following sequence:
1) выбирается участок пути с определенными параметрами, который объявляется контрольным. Например, прямолинейный горизонтальный (без уклонов) участок, длиной 200 м. Желательно выбирать участок с такими параметрами, которые наиболее характерны для предполагаемого маршрута движения состава;1) a section of the path with certain parameters is selected, which is declared as a control. For example, a rectilinear horizontal (without slopes) section, 200 m long. It is advisable to choose a section with parameters that are most characteristic of the proposed route of movement of the train;
2) осуществляется движение локомотива без состава по контрольному участку пути в определенном режиме (например, с постоянной скоростью). Время движения должно быть достаточно для снятия показания миллиамперметра, которое принимается за ноль массы груза;2) the locomotive is moving without a train along the control section of the track in a certain mode (for example, at a constant speed). The movement time should be sufficient to take a milliammeter reading, which is taken as zero mass of the load;
3) такое же движение по тому же участку (или аналогичному) осуществляется с прицепленным составом, масса груза которого известна. Показания миллиамперметра будут соответствовать массе груза минус суммарная масса тары вагонов, которая также известна;3) the same movement in the same section (or similar) is carried out with the attached train, the mass of the cargo of which is known. The milliammeter readings will correspond to the mass of the cargo minus the total tare weight of the wagons, which is also known;
4) для более точного тарирования шкалы и исключения ошибок действия, выполняемого в пункте 3, можно повторить с другой массой груза. Шкала тарированного миллиамперметра оказывается практически линейной.4) for a more accurate calibration of the scale and elimination of errors, the actions performed in paragraph 3 can be repeated with a different load mass. The scale of a calibrated milliammeter is almost linear.
При использовании метода на локомотивах одной марки нет необходимости в тарировании шкалы измерительного прибора для каждого локомотива в отдельности. Достаточно обеспечить лишь одинаковое место установки чувствительного элемента (феррозонда).When using the method on locomotives of the same brand, there is no need to calibrate the scale of the measuring device for each locomotive individually. It is enough to provide only the same installation location of the sensing element (flux gate).
Измерения массы груза железнодорожного состава необходимо производить при движении по контрольному (или аналогично контрольному) участку пути в том же режиме, что и при тарировании измерительного прибора.Measurement of the mass of the cargo of the train must be carried out while driving along the control (or similarly to the control) section of the track in the same mode as when calibrating the measuring device.
Таким образом, предлагаемый способ исключает необходимость встраивания датчиков в элементы железнодорожного полотна, в электрические цепи и в элементы конструкции локомотива, не требует сложного технологического оборудования, снижает затраты на измерения, обеспечивая при этом достаточную точность.Thus, the proposed method eliminates the need for embedding sensors in the elements of the railway track, in the electrical circuit and in the structural elements of the locomotive, does not require sophisticated technological equipment, reduces the cost of measurement, while ensuring sufficient accuracy.
Изобретение позволяет установить измерительное устройство практически в любом месте локомотива и использовать в качестве измерительного прибора миллиамперметр, что обеспечивает удобство фиксации результатов измерения помощником машиниста без привлечения дополнительного персонала.The invention allows you to install the measuring device almost anywhere in the locomotive and use a milliammeter as a measuring device, which provides the convenience of fixing the measurement results by the assistant engineer without involving additional personnel.
Предлагаемый способ отличается простотой использования. Устройство, реализующее способ, компактно, не содержит дорогостоящих элементов и не требует тщательного обслуживания. Подготовка устройства к работе заключается в тарировании шкалы измерительного прибора (миллиамперметра) в единицах массы.The proposed method is easy to use. A device that implements the method is compact, does not contain expensive elements and does not require careful maintenance. Preparation of the device for operation consists in taring the scale of the measuring device (milliammeter) in units of mass.
Практическое применение метода показало, что показания измерительного прибора не зависят от колебаний, связанных с колебаниями колес вагона, состоянием сцепки, наличием дефектов на поверхности катания колес, колебаниями жидкости в цистернах в момент прохождения вагонов по измерительному участку пути. Поэтому предварительного прохождения «успокоительного» участка не требуется, достаточно обеспечить постоянный режим работы двигателя и, следовательно, постоянную и определенную скорость без резких рывков и торможений. Возможные колебания в показаниях измерительного прибора не создают проблем, так как усредненное значение выявляется уже через 5÷10 с с момента начала наблюдения.Practical application of the method showed that the readings of the measuring device do not depend on fluctuations associated with vibrations of the wagon wheels, the condition of the coupling, the presence of defects on the surface of the wheels, the fluctuations of the liquid in the tanks at the time of passage of the cars along the measuring section of the track. Therefore, the preliminary passage of the "soothing" section is not required, it is enough to ensure a constant mode of engine operation and, therefore, a constant and definite speed without sudden jerks and braking. Possible fluctuations in the readings of the measuring device do not create problems, since the averaged value is detected after 5 ÷ 10 s from the moment of observation.
Заявляемый технический результат достигается при использовании в транспортных средствах тяговых электродвигателей постоянного тока без импульсного регулирования скорости, что является ограничительным фактором использования. Тем не менее, большое количество различных транспортных средств, в том числе подавляющее большинство грузовых электровозов ОАО «РЖД», имеют тяговые электродвигатели постоянного тока без импульсного регулирования скорости.The claimed technical result is achieved when using traction electric motors of direct current in vehicles without pulse speed control, which is a limiting factor of use. Nevertheless, a large number of different vehicles, including the vast majority of freight electric locomotives of Russian Railways, have traction DC motors without pulse speed control.
С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что поставленная задача - создание способа оценки массы транспортного средства с электроприводом постоянного тока, упрощающего измерения, не требующего встраивания датчиков в элементы транспортного пути, а также в электрические цепи и элементы конструкции транспортного средства и при этом обеспечивающего необходимую точность измерения - решена, а заявленный технический результат - повышение эффективности оценки массы транспортного средства с электроприводом постоянного тока путем существенного сокращения энергетических, временных и финансовых затрат, без использования сложного и дорогостоящего технологического оборудования и без привлечения дополнительного персонала - достигнут.Based on the foregoing, it can be concluded that the task is to create a method for estimating the mass of a vehicle with a DC electric drive, simplifying measurements, which does not require the integration of sensors in the elements of the transport path, as well as in electrical circuits and structural elements of the vehicle and at the same time providing the necessary measurement accuracy is solved, and the claimed technical result is an increase in the efficiency of estimating the mass of a vehicle with a DC electric drive by substantially Twain reduction of energy, time and costs, without using a complicated and expensive process equipment and without additional staff - reached.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестных на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the desired synergistic technical result.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области транспорта и может использоваться для определения массы железнодорожного состава или на других видах транспорта, где в качестве тяговых двигателей используются двигатели постоянного тока (трамвай, троллейбус, электромобиль, подъемно-транспортные средства и др.);- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, relates to the field of transport and can be used to determine the mass of the train or other types of transport, where DC motors (tram, trolleybus, electric vehicle, hoisting vehicles and other);
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object as described in the independent clause of the formula below, the possibility of its implementation using the means and methods described above and / or known from the prior art on the priority date is confirmed;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.
Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of the patentability conditions of “novelty”, “inventive step” and “industrial applicability” under applicable law.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105790A RU2620898C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for estimating vehicle weight with dc drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105790A RU2620898C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for estimating vehicle weight with dc drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2620898C1 true RU2620898C1 (en) | 2017-05-30 |
Family
ID=59031971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105790A RU2620898C1 (en) | 2016-02-19 | 2016-02-19 | Method for estimating vehicle weight with dc drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2620898C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763854C1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-01-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Apparatus for determining the full weight of the vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059445A1 (en) * | 1982-08-05 | 1983-12-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Method of weighing trains in motion |
| US6674023B2 (en) * | 2001-11-13 | 2004-01-06 | Alan Paine | Method and apparatus for weighing railroad cars |
| RU66809U1 (en) * | 2007-05-16 | 2007-09-27 | Анатолий Владимирович Дубина | WEIGHTING SYSTEM |
| WO2014166834A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Bayern Engineering Gmbh & Co. Kg | Transport rail system with weighing means |
-
2016
- 2016-02-19 RU RU2016105790A patent/RU2620898C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059445A1 (en) * | 1982-08-05 | 1983-12-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Method of weighing trains in motion |
| US6674023B2 (en) * | 2001-11-13 | 2004-01-06 | Alan Paine | Method and apparatus for weighing railroad cars |
| RU66809U1 (en) * | 2007-05-16 | 2007-09-27 | Анатолий Владимирович Дубина | WEIGHTING SYSTEM |
| WO2014166834A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Bayern Engineering Gmbh & Co. Kg | Transport rail system with weighing means |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763854C1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-01-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Apparatus for determining the full weight of the vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10837822B2 (en) | Vehicle weighing scale that determines when the wheels enter or exit a side based on an unbalance current | |
| Chan et al. | Wheel loads from highway bridge strains: field studies | |
| JP2015145577A (en) | Conversion method of static deflection in railroad bridge, and calculation method of impact coefficient | |
| SE1150470A1 (en) | Method for determining the deflection and / or stiffness of a supporting structure | |
| RU2620898C1 (en) | Method for estimating vehicle weight with dc drive | |
| CN104006731A (en) | Centering sensing device and displacement detection method thereof | |
| Naganuma et al. | Development of an inertial track geometry measuring trolley and utilization of its high-precision data | |
| RU2564553C2 (en) | Method to record travel of rolling stock wheelsets and device for its realisation | |
| KR100861925B1 (en) | Magnetic levitation control device for a magnetic levitation propulsion train and the method thereof | |
| RU2513338C1 (en) | Estimation of track state | |
| RU2724986C1 (en) | Method of measuring vertical, longitudinal and lateral forces acting on side frame of bogie from axle box unit during car movement, and device for implementation thereof | |
| CN206107240U (en) | Torque controlling means of train traction dc -to -ac converter | |
| JP6719111B2 (en) | Rail wear measuring method using eddy current sensor and its measuring device | |
| RU2717286C1 (en) | System for determination of bulk density and contamination with non-magnetic materials of metal scrap in open wagons in railroad train | |
| RU206048U1 (en) | Weighing device for railway rolling stock | |
| RU2604115C1 (en) | System for determination of bulk density of cargo in open wagons in rolling stock | |
| JP7482584B2 (en) | Bridge deflection measurement method, deflection measurement device, and bridge deflection measurement program | |
| Nikishechkin et al. | Estimating Cargo Weight of Dump Truck | |
| RU2394251C1 (en) | Method of determining external interference at centre of magnetic induction gauge | |
| RU2507486C1 (en) | Method to weigh railway objects | |
| RU2239798C2 (en) | Method of weighing vehicle | |
| CN106428034A (en) | Torque control device of traction invertor of train | |
| RU2390735C1 (en) | Method of weighing railway objects | |
| Nikishechkin et al. | Fluxgate Sensors for Onboard Weighing Systems of Heavy-Duty Dump Trucks | |
| Manea et al. | System for measurement of interaction forces between wheel and rail for railway vehicles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210220 |