SK285922B6 - Zariadenie na monitorovanie adhézie elektrického železničného vozňa - Google Patents

Abstract

Monitorovacie zariadenie na monitorovanie adhéziehnacej jednotky elektrického železničného vozňa zahŕňa regulačnú jednotku (18) na regulovanie elektrickej energie privádzanej do motora (12) hnacej jednotky a monitorovaciu jednotku (22) na napájanieregulačného stupňa (18) referenčným signálom generovaným na základe aspoň jedného prevádzkového parametra motora s cieľom regulovať preklzávanie kolies hnacej jednotky. Monitorovacie zariadenie ďalejzahŕňa prostriedok na generovanie aktivačného signálu CCorr kvôli aktivácii monitorovacieho zariadenia a prostriedok (27) na zavedenie aktivačného signálu CCorr do referenčného signálu Cons na generovanie modifikovaného referenčného signálu.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na monitorovanie adhézie hnacej jednotky elektrického železničného voza. Vynález sa rovnako týka napájacieho systému na napájanie hnacej jednotky zahrnujúceho uvedené monitorovacie zariadenie.

Doterajší stav techniky

Ako je známe z doterajšieho stavu techniky, aby hnacia sila prenesená na hnacie kolesá železničného voza bola primeraná adhézii uvedených kolies, dotyčná hnacia jednotka železničného voza zahrnuje zariadenie na monitorovanie adhézie.

Toto zariadenie zvyčajne zahrnuje jednotku na reguláciu výkonu motora hnacej jednotky (ďalej bude táto jednotka označovaná iba ako regulačná jednotka) a jednotku na monitorovanie adhézie, ktorá vysiela do regulačnej jednotky referenčný signál generovaný na základe aspoň jedného prevádzkového parametra motora s cieľom regulácie prekízavania kolies pri hnacej jednotke, t. j. s cieľom obmedziť alebo dokonca vylúčiť toto preklzávanie.

Uvedené zariadenie umožňuje obmedzenie alebo dokonca vylúčenie počiatočnej fázy preklzävania kolies, hlavne keď dotyčný železničný voz štartuje.

Ale pri tomto zariadení pretrvávajú určité problémy, hlavne s tým, že toto zariadenie umožňuje stále ešte príliš značné preklzávanie kolesa na koľajnici a spôsobuje okamžité straty adhézie.

Cieľom vynálezu je teda riešenie uvedeného problému.

Podstata vynálezu

Uvedený problém je riešený vynálezom, ktorého predmetom je zariadenie na monitorovanie adhézie hnacej jednotky elektrického železničného voza (ďalej bude toto zariadenie označované iba ako monitorovacie zariadenie), pričom toto zariadenie zahrnuje jednotku na reguláciu elektrickej energie privádzanej do motora hnacej jednotky (ďalej bude táto jednotka označovaná iba ako regulačná jednotka) a jednotku na monitorovanie adhézie (ďalej bude táto jednotka označovaná iba ako monitorovacia jednotka), ktorá vhodným spôsobom vysiela do regulačnej jednotky referenčný signál generovaný na základe aspoň prvého prevádzkového parametra motora s cieľom regulácie preklzávania kolies hnacej jednotky, pričom monitorovacie zariadenie ďalej zahrnuje prostriedok na generovanie signálu kvôli aktivácii monitorovacieho zariadenia (ďalej bude tento signál označovaný iba ako aktivačný signál) a prostriedok na zavedenie aktivačného signálu do referenčného signálu kvôli vyslaniu modifikovaného referenčného signálu, pričom podstata monitorovacieho zariadenia spočíva v tom, žc prostriedok na generovanie aktivačného signálu zahrnuje prostriedok na meranie druhého prevádzkového parametra motora a prostriedok na detekciu smeru zmeny uvedeného druhého parametra medzi predchádzajúcimi po sebe nasledujúcimi aktiváciami kvôli určeniu znamienka aktivačného signálu zavedeného do referenčného signálu pri ďalšom budení.

V dôsledku toho je možné na hnacie kolesá nepretržite prenášať maximálny točivý moment.

Monitorovacie zariadenie podľa vynálezu rovnako môže mať nasledujúce znaky, ktoré sa môžu uvažovať samostatne alebo v technicky možnej kombinácii:

Referenčný signál je generovaný na základe tretieho prevádzkového parametra motora, pričom aktivačná jednotka zahrnuje prostriedok na porovnanie hodnoty uvedeného tretieho prevádzkového parametra s vopred stanovenou prahovou hodnotou (tento prostriedok bude ďalej označovaný iba ako porovnávací prostriedok), pričom uvedený prostriedok na generovanie aktivačného signálu je schopný zmeny amplitúdy aktivačného signálu v závislosti od výsledku uvedeného porovnania.

Referenčný signál je tvorený referenčným signálom zastupujúcim točivý moment motora.

Prvý parameter je generovaný na základe merania akcelerácie motora.

Druhý parameter je generovaný na základe merania točivého momentu motora.

Tretí parameter je generovaný na základe merania akcelerácie motora.

Predmetom vynálezu je rovnako regulačný systém na reguláciu elektrickej energie privádzanej do motora hnacej jednotky elektrického železničného voza, pričom tento regulačný systém zahrnuje napájači obvod na napájanie motora elektrickou energiou, pričom podstata tohto regulačného systému spočíva v tom, že ďalej zahrnuje monitorovacie zariadenie na monitorovanie adhézie hnacej jednotky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález sa lepšie pochopí z nasledujúceho opisu príkladu vyhotovenia vynálezu, v ktorom sú odkazy na priložené výkresy, na ktorých:

Obr. 1 zobrazuje blokovú schému štruktúry regulačného systému podľa vynálezu určeného na reguláciu elektrickej energie privádzanej do hnacej jednotky.

Obr. 2 zobrazuje štruktúru monitorovacieho zariadenia podľa vynálezu.

Obr. 3 zobrazuje závislosť sily, ktorá sa prenáša na hnacie kolesá, od preklzävania týchto hnacích kolies.

Obr. 4 zobrazuje krivky časovej závislosti referenčného signálu privedeného do regulačnej jednotky, akcelerácie motora a preklzävania kolies.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 zobrazuje blokovú schému regulačného systému 10 na reguláciu elektrickej energie privádzanej do motora 12 hnacej jednotky elektrického železničného voza.

Motor 12 sa napája elektrickou energiou zo zdroja 14 elektrickej energie, pričom napájanie motora 12 elektrickou energiou je regulované regulačnou jednotkou 18.

Je nutné upozorniť na to, že regulačná jednotka 18 je zostavená z konvenčných prvkov, ktoré sú vhodné pre žiaducu funkciu regulačnej jednotky, t. j. na reguláciu točivého momentu motoru 12 okolo hodnoty, pri ktorej sa motor môže prevádzkovať, na základe referenčného signálu Cmanip- Regulačná jednotka 18 teda nie je v uvedenom texte podrobnejšie opísaná.

Regulačný systém 10 v rámci vynálezu zahrnuje monitorovacie zariadenie 20.

Monitorovacie zariadenie 20 okrem regulačnej jednotky 18 zahrnuje monitorovaciu jednotku 22, ktorá vysiela referenčný signál do regulačnej jednotky 18 s cieľom preniesť maximálny točivý moment na hnacie kolesá.

Ako je to zrejmé z obr. 1, monitorovacia jednotka 22 prijíma vstupné signály zodpovedajúce prevádzkovým parametrom motora 12, pričom tieto signály vysiela procesná jednotka 24 na základe meracieho signálu V indikujúceho meranie rýchlosti otáčania motora 12, pričom signál

V vysiela vhodný senzor 26.

Procesná jednotka 24 konkrétne vysiela signál gama zodpovedajúci akcelerácii motora 12 a signál Dgama zodpovedajúci derivácii akcelerácie motora 12 podľa času, pričom signál Dgama je použitý na zvýšenie reaktivity monitorovacieho zariadenia.

Monitorovacia jednotka 22 rovnako prijíma merací signál V indikujúci rýchlosť otáčania motora 12 a signál C_m zodpovedajúci hodnote odhadnutého elektromagnetického točivého momentu motora 12, pričom signál C_m vysiela regulačná jednotka 18, ktorá zasa prijíma tak merací signál

V vyslaný senzorom 26, ako i meracie signály IS1 a IS2 indikujúce dve merania elektrického prúdu privádzaného do motora 12 v prípade, že motor 12 je tvorený trojfázovým motorom, pričom v prípade, že motor 12 je tvorený jednosmerným motorom, stačí jediné meranie elektrického prúdu.

Na základe signálu gama zodpovedajúceho akcelerácii motora 12, signálu Dgama zodpovedajúceho derivácii akcelerácie motora 12 podľa Času a signálu C_ra zodpovedajúceho hodnote odhadnutého elektromagnetického točivého momentu motora 12, monitorovacia jednotka 22 generuje aktivačný signál C_Cotr pre aktiváciu monitorovacieho zariadenia s cieľom vyslať modifikovaný referenčný signál.

Aktivačný signál C_Corr je tvorený signálom vyslaným na vstup do prostriedku 27, v ktorom sa odpočíta od referenčného signálu C^p s cieľom generovať referenčný signál Cons vyslaný na vstup regulačnej jednotky 18.

Je zrejmé, že aktivačný signál C_Corr spôsobuje posun referenčného signálu Cons proti referenčnému výstupu regulátora.

V nasledujúcom texte bude podrobne opísané vyhotovenie monitorovacej jednotky 22, pričom tu budú odkazy na obr. 2.

Monitorovacia jednotka 22 zahrnuje prvú čiastkovú monitorovaciu jednotku 22a na tvarovanie aktivačného signálu C_Corr a hlavne na vypočítanie amplitúdy tohto signálu a druhú čiastkovú monitorovaciu jednotku 22b na stanovenie znamienka aktivačného signálu C_Con·· Ako je to zrejmé z obr. 2, prvá čiastková monitorovacia jednotka 22a zahrnuje pamäťový prostriedok 28 na uloženie absolútnej hodnoty signálu gama medzi dvoma po sebe idúcimi aktiváciami.

Výstup pamäťového prostriedku 28 je spojený s porovnávacím členom 30, ktorý porovnáva uloženú hodnotu s maximálnou prahovou hodnotou gama^.

Výstup porovnávacieho člena 30 je spojený so vstupom tvarovacieho obvodu 32 na zvýšenie amplitúdy aktivačného signálu C_Corr proti amplitúde predchádzajúceho aktivačného signálu, keď hodnota uložená do pamäťového prostriedku 28 je menšia ako prahová hodnota gama„,_M a kvôli zníženiu uvedenej amplitúdy, keď hodnota uložená do pamäťového prostriedku 28 je väčšia ako prahová hodnota gama_nlM.

Druhá čiastková monitorovacia jednotka 22b prijíma na vstupe signál C_m zodpovedajúci odhadnutej hodnote elektromagnetického točivého momentu motora 12 a deteguje smer zmeny elektromagnetického točivého momentu medzi dvoma po sebe idúcimi excitáciami.

S cieľom realizovať uvedenú funkciu druhá čiastková monitorovacia jednotka 22b zahrnuje pamäťový prostriedok 34 na uloženie hodnoty signálu C_m(n-1) zodpovedajúceho hodnote elektromagnetického točivého momentu motora 12 pri predchádzajúcej aktivácii a porovnávací člen 36 na porovnanie hodnôt signálov C_m(n) a C_m(n-1) dvoch predchádzajúcich po sebe idúcich aktivácii.

Výstup porovnávacieho člena 36 je spojený s filtrom 38, ktorý tvaruje výstup porovnávacieho člena 36 s cieľom regulovať bistabilné hradlo 40 takým spôsobom, že keď sa deteguje zníženie elektromagnetického točivého momentu, zmení sa znamienko aktivačného signálu, a keď sa deteguje zvýšenie elektromagnetického točivého momentu, znamienko aktivačného signálu zostáva nezmenené.

Ako je to zrejmé z obr. 2, výstup prvého čiastkového monitorovacieho člena 22a a výstup druhého čiastkového monitorovacieho člena 22b sú spojené s násobiacim obvodom 42, ktorého vstup predstavuje aktivačný signál C_Corr, ktorý je zavedený do referenčného signálu sčítačkou 27. Monitorovacia jednotka 22 ďalej zahrnuje tretiu čiastkovú monitorovaciu jednotku alebo stabilizačnú jednotku 22c, ktorá na základe signálov gama, Dgama a V vysiela stabilizačný signál Stab s cieľom stabilizovať systém v bode rovnováhy, v ktorom točivý moment motora 12 sa rovná točivému momentu prenesenému na koľajnicu, pričom signál Stab je zavedený do signálu C_c„„ sčítačkou 43.

Sčítačka 43 je spojená s filtrovacím obvodom 44 kvôli obmedzeniu výsledného signálu tak, aby hodnota výsledného signálu neprekročila hodnotu referenčného signálu C '-'mantp·

V nasledujúcom texte je uvedený opis funkcie opísaného monitorovacieho zariadenia 20, pričom v tomto opise sú odkazy na obr. 3 a 4, pričom obr. 3 zobrazuje závislosť točivého momentu C_m (krivka I) a sily prenášanej na veniec kolesa C_c (krivka II) na preklzávanie G, pričom obr. 4 zobrazuje časové priebehy referenčného signálu Cons, signálu gama a preklzávania G.

Na obr. 3 sa predpokladá, že zariadenie je stabilizované v bode A, v ktorom hodnota signálu gama je nulová.

V tomto stabilnom stave monitorovací stupeň budí monitorovacie zariadenie tým, že zmení referenčný signál Cons tak, aby urobil hodnotu signálu C_m zodpovedajúcu hodnote elektromagnetického točivého momentu motora 12 vyššiu ako prenesený točivý moment (bod A').

Táto modifikácia spôsobí väčšie preklzávanie a signál gama sa stane pozitívnym.

Ako sekcia na uvedené budenie stabilizačná jednotka 22c upraví referenčný signál Cons tak, aby sa signál gama stal nulový, čim stabilizuje monitorovacie zariadenie (bod B).

S cieľom generovať ďalšie budenie monitorovacia jednotka 22 monitoruje smer zmeny hodnoty signálu C_m medzi po sebe idúcimi budeniami tak, aby stanovila znamienko aktivačného signálu C_ConAko je to zrejmé z obr. 3, pre aktivácie zodpovedajúce bodom B', C' a D' znamienko aktivačného signálu C_ColT zostáva nezmenené.

Naopak, pri ďalšej aktivácii zodpovedajúcej bodu E' sa zmení znamienko rozdielu medzi točivými momentmi, čo vedie k zmene znamienka hodnoty aktivačného signálu C_Corr a ku generovaniu relatívneho zníženia preklzávania G a zmeny znamienka hodnoty signálu gama. Ako reakciu stabilizačná jednotka 22c spôsobí zvýšenie hodnoty referenčného signálu Cons s cieľom opätovného stabilizovania monitorovacieho zariadenia (bod F).

Je teda zrejmé, že pôsobenie aktivačnej jednotky 22 umožňuje udržať točivý moment motora vnútri rozmedzia optimálnych hodnôt a preniesť na hnacie kolesá maximálny točivý moment povolený dostupnou adhéziou.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Monitorovacie zariadenie na monitorovanie adhézie hnacej jednotky elektrického železničného voza, pričom monitorovacie zariadenie zahrnuje regulačnú jednotku (18) na reguláciu elektrickej energie privádzanej do motora (12) hnacej jednotky a monitorovaciu jednotku (22) na napájanie regulačnej jednotky (18) referenčným signálom Cons generovaným na základe aspoň jedného prevádzkového parametra gama motora (12) kvôli regulácii preklzávania kolies hnacej jednotky, pričom monitorovacie zariadenie ďalej zahrnuje prostriedok na generovanie aktivačného signálu kvôli aktivácii monitorovacieho zariadenia a prostriedok (27) na zavádzanie aktivačného signálu do referenčného signálu Cons kvôli generovaniu modifikovaného referenčného signálu, vyznačujúce sa tým, že prostriedok na generovanie aktivačného signálu zahrnuje prostriedok na meranie druhého prevádzkového parametra C_m motora (12) a prostriedok na detekciu smeru zmeny druhého prevádzkového parametra C_m medzi dvoma predchádzajúcimi po sehe nasledujúcimi aktiváciami kvôli stanoveniu znamienka aktivačného signálu zavedeného do referenčného signálu Cons pri nasledujúcom budení, pričom zariadenie je ďalej upravené na generovanie prvého parametru na základe merania akcelerácie motora a na generovanie druhého parametru na základe merania točivého momentu motora (12).
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že je upravené na generovanie referenčného signálu na základe tretieho prevádzkového parametru gama, pričom aktivačná jednotka zahrnuje porovnávací prostriedok na porovnanie hodnoty tretieho parametru gama s vopred stanovenou prahovou hodnotou garna_mllX, pričom prostriedok na generovanie aktivačného signálu je určený na zmenu amplitúdy aktivačného signálu podľa výsledku uvedeného porovnania.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že je upravené na vytvorenie referenčného signálu na základe točivého momentu motora (12).
4. 4. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 2 až 3, v y značujúce sa tým, že je upravené na generovanie tretieho parametru na základe merania akcelerácie motora (12).
5. 5. Regulačný systém na reguláciu elektrickej energie privádzanej do motora hnacej jednotky elektrického železničného voza, pričom regulačný systém zahrňuje obvod (14) na napájanie motora (12) elektrickou energiou, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahrnuje zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 4 na monitorovanie adhézie hnacej jednotky.