SU969563A1 - Устройство контрол скольжени колесных пар подвижного состава - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к железно дорожному транспорту, а именно к системам, противодействующим скольжению колесных пар, и может быть при менено на локомотивах, электропоезда и других железнодорожных транспортных средствах. Известно устройство контрол  скол жени  колесных пар подвижного состава ,, содержащее на каждую колесную пару триггер, и последовательно соединенные частотный датчик скорости вращени  колесной пары, формирователь импульсов и одновибратор, датчик эталонной скорости,l. Длительность цикла обнаружени  проскальзывани  колесной пары в уст ройстве-прототипе , зависит от чувствительности (порога срабатывани ) устройства, а также от величины, ускорени  (замедлени ) скольз щей колесной пары. Если выходом устройства прототипа считать выход второго разр да счетчика (что завышает оценку быстродействи ), то наибольша  длительность цикла обнаружени  проскаль зывани  при чувствительности, равной 10% и отсутствии ускорени  будет составл ть 10 периодов следовани  импульсов от датчика скорости (при чувствительности 5 соответственно 20 периодов). Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства контрол  скольжени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено логическими элементами запрета, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход ко торого  вл етс  выходом устройства и соединен с одним из управл ющих входов одновибратора, другой управл ющий вход которого соединен с выходом датчика эталонной скорости, выход одновибратора соединен с разрешающим входом первого элемента запрета и с запрещающим входом второго элемента запрета, разрешающий вход которого объединен с запрещающим входом первого элемента запрета и подключен к выходу формировател  импульсов . На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства (с целью упрощени  показана цепь конт рол  скольжени  только одной колесной пары) ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.З вариант принципиальной схемы управлени  одновибратора. Устройство контрол  скольжени  содержит частотный датчик 1 скорости вращени  олесной пары, соединенный в последовательную цепь с формирователем 2 импульсов и одновибратором 3, один из управл ющих входов которого соединен с датчиком k эталонной скорости , а другой - с выходом триггера 5, входы которого соединены с выходами элементов 6 и 7 запрета, подклю ; )енных входами к выходам формировател  2 импульсов и одновибратора 3Частотный датчик 1 вырабатывает сигнал переменного тока, частота которого пр мо пропорциональна скорости вращени  колесной пары, формирователь 2 из сигнала датчика 1 формирует пр моугольные импульсы, длительность которых обратно пропорциональна скорости вращени  колесной пары. Эти импуль сы поступают на соответствующие входы логических элементов 6 и 7 запрета и одновременно своим передним фронтом запускают управл емый одновибратор 3. Последний вырабатывает пр моугольные импульсы, длительность которых обратно пропорциональна величине напр жени  на первом управл ющем входе одновибратора , св занном с выходом датчика k эталонной скорости. Параметры схемы одновибратора 3 вы браны так, что при вращении контролируемой колесной пары без скольжени  длительность Тд импульсов одновибратора 3 несколько меньше длительности TK импульсов на выходе формировател  т - т к . 9-1 2. Относительна  разность тельности импульсов соответствует требуемой чувствительности Е определени  проскальзывани  Тк - Т 96 4 В свою очередь, чувствительность j (порог срабатывани ) определ етс  формулой УК- W где Vv окружна  скорость вращени  контролируемой колесной пары в момент срабатывани  устройства; эталонна  скорость, соответствующа  порогу срабатывани . Исход  из сказанного выше и в соответс9вии со схемой на фиг. 1, при нормальном вращении колесной пары (без скольжени ) на выходе элемента 7 запрета имеетс  последовательность разностных импульсов, тогда как на выходе элемента 6 запрета така  последовательность отсутствует. Триггер 5 находитс  в нулевом состо нии и на его выходе отсутствует сигнал скольжени . Если контролируема  колесна  пара начинает проскальзывать (например боксовать), то длительность Т импульсов формировател  2 начинает уменьшатьс . В тот момент, когда относительна  разность контролируемой и эталонной скоростей станет равной порогу срабатывани  (2), будет выполн тьс  равенство. Т,, Тэ . (3) в следующий цикл мен етс  соотношение длительностей Т и Т (Т становитс  меньше, чем Т), в результате чего по вл етс  разностный импульс на выходе первого элемента 6 запрета, триггер 5 устанавливаетс  единичное состо ние, соответствующее наличию скольжени  (фиг. 2). Таким образом, с помощью элементов 6 и 7 запрета производитс  логическое вычитание сигналов формироват л  2 и одновибратора 3, и в зависимости от соотношени , их длительностей триггер 5 устанавливаетс  либо в единичное состо ние (наличие скольжени ), либо в нулевое состо ние (нормальное вращение). При этом контроль скольжени  повтор етс  с приходом каждого импульса от датчика скорости , что повышает быстродействие предлагаемого устройства в сравнении с прототипом. Если на выходе устройства имеетс  сигнал наличи  скольжени , то отмена этого сигнала должна, как правило, производитьс  при величине относительной разности скоростей меньшей, чем величина, при которой был выработан сигнал скольжени . Иначе гово р  порог , срабатывани  устройства должен быть Сольше, чем порог 2 отмены сигнала скольжени , т.е. устройство контрол  должно обладать гис терезибной характеристикой вход-выход . Дл  обеспечени  этого услови  управл емый одновибратор 3, вход щий в состав устройства, содержит второй управл ющий вход, соединенный с выходом триггера 5. Если триггер 5 устанавливаетс  в единичное состо ние (наличие скольжени ), по вл етс  сиг нал на втором управл ющем входе одновибратора , который перестраиваетс  на другую длительность Тд вырабатываемого импульса. При этом, установка триггера 5 s нулевое состо ние будет произв;здена при другом значеНИИ относительной разности скоростей равном Е , причем ) и .,2.-1 Таким образом, обеспечиваетс  гистерезисна  характеристика срабатывани  устройства контрол  скольжени . Управл емый одновибратор 3 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг. 3. Он содержит последовательно соединенные интегратор и компаратор напр жений. Интегратор состоит из операционного усилител  8, конденсатора 9, резисторов 10 и 11 и ключевого элемента 12. Компаратор состоит из операционного усилител  13, ключевого элемент.а I, источников и и 1/2 посто нного напр жени . Кроме того, одновибратор содержит дифференцирующий элемент 15- Вход 16 ад одновибратора  вл етс  входом запуска , входы 17 и 18 - управл ющими входами . Выходом управл емого одновибратора  вл етс  выход усилител  13.

В исходном состо нии на выходе усилител  8 имеетс  напр жение, образованное в результате интегрировани  напр жени  датчика k эталонной скорости. Это напр жение по величине превышает напр жение каждого из источников у и и„. При поступлении на вход 16 переднего фронта импульса от формировател  2 дифференцирующий элемент 15 формирует короткий импульс , который приводит к замыканию ключа 12 на непродолжительное врем , достаточное дл  разр да конденсатора 9. Цепь быстрого разр да конденсатора 9 образована резистором 11 9

Гистерезисна  характеристика устройства обеспечиваетс  наличием в ,;,. одновибраторе 3 двух источников посто нного напр жени  (U и U, I/ ) 35 и ключевого элемента , управл емого сигналом с выхода триггера 5. При срабатывании переключател  1 увеличиваетс  длительность выходного импульса одновибратора 3, что, как быДлительность цикла контрол  скольжени  в предлагаемом устройстве в

45 отличие от прототипа составл ет один период следовани  сигналов от датчика скорости колесной пары и не зависит от выбранного порога срабать вани . Последний может быть изменен

JQ путем изменени  величины напр жени  источников и и U, Предлагаемое устройство в описанном выше варианте предназначено дл  контрол  боксовани  колесных пар. Оно может с незнаJJ чительными дополнени ми быть использовано и дл  контрол  Ю9а.

Предлагаемое устройство контрол  скольжени , снабжённое управл емым одновибраторому двум  логическими 636 И КЛЮЧОМ 12. Разр д конденсатора приводит к снижению до нулевого уровн  напр жени  на выходе усилител  8 и соответственно к скачкообразному изменению уровн  выходного сигнала компаратора 13. Таким образом, формируетс  передний фронт выходного импульса одновибратора 3. Одновременно, с размыканием ключа 12, начинаетс  процесс интегрировани  напр жени , поступающего на вход 17 одновибратора от датчика А эталонной скорости. Напр жение на выходе усилител  8 возрастает, причем скорость нарастани  пр мо пропорциональна величине . напр жени  датчика k эталонной скорости , В этот момент, когда напр жение на выходе усилител  8 достигнет определенного значени (определ емого, в зависимости от положени  ключа 1A, величиной напр жени  и-,или Un), происходит обратное скачкообразное изменение уровн  напр жени  на выхоД усилител  13, т.е. возвращение компаратора в исходное состо ние. Таким образом, длительность выходного импульса одновибратора 3, вырабатываемого в ответ на каждый импульс формировател  2, обратно пропорциональна эталонной скорости. ло показано выше, приводит к уменьшению порога срабатывани  устройства при отмене сигнала скольжени . элементами запрета, позвол ет повысить скорость обнаружени  проскальзы вани  колесных пар. Это дает возможность повысить эффективность защиты от скольжени  при низких скорост х вращени  колесных пар и (или снизить требовани  к наиболее ответственному узлу защиты - частотному датчику скорости в отношении его разрешающей способности, т.е. числа импульсов выходного напр жени , вырабатываемых за один оборот колесной пары. формула изобретени  Устройство контрол  скольжени  колесных пар подвижного состава, содержащее нд каждую колесную пару триг rep и последовательно соединенные частотный датчик скорости вращени  колесной пары, формирователь импульсов и одновибра тор, а также датчик ф«г. f эталонной скорости, отличаю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , оно снабжено логическими элементами запрета, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход которого  вл етс , выходом устройства и соединен с одним из управл ющих входов одновибратрра , другой управл ющий вход которого соединен с выходом датчика эталонной скорости, выход одновибратора соединен с разрешающим входом первого элемента запрета и с запрещающим входом второго элемента запрета, разрешающий вход которого объединен с запрещающим входом первого элемента запрета и подключен к выходу формировател  импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 578205, кл. В 60 L 3/10, 1976.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство контроля скольжения колесных пар подвижного состава, содержащее нА каждую колесную пару триггер и последовательно соединенные частотный датчик скорости вращения колесной пары, формирователь импульсов и одновибратор, а также датчик эталонной скорости, отли чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено логическими элементами запрета, выS ходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход которого является выходом устройства и соединен с одним из управляющих входов одновибраЮ тора, другой управляющий вход которого соединен с выходом датчика эталонной скорости, выход одновибратора соединен с разрешающим входом пер· вого элемента запрета и с запрещаю15 щим входом второго элемента запрета, разрешающий вход которого объединен с запрещающим входом первого элемента запрета и подключен к выходу формирователя импульсов.