SU552016A3 - Устройство дл защиты от боксовани рельсового экипажа - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО дл  ЗАЩИТЫ от КОКСОВАНИЯ

(54) |РЕЛЬСОВОГО ЭКИПАЖА

Изобретение относитс  к рельсовым транспортным средствам, содержащим ведущие колеса, приводимые во вращение т говым даигателем.

Известно устройство дл  защиты от боксовани  рельсового экипажа, имеющего по крайней мере одну систему т гового привода с двигателем, св занным зубчатш передачей с ведущими колесамн , содержащее блок регулировани  т гового усили  привода и размещенкьш в стстеме т гового привода датчик сигнала, соединенный через элемент сравнени  с блоком регулировани  т гового j тта  двигател . В известном устройстве датчик измер ет, например, частоту вращени  ведущих колес или их угловые ускорени .

Цель изобретени  - такое усоверщенствование устройства, которое позволило бы реализовьтать максимальную силу т ги рельсового экипажа.

Эта цель достигаетс  тем, что ко входу элемента сравнени  подключен датчик механических колебаний элемента системы т гового привода. С целью повыщени  надежности работы устройство может быть снабжено полосовым фильтром, способным работать на собственной частоте колеба1шй системы т гового привода и включенным между датчиком механических колебаний и элементом сравнени .

Датчик мекавических колебаний может быт уствновлен в cefpbre кожуха зубчатой переда в1.

На фиг. 1 приведена принципиальнее блок-схема устройства; на фиг. 2 - характеристика вход-выход ограничивающего усилител , вхо д пкго в блок-схему на . ; на фиг, 3 размещение датчика (ханическ х колебпний в т говом приводе, варнакт; ш фщ. 4 - швисимость т гового усили  F от разницы ДУ между окружной скоростью ведущего колеса . и скоростью рельсового зютажа.

Ш фкт. 1 показало сипоаов и у равл пцм оборудование дл  т гового двитател  рельсоврга экипажа. Якорь двигател  1 питаетс  посто и}а 1М током, подаваемым известным способом от выводов 2 сети переменнаго тока через управл емый силовой вьшр митель 3. Он вырабатывает посто нж )е напр жение, ве;га шна которого определ етс  сигналом, подаваемым с усилител  4 на импульоный управл юищй блок 5. Двигатель 1 сгабже  тахогенератором 6, который вырабатьтает (31ГН8Л, пропорциоталъный частоте вращени  двигател  1. Она сравниваетс  в элементе 7 сравнени  с эталонной скоростью Vvef задаваемой потенциометром 8. Полученное расхождение в скорост х подаетс  ш ушлйтель 9, и геюа|ий 0оо18етс7:йугашук1 чрактеристнку, вьтодной еж-нал которого  вл oTf .jj тало5гаым значеш ем. юка дзигател з подаетс  fja огра ШЧ8вашадай ус гштель 10. Он )C3fft5 крйстику , покйзааную на фш. 2. Вхор ому,сйгна; 1у ref ГЕропорщщналек выходкой sVefi. если . Л f ref Meiffiuse й.тз5 равен qjaKir-moR-iy зшч:екню I, 5 С1аковленноэд с  омощью нохеюдйометра II. ЕСЛИ |-К.. , iц - - iJInvsiM образом, с помощью нотегщйометра 11 пЖжет быть ytrraKOBJffiHC IVESKOH ал кое т говое усилие и, следовательно, ускорение . Уст|х йство измерв гш lOJGi 12 вырабатшаё сигнал, нропор1Гйс налы{,ш тсжу рйзнгатап , и зк  шгиа-П в зтшменте 13 срй знен   оравшгваетс  ., шгиалом tf-gf. Ражзду  iref н. 1 сосгавлж1 рйсхожденке sio току к подаетс  через углавиель 4 к блоку 5 Б.шр 1 1нтел  3. 0ГГйса.ШЕ5  шсгегжз стремитьс  удер.- ШБать скорости постозш ой н равной значению y,.f;f . устзнсзлешюа потенгшометро .м 8, след  rspft этс-й, чгобь: не было превывгено мйкскрлпльное зкэчет-ше тока д зигате   (а следователь5 о, гакжй и т гавое усашке и ускорение ), ус|аковлешюе с пойгощыо коте ашометра 11. Ни фкг, 3 кгюбргшена of br jiiSji тегеежка моTDpKOit ) рельоэвого зюгпажа. Тегй ска имеет две оси, на ка.ждо-й кз которьт. уотановленьг зва ведЗ-тимх колеса, Ведугнее колесо 14 устаноБ еао ш ощгой нз осей и показана одга его бук;с:в 15, Букга 15 поцвещена нй пру-хкпъи в опорной стойке 16, котпра  .жестко сс::е,1лкнеш с рз-мой 17 тепежюн. Ось прнзодатсЕ в дйкжеггае .цзйгатекем 1, которьэд подвегиен к paMie Г/ тележкй поазедством зубчатой nepejjaif 18. Реактивна  шла ш ко7кухе зубчаюй передачи, вь5рабатг шаема  нрн у.окорен;чн врвидаюишм моментом дангател  I, воспркнг маетс  серьгой 19, устйновленной й-кжду кронштейном 20 гамь 17 г-ележки к крокштейнон 2 la кожухе передачи 18. 22 ушли  (см:, блок-схему фйг. ) устанавливаетс  такмм обрз., что 1Ш.шкргаетс  воздействию усили , действующего RS реак шнуш т гу, т. е. нз «рыу 19. Лз,тч1{к 22 усили  можб бьггь устйновле  в ок е серьги 19 шш s одном йз KjwHunefiHOB 20 или 21. В друго.м вариаиге QH может бьтть усгановлен межг-у крошитейном 20 и рамой 17 гележки иш- между крснгшжйком 21 s кожухом передачи 18. Датчик 22 содержит известга е э,;5е.тенть, вырабатъшазощке шгнал посто нного тока, вел здги которого пропорциональна усилию, дейстьтездему на сжрьгу 19 И)ш ее KpoKiirrefsHbi. Этот сигнал подаетс  иа полосовой фильтр 23, KOTOpbriHiporiyCKaeT а1гна,Тьг с частотой, )-цей в случае мехаю1ческих колебагшй тюм куто о Типа. В типичнорл случае эта частота составл ет несколько лрс тков герц. Выходной сигма; с фильтра 23 преобразуетс  а вьшр мителе 24 в шгнал псСто нного напр же} и , пропор1 иональнью амплитуд-; колебаний, причем этот . подаетс  далее ка элеггкш 25 сравнени . С iioTe-iUiKOivfeTpa 26 получаетс  пороговый сигнал Ампгагтуда колебаний фавниваетс  с этим пороговым етгналом в элементе 25 срувненк . Если амплитуда колебаний превышает значение, соответствующее пороговому сигналу, элемент 25 вырабатывает сигнал А1 (см. фиг. 2), который через усшжтель 27 подаетс  на усжьтитель 10 (см. фиг. ) дгш уменьшени  ншр жещш выпр мител  3. Сиг-нал AT уменьшает граничное значение, уст новленное потенциометром 11 до значени  I - А амплитуда колебаний превышает пороговое значе1ше, то величина лока сигнала буде ограншюнз до значени  I-AI. Таким образом, ток даигател  1 с уменьшением т гового уси и шохветственно уменьшаетс , вызыва  уменьшение йм1 литуды колебаний. Таким образом получаетс  замкнута  схема управлени , котора  при необхощмостн ускорени  автоматически обеспечивает режим работы т говой системы в виде F Friiax; , показанной на фиг. 4. Таким образом при всех услови х будет обешечиватьс  р.®иссимально8 сцелление. Пороговое значение, с которым сравниваетс  ашшитуда колебаний в элементе 25 сравнени  на фиг. 1, может .быть |жвно нулю, и в этом шгучае потенциометр 26 и элемент 25 сравве1В1  могут не примен тьс . Однако целесообразно с помощь:э потешдиометра 26 выбирать также пороговые значени , чтобы избежать негарантированного снижегш  т гового усили , вызванного незначительными ко.пебани ми. Аналогич1П)ГМ образом в шкоторых случа х может быть целесообразным введение в сигнальный тракт 24-25-27-10;Сглаживающих устройств и линий задержки дл  того, чтобы кратковременные колебани  не уменьшали т ггового ус1ши  двигател  J. ДД1-ЧИК 22 усили , использованный в данном примере, может быть расположен в любом месте шстемь т гового привода или в раме 17 тележки Наиболее подход щее раотоложение в каждом конкретном случа-е зависит от конструкции системы дветатель - силова  передача-подвеска ведущего ко.чеса, котора  может мен тьс  в широких пределах. Важно, чтобы датчик был рашоложен в таком месте, где бы он подвергалс  воздействию сил, возникающих при названных механическ} х колебани х. На фиг. 3 тележка снабжена еще одной парой ведущих колес 28, буксы 29 которых подвешены в опорной стойке 30. Ось приводитс  в движение пофедством двигател  31 через зубчатую передачу 32, кожух которой снабжен серьгой 33, имеюшей кронштейны 34 и 35. Двигатель 31 может быть снабжен собственной управл ющей и питающей системой, идентичной описанной системе двигател  I, показанной на фиг. 1, и в этом случае ддтчик устанавливаетс  таким же образом в серьге 33 или в ее кронштейнах 34 и 35. На фиг. 4 показано, как в рельсовом экипаже. измен етс  т говое уси;ше F в зависимости от разницы AV г.®жду окружной скоростью ведущего

колеса и скоростью экипажа. В относительно большой степени вид кривой зависит от поверхности рельсов и ведущих колес, наличи  загр знений , ржавчмны и т, д. и от скорости движени . Однако, когда т говое усилие увеличиваетс  от нул  до определённой величины F,, ДУ из-за упругих деформаций срввннтельно медле но увеличиваетс  до определенного значени  Д V,. В типичном случае Fj составл ет около 75% от Fmax, Если т говое усилие будет увеличиватьс  ещб больше, между колесами и рельсом возникает  вно выраженное проскальзывание, Мако мальное дговое. усилие Fmax дрстигаетс , когда ДУ ДУ, (Ду, обычно составл ет од;ш шш несколько км/час). Если AV увеличиваетс  еще больше, т говое усилие уменьшаетс .

Весьма желательно иметь возможность работать при максимально возможном т говом уси;ши, т. е. устойчиво работать при , когда F fra.axПоскольку вид кривой и, следовательно, AV, и Fmax относительно сильно мен ютс  в зависимости от неуправл емых внеиших условий, до сих пор это желание было невьшолнимым. В предлагаемом устройстве работа в диапазоне  вл етс  в принципе неустойчивой, так как производ 1а  F по ДУ равна нулю или  вл етс  отрицательной вел 1едной . По этой причине в указанном диапазоне в Системе ведущее колесо - силова  передача - т говый двигатель - тележка возникают механические колебани . Эти колебани  имеют собственную частоту (возможно несколько), определ емую механической конструк1щей системы. Наличие механических колебаний такой собственной частоты  вл етс , следовательно, поКазателе1у1 того, что отстема работает в диапазоне ,

В некоторых случа х двигатели одной тележки (1Ш все двигатели зкипажа питаютс  от общего вьтр мител  3 (см. фиг. 1). В этом случае кажда  система двигатель - ведуща  ось соответствующим образом снабжаютс  своим датчиком 22 усили , фильтром 23 и выпр мителем 24. Дл  передачи самого больщого из сигналов, получештых с вьшр мителей, к элементу 25 сравнени  ..jнав иваетс  селективный контур. При этом обмотки  корей каждого двигател  питаютс  от общего вьшр мител , в то врем  как токи возбуждени  каждого двигател  могут регулироватьс  отдельно, например установкой дл  каждого двигател  отдельного управл емого преобразовател  дл  литани  обмотки возбуждени  и системы управлени  дан регулировани  трка возбуждени  мотора.

Таким образом, кажда  система управлени  поДцерживает ток возбуждени  двигател  равным эталонному значению, подаваемом} на систему управлени . Нормально на системы управлени  подаютс  опорные значени  одинаковой ве ишны, соответстаующей полному потоку двигател  при скорост х двигател  от нул  до определетюй вели9 ны , так назьшаемой основной скорости, котора ,

например, может бьгть равна половине полной асорости двигател  к при увеличении скорости двигател  выше названной велиины - CIШжe ffle потока.

Когда двнгатели передают крут щий момент на ведущие колеса, распределение ;щалени  между ОСЯМ экипажа измен етс  таким образом, что у жкоторых осей ддвление колес возрастает, а у цругнк - уменьцшетс . Некоторые оси поэтому будут проскальзывать, не будет достигнута достаточна  сила у других осей. Если сигнал проскальзьшани  с датчика меха}шческих колебаний вращающейс  оси вызовет уменьшение тока обмоток  кор  всех .двигателей посредством селективного Korrrjpa и общего силового вьтр мител , то 1Э жущий крут щий момент на ос х, которые а ITO врем  не вращаютс , также будет уменьшатьс ,   максимальный движуишй крут щий не будет достигнут.

В опйса1шой GHciCMe с общей {кгулировкой юка  кор  } икд видз апьным управлением током возбуждени  можно, однако, избежать этого недостатка с.7гедую цим образам.

Сигнал с каждой системы двигатель - ведзтца  ось, который завис т от амшмтуды колебаний, фавшгааетс  с первым пороговым значением. Если шп-гал с двигател  превыгшет это значегдае, он подаетс  га управггени  тока возбуждени  двигателей след ющнм образом: при скорост х ни:же ОС.ЧОВНОЙ скорости сигаал подаетс  к системам з равлегш  тхжа возбу7.кдени  других двигателей (по не Г1роскальзьшаюгш х двигателей) таким образом-, fSTO токи возбуждени  зткх двигателей уметашаютс  на величину, соответствующую сихийлу. Позтот поток в этих двигател х .умекь-, цаетс , и токи в их обйогках  кор  стрем тс  возрасти. Обишй регуштор тока  кор  противодействует этому снижением напр же ш  ш  кор х. Это, в свою очередь, вли ет ш ттж обмотки  кор , и таким образом врашаюииж момент .вращающегос  двигател  снижаетс , причем вращающие моменты других дв гателей остаютс  нензл иffijJM} . При скорост х, превышающих основ гую осорость, сигнзл, ззвис вдш от аг тйлиту га коле6аш-1Й , подаетс  только к шстеме управление тока возбуждени  своего двигател  таким стразом, что ток возбуждени  возрастае-т ш величину, соотBcicTByicsnyio шгн лу. Тогда поток возбуждени  двигател  увеличиваетс , а ток обмотки  кор  и, следовательно, врзищюодий момент уменьшаютс .

В результате всегда н прн всех скорост х движуш .а  сила каждого шигател  будет максншльгш возможной по отношению к осевому давлению той ведущей OGI, котора  ооедгшека с данным даигвтелем .

Описанна  система соответствующим образом расшир етс  подачей всех сигналов проскальзывани  на селективный контур, который передает наибольший из 1шх на схему, где СИПТЕЛ сравниваетс  со вторым порогоаым значением, которое

больше, например, в два раза, первого порогового значени . Если сигнал превышает это второе пороговое значение, то это  вл етс  показателем того, что устансшилс  слишком большой ток  кор  jio отношению к преобладающему одеплению, и сигнал так вйздействует на общую систему управлени  тока  кор , Ч1О ток  кор  и, следовательно, т говое усилие всего экипажа уменьшаютс  до величины, соответствушцей преобладаиицему cniemiemno.

Магштоупругае преобразователи силы, списанвьв в приведешюм , могут быть заменены на автчшси уаша  любого другого типа, например на тензометрические датчики. ВАЮСТО датчиков усилеши могут быть использованы щ}угие дагики мехаш1че( сих ко ебашга, например акселерометры. В тележке, показанной на фиг. 3, акселерометр может быть установлен на каждом конце тележки. В варианте могут быть ишользова ы преобразователи вращакнцего момента (напртмер, магнитоупругого типа), и они устанавливаютс  здким образом, чтобы воспринимать вращавхфй момент в юй части, кот()а  подвержена копебаншш (например, ось колесной пары).

Умеш шение т гового усили  в :%висимос1  от амплитуды колебаш может, конечно, быть получено МИОПи«1 СЯОСОбаМИ, отличными от ОПИд

санного в св ш с фиг. 1. Например, сигнал ДТ может быть подай на элемент 13 сравнени  и здесь вычтен из эталонного значени  тока Iref

В простейшем случ&е выходной сигнал с датчика механических колебаний подаетс  на индикатор в кабине {машиниста. Поэтому при возникновении колебаний водитель может вручную регулировать т говое усилие. Даже в этом простейшем случае может быть достигнуто зиачительное улучшение т гового усили .

Другим достоинством описанного устройства  вл етс  то, что оно в значителыюй степеии уменьшает механические напр жени  в ведущих ос х с колесами и элементами подаески, в раме тележки, двигател х и устройствах силовой передачи , возниканнцие из-за неуправл емых колебанш .

Claims (3)

1.Устройство дл  заишты от боксовани  рельсового экипажа, имен цего по крайней мере

одну (жстему т гового привода с двигателем, св заш1ьп«4 зубчатой передачей с ведущими колесами, содержащее блснс регулирсжани  т гового усили  i щжвода и размещенный в системе т гового привода датчик сигнала, соединенный через элемент фавнени  с блоком регулироваии  т гового усили  двигател , отличающеес  тем, что, с пэлью реализации максимальной силы т ги рельсового жипажа, ко входу элемента сравнени 

подключен датчик механических колебаний элемента системы т гового привода.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, оио снабжено полосовьт фильтром, способным работать иа собственной частоте колебаний системы т гового привода, и включенным между датчиком механических колебаний и элементом сравнени .

3.Устройство по п. 1,отличающеес  тем, что датчик люханических колеба1шй установлен в

серьге кожуха зубчатой передачи.

0lllt.1

Д A

IAt

ff

Физ.2

Г7

31