УСТРОЙСТВО ПРОТИВОБОКСОВОЧНОЙ И ПРОТИВОЮЗОВОЙ ЗАЩИТЫ ТЯГОВОГО ПРИВОДА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть применена на транспортных средствах с тяговыми двигателями постоянного тока.
Известно устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода (Л.В.Гуткин, Ю.Н.Дымант, И.А.Иванов. Электропоезд ЭР200. Москва, Транспорт, 1980 г., с.143-145). Устройство содержит датчики скорости, формирователи импульсов, блок начальной скорости, блок запрета, счетчики импульсов, дешифраторы, блок команд и блок режима.
Недостатками устройства являются низкая надежность, чувствительность и разрешающая способность устройства (три уровня интенсивности обнаружения боксования или юза), что приводит к ухудшению регулировочных свойств тягового привода.
Известно устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода (Сулейманов Р.Я. Противобоксовочная защита при импульсном автоматическом регулировании тягового привода. Транспорт Урала №1(8), 2006, с.45-49 - прототип), содержащее регулятор тока, реле времени, два транзистора, компаратор, пятнадцать резисторов, пять конденсаторов, диод, реле напряжения.
Недостатками устройства, принятого за прототип, являются низкая надежность и чувствительность, оно содержит аналоговые элементы (суммирующий, пороговый и фильтрующий элементы) параметры которых изменяются во времени и зависят от внешних факторов (например, температуры, напряжения питания и т.д.).
Задача полезной модели - создать устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода, обеспечивающее высокую чувствительность, за счет плавного изменения порога срабатывания
устройства в зависимости от интенсивности реального процесса боксования (юза), и повысить надежность за счет уменьшения числа элементов.
Технический результат достигается тем, что в устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода, содержащее резистор и конденсатор подключенные к первому входу компаратора, общую шину, в него дополнительно введены два датчика скорости, два счетчика импульсов, датчик тока, логические элементы И, ИЛИ-НЕ, выход первого датчика скорости соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первыми входами логических элементов ИЛИ-НЕ и И, выход второго датчика скорости соединен с первым входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с вторыми входами логических элементов ИЛИ-НЕ и И, выход логического элемента И соединен с вторыми входами первого и второго счетчиков импульсов, выход логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с свободным выводом резистора, выход датчика тока соединен с вторым входом компаратора, свободный вывод конденсатора соединен с общей шиной.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
В соответствии с чертежом устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода, содержащее резистор 1 и конденсатор 2, подключенные к первому входу компаратора 3, выход первого датчика скорости 4 соединен с первым входом первого счетчика импульсов 5, выход которого соединен с первыми входами логических элементов ИЛИ-НЕ 6 и И 7, выход второго датчика скорости 8 соединен с первым входом второго счетчика импульсов 9, выход которого соединен с вторыми входами логических элементов ИЛИ-НЕ 6 и И 7, выход логического элемента И 7 соединен с вторыми входами первого 5 и второго 6 счетчиков импульсов, выход логического элемента ИЛИ-НЕ 6 соединен с свободным
выводом резистора 1, выход датчика тока 10 соединен с вторым входом компаратора 3, свободный вывод конденсатора 2 соединен с общей шиной.
а
max
max
min
max
Устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода работает следующим образом. Импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения колесной пары, подаются на счетные входы первого 5 и второго 9 счетчиков импульсов. Выходы счетчиков соединены со входами логического элемента ИЛИ-НЕ 6 и логического элемента И 7. Если скорость вращения колесных пар одинаковая, то на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 6 появляются короткие импульсы низкого уровня («логический ноль»). При появлении на обоих выходах первого 5 и второго 9 счетчиков импульсов сигнала «логическая единица»на выходе логического элемента И 7 появляется сигнал «логическая единица», который сбрасывает оба счетчика импульсов 5 и 9 в нулевое состояние, и синхронизируют работу первого 5 и второго 9 счетчиков импульсов. Интегрирующая R-C цепочка 1-2 превращает импульсы с выхода логического элемента ИЛИ-НЕ 6 в постоянное напряжение пропорциональное величине U=U(1-λ), где λ - скважность импульсов , T - период импульсов с выхода осевого датчика скорости (4 или 8) колесной пары, вращающейся с меньшей скоростью; Т - период импульсов с выхода осевого датчика скорости (4 или 8) колесной пары, вращающейся с большей скоростью, U - напряжение логическая единица на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 6. Постоянное напряжение с выхода R-C цепи 1-2 подается на первый вход компаратора 3 и является пороговым напряжением, с которым сравнивается напряжение с выхода датчика тока 10. Когда напряжение на выходе датчика тока 10 становится меньше порогового, выход компаратора 3 переключается из состояния «логической единицы» в состояние «логический ноль», что является командой для исполнительного устройства управления тяговыми
max
min
a
max
max
min
двигателями - переключение ступеней пуска, торможения. При отсутствии боксования или юза Т≈T, λ→0 и напряжение на выходе интегрирующей R-C цепи 1-2 имеет максимальное значение U=U, и переключение компаратора 3 осуществляется при максимально допустимой величине тока якорей тяговых двигателей. При возникновении боксования скорость боксующей колесной пары возрастает, а при юзе уменьшается, и значение λ увеличивается от λ=0 до λ=1, а напряжение на выходе интегрирующей цепи R-C 1-2 снижается от U до U, соответственно снижается пороговое напряжение на входе компаратора 3, при котором происходит переключение выхода компаратора 3 из состояния «логическая единица» в состояние «логического ноля». Таким образом, переключение компаратора 3 при возникновении боксования происходит при меньшем значении тока якоря, причем изменение порога срабатывания осуществляется не дискретно, а плавно в зависимости от интенсивности реального процесса боксования или юза. Выход компаратора 3 является выходом устройства.
Предлагаемое устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового привода реализует поставленную задачу: обеспечивает высокую чувствительность, за счет плавного изменения порога срабатывания устройства в зависимости от интенсивности реального процесса боксования (юза), и повышает надежность, за счет уменьшения числа элементов на 18.