Устройство для контроля нагрева букс железнодорожного транспортного средства

Устройство для контроля нагрева букс железнодорожного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) 4Р 1 В 6) К 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС1ЯАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (2 I ) 3680590/2 7-1 i (22) 27.12.83 (46) 30.04.85. Бюл.9 16 (72) М.В.Яковлев, Л.В.Козюлин, Н.С.Бунаков, В.С.Мейтов.

О.А.Мишутин, Б.А.10ревич, 10.Н.Кадуба, А.П.Ситников и Б.Н.Ребрик (7l) Московский завод машин и приборов для железнодорожного транспорта (53) 625.2.012.7(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

В 977249, кл. В 61 К 9/06, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАГРЕВА БУКС ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчики температуры букс, связанные с блоком обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности их цепей, . нмекщим р-tl-ð транзистор, подключен-.. ный коллектором через первый резистор, соединенный последовательно С первым диодом, к блоку сигнализации о перегреве и неисправности, базой— к одному выводу второго резистора, подсоединенного другим выводом к аноду второго диода, подключенного катодом к последовательно соединенным датчикам температуры букс, подключенным к отрицательному полюсу источника питания, и транзистор, связанный с анодом стабилитрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности,. блок обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности их цепей снабжен полевым транзистором с канапом п-типа, связанным стоком с коллектором р-и-р транзистора, истоком - с катодом стабилитрона, третьим резистором, подключенным од» ним выводом к точке соединения анода второго диода с вторым резистором, и связанными с отрицательным полюсом источника питания четвертым резистором, подключенным между истоком полевого транзистора и отрицатель ным полюсом источника питания, и конденсатором, соединенным первой обкладкой с другим выводом третьего резистора и с затвором полевого тран: зистора, а второй обкладкой — с от» рицательным полюсом источника питания.

1!52845

Йзобретвнне относится к железноt дорожному транспорту,, а именно к устройствам контроля нагрева букс железнодорожных транспортных средств. например пассажирских вагонов. 5

Известно устройство для контроля нагрева букс железнодорожного транспортного средства., содержащее датчики температуры букс, связанные с блоком обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности нх цепей, имеющим р-И-р транзистор, подключенный коллектором через первый резистор, соединенный последовательно с первым диодом, к блоку сигнализация о перегреве и неисправности, базой — к одному выводу второго резистора, подсоединенного другим, выводом к аноду второго диода, подключенного катодом к последовательно соединенным датчикам температуры букс, подключенным к отрицательному нолюсу источника питания, и теинистор, связанный с анодом стаби- литрона (13. 25

Недостатком известного устройства является низкая его надежность.

При кратковременных обрывах электрической цепи датчиков температуры устройство выдает ложный сигнал о 30 перегреве букс и вызывает ненужное включение тормоза, При пониженном сопротивлении изоляции цепи датчиков температуры относительно корпуса вагона и возникновении перегрева букс не выдается сигнал о перегреве и не осуществляется торможение ,поезда.

Цель изобретения — повышение надежности устройства. 46

Цель достигается тем, что в устройстве для контроля нагрева. букс железнодорожного транспортного средства, содержащем датчики температу-. ры букс„ связанные с блоком обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности их цепей, имеющем р-.И-р транзистор, подключенный коллектором через первый транзистор, соединенный последовательно с пер вым диодом, к блоку сигнализации о перегреве и неисправности, базой— к одному выводу второго резистора, подсоединенного другим выводом к аноду второго диода, подключеннного катодом к последовательно соединенным датчикам температуры букс, подключенным к отрицательному полюсу источника питания, н транзистор, связанный с анодом стабилитрона, блок обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности их цепей снабжен полевым транзистором с каналом п-типа, связанный стоком с коллектором р-И-р транзистора, истоком — с катодом стабилитрона, третьим резистором, подключенным одним выводом к точке соединения анода второго диода.с вторым резистором, и связанным с отрицательным полюсом источника питания четвертым резистором, подключенным между исто«ом полевого транзистора и отрицательным полюсом источника питания, и конденсатором, соединении первой обкладкой с другим выводом третьего резистора и с затвором полевого транзистора, а второй обкладкой — с отрицательньм полисом источника питания.

На чертеже представлена схема устройства для контроля нагрева букс железнодорожного транспортного средства.

Устройство содержит источник i питания. блок 2 обнаружения перегрева датчиков температуры и неисправности их цепей, элементы сигиайизации: электрический звонок 3 и параллельно подключенную к нему лампу 4, входящие в блок сигнализации о перегреве и неисправности. Блок 2 подключен к последовательно соединен ным между собой установленным на «аждой буксе датчикам 5 и б температуры букс (показаны только два датчика).

Блок 2 содержит транзистор 7 прямойпроводимости, полевой транзистор- 8 с каналом п-типа, .транзистор 9 обратной проводимости, стабилитрон 1Î, тринистор 11, источник .12 опорного напряжения. Эьваттер транзистора 7 подключен к положительному полюсу источника 1 питания, переход базаэмиттер аунтироваи резистором 13, а коллектор связан со стоком полевого транзистора 8. Исток полевого транзистора 8 соединен с катодом стабилнтрона 10 и дополнительным резистором 14„ другой вывод которого соединен с отрицательным полюсом источника l питания. Анод стабилитрона 10 связан с управляющим электродом тринистора 11. Переход управляющий электрод-катод триннстора 11 вуитирован резистором 15 и конденсатором 16, а анод подключен к блоку 17 управле1152845 ния тормозом и через диод 18 к элек- От источника 1 питания на датчитрическому звонку 3 н лапме 4. Блок ки 5,6 температуры подается напряже2 имеет интегрируяицую цепь с резнс- ние через резисторы 13, 23 и диод тором 19 и конденсатором 20. Один 21. Падение напряжения на датчиках из выводов резистора 19 связан с вы- 5 определяется суммарной величиной их водам конденсатора 20, второй вывод внутреннего сопротивления. При норкоторого соединен с отрицательным мальном состоянии букс и электричесполюсом источника питания. Второй кой цепи датчиков (ждущий режим вывод резистора !9 соединен с диодом работы} внутреннее сопротивление

21 в точке соединения 22. Диод 2! датчиков невелико и изменяется s !

О подключен в направлении прямой право- небольших пределах. В этом случае димости последовательно с датчиками ток, протекающий через переход

5 6. е .температуры и отрицательному база-эмиттер транзистора 7, достатополюс у источника 1 питания. чен по величине для удержания этого

Затвор полевого транзистора 8 1 транзистора в открытом состоянии. соединен с резистором 19 и конденса- Транзистор 8 закрыт, так как напрятором 20 интегрирующей цепи. Эмиттер жение исток-затвор транзистора 8,. транзистора 9 обратной проводимости определяемое разностью суммы напрясвязан с точкой соединения 22 ре- женнй на стабилитроне 10 и переходе знстора 19 интегрирующей цепи и 2!1 управляющий электрод-катод тринис-анодом диода 21, а также с резнсто- тор тора и напряжения на конденсаторе ром 23, подключенным к базе тран- 20 б алыче напряжения отсечки транзистора 7 и ямой ово ехо база р 7 р мой щ» одимости. Пе- зистора 8. Ток в управл ий э р д аза-эмнттер транзистоРа 9 . трод трннистора 11 не поступает.

eyнтяраван резистором 24, а база 25 Высокое входное сопротивление подключена к источнику 12 опорного транзисто 8 транзистора не оказывает юунтнруюнапряжеиия через диод 25. щего действия на конденсатор 20, паэБлок сигнализации о перегреве не- тому напряжение, приложенное к нему через резистор, определяется паисправнасти содержит также генератор через резис 19, 26 пФям@угольных.импульсов известной 30 деннем на р деннем напряжений на сопротивлении конструкции(((выполненный Но схеме датчиков 5,6 и диоде 21 .,Транзистор несимметриЧиого мУльтивибРатоРа с 9 так также закрыт, так как сумма падепринуднтельным возбуждением!1 и вы- . ния напряжения на сопротивлении датходнай транзистор 27. Выход 28 ге- . чиков 5 6 21 чиков, н диоде 1 превосходит нератора 26 подключен к базе выход- 35 сумму

5 сумму падения напряжений на переходе р транзистора, диоде полюсу источника l --питания, вход Т и б, б аким образом, база транзистора

30 нодклвчен к коллектору транзнс- 35 26 генератора 6 прямоугольных им. тора 2 прямой проводимости через 40 пульсов оказывается подключенной черезистор 3! и диод 32. Точка 33 сое- . рез диод 32, резистор 31 и открытый дииения резистора 31 н диода 32 переход коллектор-эмиттер транзистонодключена к коллектору транзистора ? ра к источнику 36 смещения. Поэта9 обратной проводимости через о

Р ди s v рез диод му транзистор 35 закрыт. Так как гене34. 45 ратор 26 выполнен по схеме нессимеч

27 но

Коллектор выходного транзистора ричного мультивнбратора, то второй

7 подключен к лампе 4 и звонку 3

Ъ его транзистор закрыт, и выходной а эииттер — к отрицательному полюсУ транзистор 27 подкл подключенный к выходу

28 генератора 26, также закрыт. ЛамВ генераторе 26 прямоугольных щ па 4 и звонок 3 не включены. иипульсов к его входу 30 подключена рн о рыве электрической цепи база транзистора 35 прямой проводи«. датчи 5 6 датчиков, ток, протекающий в цепи мости, эмиттер которого.подключен б зь азы транзи тора 7, прекращается к источнику 36 смещения.

У PW э и за счет шунтирования резистором

В качестве термочувствительных l3 пер б перехода аза-эмиттер транзистор элементов в датчиках 5,6 температур У 7 закрывается. Поскольку напряжение ры применены позисторы. на конденсаторе 20 мгновенно измеУстройство контроля нагрева букс ниться не может, то транзистор 8 действует следующим образом. остается закрытым и ток через стаби1152845 литрон 10 в цепь управляющего электрода трннистора 11 не поступает, поэтому он не открывается. Одновременно с закрыванием транзистора 7 потенциал стока транзистора 8 становит- 5 ся равным потенциалу его истока. Переход затвор-исток открывается, конденсатор 20 разряжается через дополнительный резистор 14 с постоянной времени, равной произведению емкости конденсатора 20 на величину суммы сопротивлений открытого перехода затвор-исток транзистора 8 и дополнительного резистора 14. Величина остаточного напряжения на конденсаторе

20 определяется делителем напряжения, образованного суммой сопротивлений резисторов 13, 23 и 19 и сопротивления открытого перехода затвор-исток транзистора 8 и дополнительного ре- 2О зистора 14. При закрывании транзистора 7потенциал его коллектора становится меньше потенциала базы транзисто ра 35 генератора 26 прямоугольных импульсов, и диод 32 закрывается.

Это создает условия для возбуждения генератора 26 прямоугольных импульсов. С выхода 28 генератора 26 в базу выходного транзистора 27 посту-. пает импульсный ток, и выходной тран-3О зистор 27 периодически открывается и закрывается. При этом происходит . периодическое включение и выключение лампы 4 и звонка 3 через периодически открывающийся и закрывающийся коллекторно-эмиттерный переход выходного транзистора 27, т.е. имеет местд прерывистая световая и звуковая сигнализация о неисправности электрической цепи датчиков 4О нагрева.

Срабатывания электропневматического тормоза не происходит, так как диод 18 препятствует протеканию тока в электрической цепи 17 управле- 45 пия этим тормозом.

После восстановления целостности электрической цени датчиков температуры транзистор 7 открывается, и генератор 26 прямоугольных импульсов прекращает свою работу. Выходной транзистор 27 закрывается. Лампа 4 и звонок 3 выключаются. Потенциал стока транзистора 8 увеличивается и его переход, затвор-исток смещается в обратном направлении. Высокое входное сопротивление транзистора

8 восстанавливается, и конденсатор

20 через резистор 19 начинает заряжаться до величины падения напряжений на сопротивлении датчиков 5„6 и диоде 21 с постоянной времени„ равной произведению емкости конденсатора 20 на величину сопротивления резистора 19.

При кратновременных обрывах электрической цепи датчиков температуры

5,6 (дребезге контактовал транзистор

7 открывается и закрывается синхронно дребезгу. При этом закрывание транзистора 7 прямой проводимости в момент разрыва контактов в электрической цепи датчиков приводит не только к запуску генератора 26 прямоугольных импульсов, т.е. к сигнализации о неисправности электрической цепи датчиков 5,6, но н к обесточиванию полевого транзистора 8, так что потенциал его истока становится равным потенциалу стока. Происходит открывание перехода затвористок полевого транзистора 8 и разрядка конденсатора 20 интегрирующей цепи через дополнительный резистор

14. Открывание транзистора 7 в момент восстанволения контакта в электрической цепи датчиков не приводит к открыванию полевого транзистора 8, так как напряжение на входе интегрирующей цепи ниже напряжения, необходимого для открывания полевого транзистора.

При коротком замыкании .в электрической цепи датчиков 5,6 температура падения напряжения на диоде 21 становится меньше суммы падения напряже- . ний на переходе база-эмиттер транзистора 9, диоде 25 и напряжения источника 12, и транзистор 9 открывается. Потенциал коллектора транзистора

9 становится меньше потенциала базы транзистора 35, н диод 32 закрывается. Как и при обрыве цепи датчиков температуры, это создает условия для включения прерывистой световой и звуковой сигнализации н неисправности электрической цепи датчиков температуры. Срабатывания электропневматического тормоза при этом не происходит. После устранения короткого замыкания в электрической цепи датчиков температуры транзистор 9 закрывается эа счет шунтирования резистором 24 его перехода базаэмиттер, лампа 4 и звонок 3 выключаются.

2845

Для приведения устройства в исходное состояние необходимо кратковременно отключить напряжение питания.

В результате применения устройства исключается остановка поезда без

40 необходимости,.обеспечивается надежное получение сигнала и остановка поезда при перегрева букс. Тем самым .повышается безопасность движения подвижного состава железных дорог, в частности пассажирских поездов.

7 l 15

При нагреве одной или нескольких букс выше определенной предельной температуры внутреннее сопротивление соответствующих датчиков температуры резко увеличивается, но не превосходит определенного конечного значения.

Падение напряжения на сопротивлении датчиков температуры также резко возрастает и приближается к величине напряжения источника 1 питания, ио 1О транзистор 7 удерживается в открытом состоянии. Сумма падения напряжений на сопротивлении датчиков 5,6 и диоде 21, увеличиваясь, с заданной постоянной времени заряжает конденсатор !5

20, тем самым уменьшая разность падения напряжений между истоком и затвором до тех пор, пока транзистор

8 не откроется. По цепи открытый переход эмиттер-коллектор транэисто- 20 ра 7, открытый переход сток-исток транзистора 8, гтабилитрон 10, управляющий электрод тринистор 11 открывается и удерживается в открытом состоянии. Резистор 15 и конденсатор 25

16 служат для защиты тринистора 11 от помех при подаче на устройство напряжения питания. При этом через лампу 4 и звонок 3 начинает протекать ток по цепи от положительного полю- ЗО са источника 1 питания, далее через диод 18, открытый тринистор 11 к отрицательному полюсу источника 1 питания. Лампа 4 и звонок 3 включаются н выдают постоянные световой и звуковой сигналы о перегреве буксы.

Одновременно происходит автоматическое срабатывание электропневматическо го тормоза. При этом база транзистора 35 генератора 26 прямоугольнык импульсов остается подключенной к источнику 36 смещения, и возбуждения генератора 26 не происходит.

Еелн одновременно с перегревом датчиков 5,6 в их электрическую цепь попадает постороннее переменное напряжение достаточной величины((например, короткое замыкание фазы генератора транспортного средства на корпус и одновременное снижение сопротивления изоляции электрической цепи датчиков температуры относительно корпуса, постоянная составляющая суммы падения напряжений на сопротивлении датчиков 5,6 и диоде 21 модулируется по амплитуде переменной еоставляющей. В этом случае интегрирующая цепь резистор 19 и конденсатор

20 усредняет абсолютное значение напряжения переменной составляющей и автоматически суммирует его с постоянной составляющей с тем или иным знаком. При форме постороннего переменного напряжения, характерной для формы напряжения вагонного генератора, величина суммы напряжений на конденсаторе 20 практически равна постоянной составляющей суммы падения напряжений на сопротивление датчиков 5,6 и диода 21. Далее устройство работает как в случае перегрева букс без попадания постороннего переменного напряжения {как описано выше1. Включение тринистора 11 происходит в момент нахождения транзистора 7 в открытом состоянии при отрицательной полуволне постороннего переменного напряжения.

1 152845

20 У9 16

Составитель В.Татарников

Техред З,Палий Корректор С. Шекмар

Редактор B .Êîâòóí филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4

Заказ 2410/16 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам иэобретений и открытий

113035,Иосква,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5