Устройство для предотвращения пробуксовки и юза колесных пар рельсового транспортного средства

Устройство для предотвращения пробуксовки и юза колесных пар рельсового транспортного средства

Реферат

 

Использование: городской рельсовый электрический транспорт. Сущность изобретения: устройство включает тележку трамвая с колесными парами. На тележке закреплены электромагниты постоянного тока, сердечники которых установлены над рельсами с зазором. Между колесными парами расположен рельсовый тормоз. Колесная пара кинематически связана с редуктором 6, сочлененным с электродвигателем 7. Выходной вал редуктора 6 связан с датчиком 8 частоты вращения электродвигателя 7. Выходы двух датчиков 8 частоты вращения через узлы 9 обнаружения пробуксовки и юза соединены с входами блока 10 управления электродвигателями. Последний соединен с исполнительным элементом (ключом) 11, электрический выход которого подключен к цепи питания регулируемого выпрямителя 12. В электрических цепях электродвигателей 7 установлены датчика 13 тока, соединенные через регулятор 14 с управляющим входом регулируемого выпрямителя 12, выход которого подключен к катушкам 15 электромагнитов 3. В процессе работы устройство позволяет автоматически увеличивать сцепной вес трамвая при возникновении пробуксовки и юза, обеспечивая постоянство коэффициента сцепления. 6 ил.

Изобретение относится к городскому рельсовому электрическому транспорту, а именно к устройствам для предотвращения пробуксовки и юза.

Известно устройство противобуксовочной и противоюзовой защиты, включающее датчик и задатчик тока тягового электродвигателя, сумматор сигнала, а также реле напряжения и реле времени, включенное между выходами сумматора и входом задатчика тока тягового электродвигателя [1]. Существенным недостатком известного устройства является относительно низкая надежность работы устройства.

Известно также устройство, которое включает электромагниты, расположенные над рельсами с воздушным зазором и закрепленные на транспортном средстве, снабженном индивидуальными для колесных пар электродвигателями, источник напряжения постоянного тока, выход которого соединен с обмотками электромагнитов, блок управления [2]. Существенным недостатком этого устройства является относительно низкая его надежность в работе.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Для этого устройство для предотвращения пробуксовки и юза колесных пар транспортного средства включает электромагниты, расположенные над рельсами с воздушным зазором и закрепленные на транспортном средстве, которое снабжено индивидуальными для колесных пар электродвигателями. Устройство содержит источник напряжения постоянного тока, выход которого соединен с обмотками электромагнитов, и блок управления.

Для достижения поставленной цели разработанное устройство включает датчики тока, узлы обнаружения пробуксовки и юза, ключ и регулятор, при этом источник напряжения постоянного тока выполнен в виде регулируемого выпрямителя, а датчики тока включены в токовые цепи соответствующих узлов обнаружения пробуксовки и юза, входы регулятора подключены к выходам датчиков тока, а выход - к управляющему входу регулируемого выпрямителя, входы блока управления соединены с выходами узлов обнаружения пробуксовки и юза, а выход - с управляющим входом ключа, установленного в цепи питания регулируемого выпрямителя.

На фиг. 1 представлено устройство для предотвращения пробуксовки и юза; на фиг. 2 - структурная схема устройства обнаружения пробуксовки и юза; на фиг. 3 - графически даны временные характеристики элементов обнаружения пробуксовки и юза; на фиг. 4 - система управления разработанного устройства, включенная в систему управления электродвигателями трамвая.

Устройство (фиг. 1) включает тележку трамвая 1 с колесными парами 2, на тележке 1 закреплены электромагниты постоянного тока 3, сердечники которых 4 установлены над рельсами с зазором, между колесными парами 2 расположен рельсовый электромагнитный тормоз 5, колесная пара 2 кинематически связана с редуктором 6, сочлененным с электродвигателем 7, выходной вал редуктора 6 соединен с датчиком частоты вращения 8 электродвигателя 7, выходы датчиков 8 частоты вращения через устройства обнаружения пробуксовки и юза 9 соединены с входом системы управления электродвигателями 10, которая соединена с ключом 11, электрический выход которого соединен с входом источника питания 12, в электрической цепи электродвигателей 7 установлены датчики тока 13, которые через регулятор 14 соединены с источником питания 12 (регулируемый выпрямитель), выход которого соединен с катушками 15 электромагнитов 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При движении трамвая последовательно включенные электродвигатели 7 через редукторы 6 приводят во вращение колесные пары 2. Частота вращения электродвигателей 7 контролируется датчиками частоты вращения 8, сигналы с которых поступают в устройства обнаружения пробуксовки и юза 9 (фиг. 4). Это устройство реагирует как на буксование одной колесной пары, а также на одновременное буксование двух колесных пар. В основе электронной схемы устройства обнаружения пробуксовки и юза лежит обнаружение их по разности скоростей колесных пар 2 частотными датчиками 8, а также по ускорению колесных пар 2. Принцип работы схемы обнаружения буксования и юза можно понять из временных диаграмм, представленных на фиг. 5, где показано изменение скорости колесной пары при разгоне трамвая. Предложим, что срыв сцепления колесной пары происходит в момент времени t_Б. При проходе импульса с генератора импульсов запоминающее устройство запоминает значение скорости колесной пары и хранит это значение до прихода следующего импульса с генератора импульсов. В устройстве сравнения из текущего значения скорости колесной пары вычитается значение скорости из запоминающего устройства. Таким образом, чем быстрее изменяется скорость колесной пары за период действия импульса, тем больще разность скоростей за этот период на выходе устройства сравнения. При достижении разности скоростей значения порога срабатывания порогового устройства последнее срабатывает и на его выходе формируется уровень логической единицы.

Сигнал с выхода устройства обнаружения пробуксовки и юза поступает на вход системы управления электродвигателями 7. На фиг. 6 представлена система управления трамваем РВЗ-6 (выделена пунктиром). На этой же фигуре приведены электрические схемы соединения устройства обнаружения пробуксовки и юза 9 с системой управления электродвигателями 10 (положения а и б).

На фиг. 4 в приведена электрическая схема ключа 11 в цепи питания регулируемого выпрямителя, а на фиг. 6, положение г - электрическая схема соединения регулятора 14 с источником питания 12 и катушками электромагнитов постоянного тока 15.

Таким образом, представленные на фиг. 4 электрические принципиальные схемы показывают связь и работу устройства обнаружения пробуксовки и юза 9 с системой управления электродвигателя трамвая 10, а также связь последней через ключ 11 с катушками электромагнитов постоянного тока 15, которые при появлении пробуксовки и юза изменяют сцепной вес трамвая, за счет чего и обеспечивается постоянство коэффициента сцепления.

Работа электрических схем, приведенных на фиг. 6 (положения а, б, в, г), осуществляется следующим образом. Сигнал с устройства обнаружения пробуксовки и юза обеспечивает срабатывание маломощного реле РД (реле датчика обнаружения пробуксовки и юза), которое включено на выходе устройства 9 (фиг. 6, положение а). При срабатывании реле РД замыкается его контакт РД в схеме управления электродвигателями (фиг. 6, положение б) 10 и срабатывает реле Р1 в ключе 11 (фиг. 6, положение в), замыкается контакт Р1 в цепи катушки реле Р2 и реле Р2 срабатывает, замыкая свой разомкнутый контакт Р2 в цепи катушки реле Р3. При пуске и торможении трамвая запитывается катушка реле Ш1, включенная параллельно катушке реле Ш, действующей схемы управления трамваем РВЗ-6. При этом замыкается контакт Ш1 в цепи катушки реле Р3 и т. к. из-за пробуксовки и юза контакт цепи катушки Р3 замкнут, то в этом случае срабатывает реле Р3. Разомкнутый контакт Р3 в цепи регулируемого выпрямителя 12 замыкается, обеспечивая подачу питания на этот выпрямитель. Источник питания 12 (регулируемый выпрямитель) запитывает катушку электромагнитов постоянного тока 15. Кнопка К_н в цепи катушки реле Р3 предназначена для включения устройства ликвидации буксования и юза водителем трамвая с целью проверки работоспособности всего устройства перед выездом из парка на линию. При подаче в обмотки электромагнитов 3 постоянного тока от источника питания 12 между сердечниками 4 электромагнитов 3 и рельсами создается электромагнитная сила притяжения, изменяющая сцепной вес трамвая, за счет чего обеспечивается постоянство коэффициента сцепления колесных пар 2 трамвая с рельсами, предотвращая тем самым пробуксовку и юз. Сила постоянного тока, подаваемого в обмотку 15, регулируется регулятором 14, входным сигналом которого служит величина тока электродвигателей 7, снимаемая с датчиков тока 13. Питание катушек 15 осуществляется до тех пор, пока на вход устройства 9 не поступит сигнал о ликвидации пробуксовки и юза. При появлении этого сигнала снимается питание катушек 15 за счет отключения питания источника питания 12 (контакт Р3 размыкается), это обеспечивает восстановление номинального сцепного веса трамвая.

Таким образом, разработанное устройство для ликвидации пробуксовки и юза трамвая позволяет автоматически увеличивать сцепной вес трамвая при возникновении пробуксовки и юза, обеспечивая постоянство коэффициента сцепления, что значительно повышает надежность его в работе.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОБУКСОВКИ И ЮЗА КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее электромагниты, расположенные над рельсами с возможным зазором и закрепленные на транспортном средстве, снабженном индивидуальными для колесных пар электродвигателями, источник напряжения постоянного тока, выход которого соединен с обмотками электромагнитов, блок управления, отличающееся тем, что в него введены датчики тока, узлы обнаружения пробуксовки и юза, ключ и регулятор, а источник напряжения постоянного тока выполнен в виде регулируемого выпрямителя, причем датчики тока включены в токовые цепи соответствующих электродвигателей, связанных с входами соответствующих узлов обнаружения пробуксовки и юза, входы регулятора подключены к выходам датчиков тока, а выход - к управляющему входу регулируемого выпрямителя, входы блока управления соединены с выходами узлов обнаружения пробуксовки и юза, а выход - с управляющим входом ключа, установленного в цепи питания регулируемого выпрямителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6