Устройство для автоматического управления магистральным электровозом

 

ьоюа Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

1 л. 201, 23/13

Заявлено 20.II I.1964 (№ 892941/26-24) с присоединением заявки №

Ъ!ПК В 61п

УДК 621.337.1-52(088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 11.Х,1966. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 19.XI.19бб

Автор изобретения

1О. М. Пульер

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

МАГИСТРАЛЬНЫМ ЗЛЕКТРОВОЗОМ

Известные устройства для автоматического управления магистральным электровозом, содер кащие блок задания профиля пути, скорости и графика движения, блок, моделирующий движение поезда, служащий для получения упрежденных координат, блок отсчета пройденного пути, подключенный к датчикам колесной пары, блок логического выбора режима тяги, блок автоматического торможения и подтормаживания, систему автопуска и систему автоматической локомотивной сигнализации, сложны и пе обеспечивают достаточно гысокой точности работы.

Упрощение конструкции описываемого устройства для автоматического управления ма гистральным электровозом и повышение точности и надежности его работы достигнуто использованием в блоке, моделирующем движение поезда, тяговой многоэлементной микромодели, выполненной в виде соединенных между собой микродвигателя, подключенного к датчику напряжения контактной сети, редуктора, гистерезисной муфты, асинхронного двигателя, кругового и тахогенераторных датчиков и приемного генератора следящей системы, подключенной к датчику колесной пары, блоку определения модельного путевого отклонения и программному блоку задания характера профиля пути в функции пути. В качестве счетчика пути использованы круго2 вой и ламельный потенциометр, соединенный с шаговым переключателем, и следящая система, двигатель которой соединен с корпусом кругового потенциометра и лентопротяжным механизмом. Программный блок контроля пути и графика движения выполнен в виде датчика времени, соединенного с логическими ячейками И и ИЛИ и с отьодами ламельного потенциометра, а блок автоторможения — в

10 виде двух следящевычислительныя систем, подключенных к тахометрическому датчику, потенциометру задания тормозных путей, блоку сравнения, датчику обратной связи, потенциометру фиксации начальной скорости торможения, программному потенциометру и управляющему нуль-органу.

Электрокинематическая схема предлагаемо го устройства изображена на чертеже.

В устройстве использована электромеханическая тяговая микромодель 1, предназначенная для циклического определения путевого отклонения ЛЯ„поезда и его скорости в конце упрежденного (впереди лежащего) участка заданной длины. Она состоит из механически соединенных через соответствующие критериям физического подобия редукторов 2 и 8; модельного тягового микродвигателя 4 с обмоткой, питаемой от датчика напряжения контактной сети 5 через блок 6 формирования

30 заданных модельных характеристик тягового!

87079,.;Ннгятел",; унравл;!Cмсй гистерезисной му(рты

/, используемой в (op:!!oçíoì режиме ь кячсстве бсскс!IT2KT»010 элемента, мсделиру?Ощего силу ос»?овного сопротивления движению в функции веса состава и скорости движения; асинхронно-о удравляемого моментного двигателя 8, моделирующего дополнительную силу сон ротивл(. .!1ия ь фуl!кции Вcса и профи 7я пути; круговогс датчика 9, фиксирующего начало и конец модельного (упрежден»ого) пути S..; ;тахс . !?е,)ятсрнсгс датчика 10, слун(aii,сгс ?3 кячес(".;е ?1рис. 1»ого элемента сKopocòной следящей системы, состоящей также из усилителя 11, микродвигятеля 4 и предназначенной дл""., согласо. :я:?ия скорости вращения модели со скорость?а тахогенератор»ого датчиг(Я KO.TCCI!OI(IIHpb! 12 К Ii!0%!CIIT j на!3.73 Каждого цикла модслирсвания, а также в качесгве датчика скорости модели в процессе моделирования движе»ия поезда на упрежден»ам, час : е; наборного, !! зависимости от веса состава,;(ам»лента х?яховь?х дисков 18, посредс?»ом которых моделируется инерционная

C i 1,7 11 .

Для форм»сования токов управления гистерезисной муфты 7 и асинхронного моментнаго дшиателя д пред„смотрен блок, собранный по схе ?е каскад»ого саед»»е»ия трех секцио?шых потенцномстрав !4, 15, 18. Пстенциометр 14 является общим, он выполняет функции задатчика веса поезда и секционирован в соответствии с возможнь?м округленным значеl?IIем веса составов, потепциаметр 15, в цепь которого включен" обмотка гистерезисной муфты 7, секционироьан по известной функции изменения силы основного сопротивления от скорости поезда; потепциометр 1б секциониpoBBII в соответствии с заданными значе»пями элемента» профиля пути и является фазсреверсивным.

Подключение обмотки управления двигателя 8 к нужной секции этого потенциометра в функции пройденного пути S осуществляет программный коммутаторный блок 17, выполненный в форме перфолентопротяжного механизма, содержащего в фотоэлектрическом варианте неподвижный источник света 18, рефлектор 19, жестко закрепленный на оси модели непрозрачный стакан 20 с расположенными по его окруж??ост1?м диафрггмирующими щелевыми отверстиями, против которых установлены фотссопротивления 21 таким образом, что при вращении стакана лучи из диафрагмирующих отверстий циклически пробегают по кодовым дорожкам перфоленты 22 и управляют в соответствии с кодовыми отверстиями перфоленты подкл?очением нужных фотосопротивлений, коммутирующих блок задания профиля пути в функции пройденного пути локомотива и упрежденного пути модели. Движение перфоленты, пропорциональное пройденному пути локомотива, достигается за счет передачи через соответствующий масштабный редуктор (не показан) вращения колесной пары с периодической поправкой, вводимой по5

55 бО

65 средством трансформаторной дистанционной передачи, приемный сельсин которой своим статором 28 закреплен на входной оси 24, а ротором 25 на оси лентопротяжной шестерни

2б, получающей вращение от двигателя 27 следящей системы, управляемой от сигнальной обмотки приемного сельсина, работающего как в режиме сельсина, так и следящего трансформатора, чем обеспечивается автоматическое суммирование вводимого перемещения с перемещением поправки, поступающсй от сельсина-датчика 28, соединенного с выходной осью двигателя 29 следящей системы коррекции отсчета пройденного пути, входящей в электромеханический блок 80 отсчета пройденного пути.

Блок 80 состоит из двухотсчетной системы, содер>кащей круговьай потенциометр 81 непрерывного отсчета пути в диапазоне одного контрольного участка. Движок этого потенциометра получает вращение от колесной пары.

Второй круговой потенциометр 82 выполнен ламельным соответственно с шагом дискретности, пропорциональным величине одного контрольного участка. Движок 88 ламельнога потенциометра связан с шаговым двигателем

84, осуществляющим его поворот на одну ламель при поступлении импульса от напольного датчика, состоящего из пассивного элемента 85 и расположенного на локомотиве приемного индикатора 86 и блока 87 формирования импульса.

Следящая система коррекции отсчета пути (двигатель 29, усилитель 88) включается на конце каждого контрольного участка для исключения накопленной погрешности в отсчете пути по данным от колесной пары за время движения локомотива в пределах одного контрольного участка. В этой системе управляемый двигатель 29 кинематически связан с поворотным каркасом кругового потенциометра непрерывного отсчета пути, что и ооеспечивяет ввод поправки. Посредством управляемого ключа, Ile показанного на чертеже, в следящую систему коррекции вводится рассогласование, источником которого служит напряжение на кругогом потенциометре, если последний не будет находиться в нулевом состоя ?ии в момент переключения ламельного движка потенциометра 2 на последующую ламель.

Импульс, отпирающий управляемый ключ, поступает от блока 87, а запирающий импульс поступает при окончании коррекции, что фиксируется нулевым напряжением на выходе усилителя 88.

Блок 80 электромеханического счетчика пути предназначен также для определения величины путевого отклонения локомотива Л 5, в конце каждого контрольного участка, т. е. определения разницы между фактическим полон(ением локомотива и TeivI, которое должно быть согласно графику. Для этой цели на круговом ламельном потенциометре 82 имеются отводы с контактами; в нужные моменты времени подключают эти отводы к общей круга137079 вой шине 89 посредством соответствующих этим контакта l peлейных элементов, находящихся II ком>л TBTopnoili б;IQKe 40, управллеiIix от ячеек ИЛИ 41 блока 42 ".:.данил графика. Моменты времени, coo Tàåòñòâóioùèe графику движения, реализуются посредством часового механизма со стрелками, снабженНЫМИ ИНДУКТИВНЫМИ ИЛИ ИНДУКЦИОННЫМИ лаТчиками, включеннь1ми г. схему дешифратора, состоящего из ячеек И 48, подключенных входными за>кимамп к регистрам часов 44, минут 45, секунд 46 в соответствии с заданным графиком движения. Для фиксации конца текущего контроль Ioio участка (т. е. его порядкового номера) применен дешифратор, состоящий из двоичного счетчика 47 и ячеек

И 48. В соответствии с графиком движения лчеики И 48 и 48 дешифратора пути и времени соединены с ячейками ИЛИ 41, соединенными в свою очередь с релейным элементом блока 40, посредством которого подключается нужный ламельный контакт на шину 89, потенциометр 82, при появлении сигнала от датчика пути или времени. При замыкании каждого контакта ламельпого потенциометра с органа сравнения 49 снимается разность ÄIaпряжений

Л U=U,— U„ где U, — напря>кение между ламелями;

U, — напряжение на круговом потенциометре в момент подключения ламельного контакта.

При поступлении импульса из ячейки ИЛИ

41 в результате импульса только от путевой ячейки И 48 напряжение Л U определит ошибку счетчика, которая компенсируется следящей системой коррекции пути (двигатель 29), при поступлении импульса из ячейки 41 только в результатс импульса от временной ячейки И 48 напряжение Л U определит путевое отклонение локомотива в конце контрольного участка, т. е. в этом случае Л S., =Ê Ë U, где

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Beëè÷ènÿ Л (. передается в блок 50 запоминания путем открытия ключа 51, при этом вели ипча удер>киваетсл в форме напря>кения до конца дан.юго контрольного участка. Блок

50 может быть выполнен как в форме запоминающей емкости, так и в форме следящей системы с отслеживанием и запоминанием величины Л S., на потенциометре. Для выбора режима тяги и момента переключения на него служит блок 52, в который с выхода блока 58 сравнения циклически поступает разность путевых отклонений: OS=ASÄ вЂ” ЛЯ„, б5 определяется блоком 54, а Л S„— путевое отклонение модели за один цикл работы, равное

Ь Я,, = ф(V„— V„,) dt, где V„— программная скорость на упрежденном участке, получаемая в форме напряжения от программного потенциометра 55, выполненного в форме ламельного потенциометра, секционированного в соответствии с заданными значещглми программной скорости V(S) н ее ограничекиями, с контактамн, подключаю5 шими к общей шине нужную намель в cooTêåòñònnè с программной командой от блока 87 илн перфоленты 22;

V,, — текущая скорость модели, получае10 мая в форме напряжения от тахогенераторного датчика 10.

Моменты времени 1, и t2, соответствующие началу и концу движения модели в пределах упрежденного участка заданной длины S,„â

Аорме импульсов поступают от датчика мо1 дельного пути так, что импульс 11 посредством вентиля 56 открывает, à t» закрывает поступление в блок 54 функции V„— V„). Блок 52 реагирует на знак разкости tI S.

При S =0 режим тяги не меняется, при

65)0, что регистрирует ячейка блока 52, модель переключается на следующую старую характеристику, что фиксируется также в ячейке 57 памяти.

При дальнейшем движении поезда в момент достижения 65=0, что регистрируется нульорганом 58, при работе модели на новой тяге выдается команда на переключение тягового двигателя на новый режим тяги путем отклюЗО чения запрета в ячейке 59, пропускающей в этом положении импульс с ячейки 57 памяти.

Если б 5(0, модель переключается на выбег или более слабую тягу одновременно с аналогичным переключением тягового двигателя через блок 60 контроллера.

Для решения задачи автоторможения и ав. топодтормаживания предусмотрена система, 61 состоящая из двух блоков, из которых блок 6 предназначен длл решения задачи подторма 1О живания и предварительного торможения при подходе к станции, а другой, включаемый от путевого датчика, фиксирующего начало второго тормозного пути до полной остановки поезда, производит торможение до полной остановки в заданной точке.

Блок 61 выполнен в виде двух последовательно действующих систем. Одна из них— следящая система — состоит из органа сравнения 62, усилителя 68. двигателя 64, веду50 щего слежение через муфту 65 за текущей скоростью V. локомотива на потенциометре 66 и дублирующем noTe« IIIolleTpe 67, что производится непрерывно до начала торможения или подтормаживания. Начало торможения

55 п и подходе к станции фиксируется первым напольным датчиком (не показан). При подтормаживании или торможении, обусловленных временными или постоянными ограничениями скорости, начало тормозного пути фик60 сируется программными устройствами с помо щью блока 40, если оно совпадает с концом контрольного участка или перфоленты ограничении скорости сигналами автоблокир овки начало торможения или подтормаживаб5 ния фиксируется от приемных локомотивных

65 устройств сигналов автоблокировки (блок 68) или сигналов телеуправления (блок 69), исходящих от диспетчерского пункта. При поступлении сигнала на торможение или подтормаживание происходит переключение муфт с 65 на 70 контактом 71, чем достигается запоминание начальной скорости V< торможения. Далее торможение происходит в соответствии с законом снижения скорости, пропорциональным пройденному тормозному пути, который фиксируется датчиком 72, приводимым в действие посредством электромагHHTHOH муфты

78. При этом движение поезда приближенно будет соответствовать следующему уравнению: (— > o)S»=(Vo — 2Р где V — текуш,ая скорость локомотива на тормозном участке, получаемая от тахогеператор ного датчика колесной пары 12;

V2 — конечная скорость, задаваемая программным потенциометром 55;

S» — фиксированная ллина тормозного участка, задаваемая потенциометром, с фиксированным отводом 75, пропорциональным S,, При поступлении команды на подключение нужной скорости от блока 68 одновременно подается запрет через элемент 74 на поступление команд в потенциометр 55 от блока 40 или перфоленты 22.

Реализация торможения по указанному соотношению производится посредством следящей системы сравнения левой и правой части уравнения так, что правая часть формируется каскадным соединением потенциометрического датчика 72 и последовательным и встречным соединением дублирующего потенциометра 67 запоминания и программного потенциометра

55. Аналогично левая часть формируется каскадным соединением органа сравнения 62 и потенцио метрического датчика тормозного участка S„ конец которого соответствует конечной скорости V2. Воздействие на тормозную систему производится с выхода усилителя 11, выдающего сигнал рассогласования скорости поезда и модели, которая тормозится под воздействием тормозного тока в тормозной обмотке гистерезисной муфты. Величина тока устанавливается движком 76 переменно го сопротивления, связанного с выходным валом управляемого двигателя 64, B результате чего скорость вращения вала модели будет уменьшаться согласно указанному выше закону. В цепи передачи сигналов управления в тормозную систему включены максимальное реле 77 на выбег при достижении положительного рассогласования скоростей поезда и модели более допустимого и реле 78 включения тормозной системы при отрицательном рассогласовании более допустимого, при этом даьление в тормозных цилиндрах устанавливаегся пропорциональным рассогласоьанию.

Второй этап торможения производит блок

79,, содержащий две работающие параллельно

30 во времени системы, из которых первая (усилитель 80, двигатель 81) предназначена для запоминания на следящем потенциометре 82 начальной скорости второго этапа торможения, начало которого фиксируется сигналом от второго напольного тормозного датчика и этим же сигналом останавливается первая следящая система, обеспечивая контактом потенциометра 82 запоминание начальной скорости второго этапа. Вторая следящая система (усилитель 88, двигатель 84) продолжает слежение за текущей скоростью на том же потенциометре 82 посредством второго движка

85. В результате этого слежения на заданном интервале действия тормозной системы Л5,, конец которого фиксируется остановко следящей системы с контактом движка 85, система выдает снижение скорости Л V, в диапазоне

Л $, в форме электрического напряжения между движками потенциометра 82.

Импульсом от второго напольного датчика (не показан) дается команда на включение заранее заданной тормозной позиции, которая выдерживается па заданном отрезке пути

Л5,. После прохождения этого отрезка тормозного пути действие тормозов прекращается, при этом поезд переходит на выбег. Повторное включение той же тормозной позиции происходит при достижении равенства

Л »1 Л вЂ” т Л т.

Л 1 т1 — тт1т 2т где V>, — начальная скорость второго тормозного участка; „— конечная скорость, соответствующая концу фиксированного участка ЛЯ,, получаемого в форме напряжения от задатчика 86;

Л S — путь, оставшийся до полной остановки поезда, получаемый от датчика 87, подключаемого электромагнитной муфтой 88;

V — текущая скорость локомотива, получаемая от тахогенераторного датчика 10.

Это соотношение регистрируется вычислительным устройством, в котором левая часть уравнения формируется каскадным соединением датчика 87 с зажимами движков потенциометра 82, а правая — каскадным соединением тахогенератора колесной пары 12 с задатчиком 86 длины участка Л S,. Посредством элемента сравнения 89 и нуль-органа 90 производится выдача импульса товторного

Включения тормозной системы lIÿ ту же позицию. Это повторное включение доводит поезд до полной остановки в задашюй точке.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления магистральным электровозом, содержащее блок задания профиля пути, скорости и графика движения, блок, моделирующий движение поезда, служащий для получения уп187079

Составитель Ю. Г. Козлов

Редактор Л. М. Жаворонкова Техред T. П. Курилко Корректоры: T. В. Муллина и М. В. Полякова

Заказ 3437/10 Тираж 1150 Формат бум. 60><90 /з Объем 0,6 пзд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

1ипо рафия, пр. Сапунова, 2 режденных координат, блок отсчета пройденного пути, подкл1оченный к датчикам колесной пары, блок логического в1roopa режима тяги, блок автоматического торможения и подтормаживания, систему автопуска и систему автоматической локомотивной сигнализации, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, повышения точности и надежности его работы, в блоке, моделирующем двигжeпиc поезда, установлена электромеханичес ая тяговая микромодель, выполненная в виде соединенных между собой микродвнгателя, подключенного к датчику напряжепи;;îíòàêòíîé сети, редукторы, гистерезисной муфты, асинхронного двигателя, кругового и тахогенераторных датчиког и приемного генератора следящей системы, подключенной к датчику колесной пары, блоку определения модельного путевого отклонения и программному блоку задания характера профиля пути в функции пути, а в качестве счетчика пути использованы круговой и ламельный потенциометр, соединенный с шаговым переключателем, и следящая система, двигатель которой соединен с корпусом круголого потенциометра и лентопротяжным меха.-пt мoм, программный блок контроля пути и графика дгижения выполнен в виде датчика времени, соединенного с логическими ячейками И и ИДИ и с отводами ламельного потеициометра, а блок автоторможения выполнен в виде двух следящевычислительных систем, подключенных к тахометрическому датчику, г.отепциометру задания тормозных путей, блоку сравнения, датчику обратной связи, потепциометру фиксации начальной скорости торможения, программному потенциометру и управляющему нуль-органу.