CS231731B1 - Connexion for automatic control system for automatic control of tractive vehicles on adhesion limit - Google Patents

Abstract

Vynález se týká oboru regulační a automatisační techniky zvláště v oblasti elektrických trakčních vozidel. Řeší problematiku automatické jízdy na mezi adheze. Vynález řeší úkol zapojením dvou regulá ­ torů skluzu (1), (2) porovnávajících na vstupech signál o skluzu s příslušnou hla ­ dinou K, resp. Κ», přičemž výstup G, prvé ­ ho regulátoru skluzu je omezen signálem žádaného poměrného tahu W a je zapojen na vstup součtového členu (3) spolu se signálem W. Výstup W. součtového členu (35 je pak připojen na omezovač výstupu druhého skluzu (2) a výstup druhého skluzu (2) je zapojen spolu s výstupem W. součto ­ vého členu (3) na vstup regulátoru tahu. Zapojení je nejlépe patrné z obr. 1. Prvý regulátor automaticky vyhledává mez adheze danou hladinou Κ. , při náhlých změnách adheze pak působí druhý regulátor, který,slouží k likvidaci prokluzu pod úroveň K2.Invention se concerns field regulatory and automation techniques particularly in areas electric traction vehicles. It solves issues automatic driving on between adheze. Invention it solves task engagement two regulá # torů slip (1) (2) comparators on inputs signal O slip with relevant hla # dinou TO, resp. Κ », taking exit G, first # him the controller slip Yippee limited signal desired relative tahu W and Yippee plugged in on input sum member (3) together se signal W. Exit W. sum member (35 Yippee then connected on limiter output the other slip (2) and exit the other slip (2) Yippee plugged in together with output W. součto # tive member (3) on input the controller tahu. Engagement Yippee best apparently from FIG. 1. First regulator automatically searches limit adheze given level . , at sudden changes adheze then operating second regulator, who serves to liquidation slip under level K2.

Description

Vynález se týká zapojení regulačních obvodů pro automatickou regulaci tahu trakčních vozidel ne mezi adheze zvláště pro regulátory tahu výkonných elektrických lokomotiv s plynulou bezkontaktní regulací trakčního ev. brzdného výkonu.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the connection of control circuits for automatic traction vehicle traction control, not among the adhesion, in particular for traction controllers of high performance electric locomotives with continuous contactless traction control. braking power.

Moderní polovodičové technika umožňuje řečení měničů pro plynulou regulaci trakčního výkonu nebo brzdné síly v celém rozsahu rychlostí a umožňuje tak i jednoduchou návaznost na dalěí formy automatizace, tj. automatickou regulaci rychlosti jízdy, cílové brždSní ap. Neustálá snaha po zvyěování trakční výkonnosti však přináší s sebou závažný problém reálného využití tažné síly vozidla za různých adhezních podmínek, jaké se vyskytují v provozu.Modern semiconductor technology allows the inverters to be continuously controlled to regulate traction power or braking power over the entire speed range, thus enabling easy continuity with other forms of automation, ie automatic speed control, target braking etc. However, the constant effort to increase traction performance raises the serious problem of realizing the tractive force of the vehicle under the various adhesion conditions encountered in operation.

Známé a dosud používané způsoby zajištění likvidace skluzu využívají různých forem indikace skluzu k akčnímu zásahu, tj. ke snížení tažné síly, ale neumožňují zpravidla automatickou jízdu na mezi adheze, tj. maximální využití okamžitých adhezních možností bez ručního zásahu obsluhy. Za špatných adhezních poměrů potom ruční zásah obsluhy vyžaduje značnou zkušenost a pozornost obsluhy.The known and previously used methods of providing slip disposal utilize various forms of slip indication to act, i.e. to reduce traction, but do not generally allow automatic ride on the adhesion limit, i.e., maximum utilization of instant adhesive possibilities without manual intervention by the operator. Under poor adhesion conditions, manual operator intervention requires considerable operator experience and attention.

- Úkolem předloženého vynálezu je vyřešit takový způsob regulace tahu, který by umožňoval automaticky jízdu na mezi adheze bez potřeby ručního zásahu jak v trvalém režimu, tak i v přechodových režimech a manipulacích.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a traction control method which allows automatic adhesion to be driven without the need for manual intervention in both continuous mode and transient modes and handling.

Vynález řeší úkol zapojením dvou regulátorů skluzu porovnávajících na vstupech signál o skluzu s příslušnou hladinou, přičemž výstup regulátoru skluzu je omezen signálem žádané hodnoty poměrného tahu a je zapojen na vstup součtového členu spolu se signálem.The invention solves the problem by connecting two slip regulators comparing the slip signal with the respective level at the inputs, the slip regulator output being limited by the relative thrust setpoint signal and connected to the summation input together with the signal.

Výstup součtového členu je pak připojen na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu a výstup rychlého regulátoru skluzu je zapojen spolu s výstupem součtového členu na vstup regulátoru tahu.The summation output is then connected to the fast slip regulator output limiter and the fast slip regulator output is coupled with the summation output to the thrust regulator input.

Na obr. 1 je příkladné zapojení dle vynálezu. Na obr. 2 je znázorněna funkční závislost veličin. Na obr. 3 je příklad zapojení pro vozidla se dvěma samostatnými regulátory a dvěma trakčními motory s nápravou.Fig. 1 shows an exemplary circuit according to the invention. Fig. 2 shows the functional dependence of quantities. Fig. 3 shows an example of wiring for vehicles with two separate controllers and two axle traction motors.

Na obr. 1 je připojen na vstup členu absolutní hodnoty poměrného tahu 2 výstup regulátoru Ji rychlosti a výstup ručního řízení 10. Výstup členu absolutní hodnoty poměrného tahu 2 je připojen na první vstup součtového členu 2 a na omezovač výstupu regulátoru skluzu i, jehož výstup je připojen na druhý vstup součtového členu J, jehož výstup je připojen na vstup regulátoru 4 tahu a na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu 2. Výstup regulátoru 4 tahu je připojen na vstup výkonové části 2» jejíž výstup je spojen s trakčním motorem 6 s nápravou, který je spojen s pohonem čidla 2 otáček. Výstup čidla 2 otáček je spojen s prvním vstupem rozdílového členu 8, na jeho druhý vstup je připojen vztažný signál v^. Výstup rozdílového členu 8 je připojen jednak na první vstup regulátoru skluzu i a jednak na první vstup rychlého regulátoru skluzu 2· Na druhý vstup regulátoru skluzu 1 je připojen signál k^ a na druhý vstup rychlého regulátoru skluzu 2 je připojen signál kg. Funkce je následující:In Fig. 1, the output of the absolute thrust member 2 is connected to the output of the speed controller J1 and the output of the hand control 10. The output of the absolute thrust member 2 is connected to the first input of the summation member 2 and to the output limiter of the slip regulator i. connected to the second input of the summation member J, the output of which is connected to the input of the thrust regulator 4 and to the output limiter of the fast slip regulator 2. The output of the thrust regulator 4 is connected to the input of the power section 2. is connected to the 2-speed encoder drive. The output of the speed sensor 2 is connected to the first input of the differential member 8, its reference input being connected to the reference signal v. The output of the differential member 8 is connected to the first input of the slip regulator 1 and to the first input of the quick slip regulator 2. The function is as follows:

žádané hodnota tahu + ρ_Φ je přiváděna bu5 z ručního řízení 10 nebo z automatického regulátoru LI. rychlosti přes člen absolutní hodnoty poměrného tahu 2i jehož výstupem je signál W, přiváděný přes součtový člen 2 na V3tup regulátoru £ tahu, který řídí výkonovou část 2 napájející trakční motor 2 β nápravou. Otáčky trakčního motoru 2 s nápravou jsou snímány čidlem 2 otáček a vyhodnocovány v rozdílovém členu 8. Absolutní rozdíl v otáček V| od vztažných otáček v₂, reprezentujících ideální rychlost bez skluzu, je přiváděn do regulátoru skluzu i a rychlého regulátoru skluzu 2» Tam se porovnávají signály kj resp. kg.thrust setpoint + ρ _Φ is supplied either from manual control 10 or from the automatic controller L1. speed through the absolute thrust member 21, the output of which is the W signal supplied through the summing member 2 at the thrust regulator V3tup, which controls the power portion 2 supplying the traction motor 2 β axle. The speed of the traction motor 2 with axle is sensed by the speed sensor 2 and evaluated in the differential member 8. Absolute speed difference V | from the reference speed v ₂ , representing the ideal speed without slip, it is fed to the slip regulator i and the fast slip regulator 2. kg.

Pokud je požadovaná velikost tahu W nižší, než je mez adheze, nedochází ke skluzu, signálΔv je přibližně nulový a výstupu Gj a Gg obou regulátorů skluzu jsou rovněž nulové. Na vstup regulátoru £ tahu se tady přivádí plné hodnota signálu W. Regulátor 4 tahu pak nastaví pomocí výkonové Sásti í odpovídající velikost tahu nebo proudu trakčního motoru 6 s nápravou. Převýši-li signál W skutečnou mez adheze, dojde k postupnému narůstání prokluzu nápravy, hnané trakčním motorem £ a signál Vj z čidla 2 otáček převýší vztažný signál v₂ ze srovnávaní nápravy představující synchronní otáčení a rozdílový člen g vyhodnotí signál o skluzuA v. Převýší-li signál A v signál kj regulátoru skluzu, dojde k nárůstu výstupu Oj, který se odčítá od signálu W a udržuje tak výsledný signál Wj na úrovni meze adheze.If the required thrust W is lower than the adhesion limit, there is no slip, the signal Δv is approximately zero and the output Gj and Gg of both slip regulators are also zero. Here, the full value of the signal W is supplied to the input of the thrust regulator 6. The thrust regulator 4 then sets the corresponding thrust or current of the axle traction motor 6 by means of a power section. If the signal W exceeds the actual adhesion limit, the slip axle driven by the traction motor 6 gradually increases and the signal Vj from the speed sensor 2 exceeds the reference signal v ₂ of the axle comparison representing synchronous rotation and the differential member g evaluates the slip signal A v. If the signal A v is the slip regulator signal kj, the output Oj increases which is subtracted from the signal W and thus keeps the resulting signal Wj at the level of the adhesion limit.

Pokud dojde k rychlé zmšnš adheze, nebo při rychlém navolení sygnálu W nad mez adheze, dojde k většímu prokluzu, který převýší signál kg rychlého regulátoru skluzu g a ten evým výstupem G₂ dále úměrně sníží požadovaný tah, čímž dojde k rychlé likvidaci skluzu. Jakmile skluz poklesne pod úroveň kg, výstup Gg se rychle vynuluje a na vstupu regulátoru £ tahu zůstává pouze signál Wj, odpovídající mezi adheze. Pokud se adheze zlepší, dojde ke zmenšení signáluAv pod hladinu kj a výstup Gj prvého regulátoru skluzu se postupné vynuluje a je realisován plný tah W bez omezení.If there is a rapid decrease in adhesion, or if the W is selected above the adhesion limit, a greater slip will occur, which exceeds the signal kg of the fast slip regulator g and with the output G ₂ further proportionally decreases the required thrust, thereby rapidly slipping. When the slip falls below kg, the output Gg is quickly reset and only the signal Wj corresponding to the adhesion limit remains at the input of the thrust regulator. If the adhesion improves, the signal Av is reduced below the level kj and the output Gj of the first slip controller is reset to zero and the full thrust W is realized without limit.

Toto zapojení regulátorů skluzu a jejich omezovačů umožňuje úměrnost působení při různých hodnotách předvoleného tahu W a při různých manipulacích. Umožňuje rovněž automatickou jízdu s plným navolením W při špatných adhezních poměrech, kdy si automaticky nastaví příslušnou hladinu Wj tak, jak odpovídá prvé hladině skluzu kj. Přitom jsou odstraněna jakákoliv mrtvá pásma z hlediska řídicího signálu W, jak je zřejmé z obr. 2. Při všech navoleních W je rovněž zajištěn minimální zbytkový signál, umožňující normální funkci výkonové části £ i při nejhlubším zásahu obou regulátorů.This connection of the slip regulators and their limiters allows for proportional action at different preset thrust values W and at different handling operations. It also allows automatic driving with full W-selection at poor adhesion conditions, automatically adjusting the appropriate Wj level to match the first slip level kj. In doing so, any dead zones are removed in terms of the control signal W, as shown in FIG. 2. In all W-selections, a minimum residual signal is also provided, allowing normal operation of the power section 6 even with the deepest intervention of both controllers.

Zapojení pracuje obdobně i v režimech záporných tahů, tj. při elektrickém brzdění. Rozdíl otáček je přitom opačné polarity, ale v rozdílovém členu 8 se vyhodnocuje absolutní hodnota rozdílu otáček JA v[.The circuit works similarly in negative thrust modes, ie during electric braking. The speed difference is the opposite of the polarity, but in the differential member 8 the absolute value of the speed difference JA in [.alpha.] Is evaluated.

V případě regulace skluzu se dvěma samostatnými regulátory tahu a dvěma trakčními motory spojenými s dvěma příslušnými nápravami použijeme zapojení regulátoru skluzu jako v předchozím případě na obr. 1, jen s tím rozdílem, že přibude rychlý regulátor skluzu s příslušnými obvody.In the case of slip control with two separate thrust regulators and two traction motors coupled to the two respective axles, we use the slip regulator wiring as in the previous case in Fig. 1, except that a fast slip regulator with the associated circuits will be added.

Příklad zapojeni je na obr. 3. Výstup součtového členu g je připojen navíc na první vstup druhého regulátoru 4.2 tahu a na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu 2.2 přičemž výstup rychlého regulátoru skluzu 2.2 je připojen na druhý vstup druhého regulátoru 4,2 tahu, jehož výstup.je připojen na vstup druhé výkonové části 5.2. jejíž výstup je spojen se vstupními svorkami druhého trakčního motoru £,2, s nápravou spojeného s druhým čidlem 7.2 otáček, přičemž výstup druhého čidla otáček 7.2x je připojen jednak ne první vstup druhého rozdílového členu 8.2 a jednak na druhý vstup prvního rozdílového členu 8,1. Ne druhý vstup druhého rozdílového členu 8.2 je připojen výstup prvního čidla 7.1. otáček, který je ještě připojen na první vstup prvního rozdílového členu 8.1. Výstup druhého rozdílového členu 8.2 je připojen jednak ne první vstup rychlého regulátoru 2,2 skluzu a jednak na třetí vstup regulátoru skluzu J.. Na druhý vstup druhého rychlého regulátoru 2.2 skluzu je připojena hladina kyAn example of the connection is shown in Fig. 3. The output of the summation member g is connected in addition to the first input of the second thrust regulator 4.2 and to the output limiter of the fast slip regulator 2.2. . is connected to the input of the second power section 5.2. the output of which is coupled to the input terminals of the second traction motor 6,2 with an axle connected to the second speed sensor 7.2, the output of the second speed sensor 7.2x being connected both to the first input of the second differential member 8.2 and to the second input of the first differential member 8, 1. No second input of the second differential member 8.2 is connected to the output of the first sensor 7.1. speed, which is still connected to the first input of the first differential member 8.1. The output of the second differential member 8.2 is connected both to the first input of the fast slip regulator 2.2 and to the third input of the slip regulator J.

Uvedené zapojení se liší od předcházejícího příkladu tím, že je použit jen jeden regulátor skluzu 1 pro dva samostatně napájené a regulované pohony náprav 6.1 a 6.2. Regulátor skluzu 1 na základě překročení hladiny kj signálem|A Vj| z rozdílového členu 8.1 nebo signálem IA Vgl z rozdílového členu 8.2 snižuje společnou žádanou hodnotu W signálem G,. Tak se snižuje hnací moment obou náprav úměrně zhoršené adhezi. Při větším prokluzu jedné nápravy, kdy signéllA v,| respJA v₂l překročí hladinu kg resp. kj je proveden individuální zásah příslušným rychlým regulátorem skluzu 2.1 resp. 2λ2 úo příslušného regulátoru tahu 4.1 resp. £,£ .This connection differs from the previous example in that only one slip controller 1 is used for two separately powered and controlled axle drives 6.1 and 6.2. Slip regulator 1 due to level exceeding kj by signal | A Vj | from the differential member 8.1 or the signal IA Vg1 from the differential member 8.2 reduces the common setpoint W by the signal G1. Thus, the driving torque of both axles is reduced in proportion to the impaired adhesion. In case of larger slip of one axle, when signéllA v, | respJA in ₂ l exceeds the level of kg resp. kj an individual intervention is carried out by the respective fast slip regulator 2.1 resp. 2λ2 úo of the respective draft regulator 4.1 resp. £, £.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Zapojení regulačních obvodů pro automatickou regulaci tahu trakčních vozidel na mezi adheze, zvláště pro regulátor výkonných elektrických lokomotiv s plynulou bezkontaktní regulací trakčního nebo brzdného výkonu polovodičovými měniči s obvody pro automatickou regulaci rychlosti a s obvody pro měření a regulaci skluzu hnané nápravy, vyznačené tím, že sestává alespoň z jednoho regulátoru skluzu (1) a alespoň z jednoho rychlého regulátoru skluzu (2), na jejichž vstupy je připojen výstup alespoň jednoho rozdílového členu (8), přičemž omezovač výstupu regulátoru skluzu (I) je spojen s výstupem členu absolutní hodnoty poměrného tahu (9), který je současně připojen na první vstup součtového členu (3), na jehož druhý vstup je připojen výstup regulátoru skluzu (1) a výstup součtového členu (3) je připojen jednak na omezovač výstupu rychlého regulátoru skluzu (2) a jednak na první vstup alespoň jednoho regulátoru (4) tahu, jehož druhý vstup je pojen s výstupem rychlého regulátoru skluzu (2), přičemž výstup regulátoru (4) tahu je připojen na alespoň jednu výkonovou část (5), připojenou na alespoň jeden trakční motor (6).Connection of control circuits for the automatic traction control of traction vehicles to the adhesion limit, in particular for a high-performance electric locomotive regulator with continuous contactless traction or braking performance control by semiconductor converters with automatic speed control circuits and at least one slip regulator (1) and at least one fast slip regulator (2), to the inputs of which the output of at least one differential member (8) is connected, wherein the slip regulator output limiter (I) is coupled to the absolute thrust member output (9), which is simultaneously connected to the first input of the summation member (3), the second input of which is connected to the output of the slip regulator (1) and the output of the summation member (3) is connected to the first input of at least one controller ( 4) a thrust, the second input of which is connected to the output of the fast slip regulator (2), the output of the thrust regulator (4) being connected to at least one power section (5) connected to the at least one traction motor (6).