Brevet FR2270648A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne les récepteurs à sécurité intrinsèque pour circuits de voie à courant alternatif utilisant deux signaux alternatifs de même fréquence et en quadrature* l'un dit de référence, l'autre transmis par la voie0 Un circuit de voie à courant alternatif comprend un émetteur et un récepteur, les liaisons électriques entre ces deux appareils étant assurées par les rails. k une extrémité du canton de voie à protéger, l'émet- teur envoie un signal alternatif à fréquence industrielle, par exemple 50 Hz. Ce signal est transmis par une connexion inductive à transformateur et par les rails à l'autre extrémité du canton de voie0 Là, une autre connexion inductive à transformateur renvoie le signal alimentant l'un des deux enroulements d'un relais de voie. Le relais de voie reçoit sur son autre enroulement le signal de référence envoyé par l'émetteur, à la fréquence de 50Hz. Les deux signaux alternatifs alimentant les deux enroulements du relais de voie sont en quadrature. Ce relais dont le mécanisme est assez complexe, comporte un disque attiré par deux électroaimants, chacun deux ayant son enroulement parcouru par un des deux signaux alternatifs Quand les deux signaux, en l'occurrence deux courants, sont en quadrature, l'attraction est maximale, Le relais est en position de travail et donne la voie libre. Si les deux signaux alternatifs ne sont pas en quadrature ou si leurs amplitudes ne sont pas suffisantes, le relais se met en position de repose Le récepteur objet de l'invention a pour but de remplacer ce relais de voie coûteux, encombrant, lourd et sujet à usure par un système statique recevant les deux signaux alternatifs précédents à l'entrée, et alimentant à sa sortie l'enroulement d'un relais de voie polarisé.Ce relais de voie polarisé, beaucoup plus simple que le relais de voie précédent, moins encombrant et moins cher que lui, est seulement sensible à la composante continue qui traverse son enroulement de commande Le récepteur objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier transformateur dont l'enroulement primaire reçoit le signal alternatif de référence et dont l'enroulement enroulement secondaire alimente a travers une résistance ltenroulement diun relais de voie polarisé, ledit enroulement constituant une diagonale d'un pont redresseur à diodes qui alimente à son tour le circuit émetteur-collecteur d'un transistor NPN fonctionnant en interrupteur et dont la base est reliée à la sortie d'un multivibrateur astable à transistors PNP à fonctionnement non saturé, - un deuxième transformateur dont l'enroulement primaire reçoit le signal alternatif transmis par la voie et dont l'enroulement secondaire est relié, à travers une inductance, aux émetteurs des deux transistors PNP dudit multivibrateur. Une figure unique annexée illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du récepteur objet de l'inventionO Sur cette figure est représenté le récepteur alimentant l'enroulement d'un relais polarisé. L'enroulement primaire 1 diun premier transformateur 2 représente l'une des deux entrées du récepteur. Ltenroulement secondaire 3 dudit transformateur, en série avec une résistance 4, alimente un pont redresseur 6 à diodes aux bannes d'entrée duquel est relié l'enroulement 5 dtun relais polarisé. Les bornes de sortie du pont redresseur 6 alimentent le circuit émetteur-collecteur d'un transistor NPN 7 relié par sa base à la sortie 8 d'un multivibrateur astable 9 à fonctionnement non sature. L'enroulement primaire 10 dtun deuxième transformateur 11 représente la deuxième entrée du récepteur. Lfenroulement secondaire 12 en série avec une inductance 13 attaque en 14 et 15 les émetteurs des deux transistors PNP du multivibrateur astable 90 Le fonctionnement est le suivant: Le signal alternatif de référence attaque l'enroulement 1. Le signal alternatif transmis par la voie attaque lenroulement 10. L'inductance 13 permet d'obtenir en 14 et 15, un signal en phase avec le signal de référence, Il commande en largeur et en fréquence les créneaux du multivibrateur 90 Lienroulement 5 du relais polarisé est court-circuité par le pont redresseur 6 à diodes et le transistor 7 quand celui-ci est saturé. Le transistor 7 est commandé en 8 par le signal de sortie du multivibrateur astable 9. Ce signal porte le transistor 7 alternativement à l'état saturé et à l'état bloqué. En appelant t0 le temps de blocage et t1 le temps de saturation du transistor 7, le temps to + t1 est choisi très petit devant la période des deux signaux alternatifs utilisés.Ces valeurs de to et tl sont fonctions du signal alternatif transmis par la voie car c'est lui qui attaque le multivibrateur astable 9O On peut montrer que,dans ces conditions, le courant traversant l'enroule- ment 5 du relais polarisé contient une composante proportionnelle au produit instantané des deux signaux alternatifs d'entrée ainsi qu'une composante alternative. On sait que le produit de deux signaux alternatifs de même fréquence et déphasés lsun par rapport à autre contient une composante continue proportionnelle au cosinus de leur angle de déphasage et une composante alternative de fréquence double de celle des deux signaux.La composante continue disparate si les deux fréquences sont différentes ou si le déphasage égale 90 . Ainsi, le courant traversant l'enroulement 5 contient une composante continue qui est maximale puisque le déphasage des deux signaux alternatifs est nul. il contient également des composantes alternatives auxquelles le relais polarisé n'est pas sensible. Le courant continu qui traverse le relais polarisé provoque l'attraction de son armature, ce qui entraîne pour la signalisation l'indication- "voie libre". Le récepteur objet de l'invention est à sécurité intrinsèque au sens ferroviaire du terme car aucun défaut dans le circuit ne peut entraîner d'action allant contre la sécurité. En effet, l'armature du relais est attirée à la condition qu'un cou rant continu d'une certaine valeur traverse l'enroulement 5. Pour cela, les deux signaux alternatifs à l'entrée du récepteur doivent avoir la même fréquence et un déphasage de 900. Si une seule de ces conditions nest pas remplie, l'armature du relais retombe pour donner l t indication "voie occupée". Le fonctionnement du relais polarisé n'est pas perturbé par la présence, aux deux entrées du récepteur, de signaux parasites alternatifs, sauf s'ils sont de même fréquence. REVENDICATION Récepteur à sécurité intrinsèque pour circuit de voie à courant alternatif utilisant deux signaux alternatifs de même fréquence et en quadrature, leun dit de référence, l'autre transmis par la voie, caractérisé en ce queil comporte: - un premier transformateur dont l'enroulement primaire reçoit le signal alternatif de référence et dont l'enroulement secondaire alimente à travers une résistance ltenroulement d'un relais de voie polarisé, ledit enroulement constituant une diagonale d'un pont redresseur à diodes qui alimente à son tour le circuit émetteur-collecteur d'un transistor NPN fonctionnant en interrupteur et dont la base est reliée à la sortie dtun multivibrateur astable à transistors PNP à fonctionnement non saturé. - un deuxième transformateur dont l'enroulement primaire reçoit le signal alternatif transmis par la voie et dont l'enroulement secondaire est relié, à travers une inductance, aux émetteurs des deux transistors PNP dudit multivibrateur.