УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известно устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее три линейных провода, электропривод с трехфазным электромотором и авто переключателем с контрольными и рабочими контактами, поляризованное и нейтральное пусковые реле, одно и другое однополярные реле контроля стрелки, реле контроля положения стрелки, фазоконтрольный блок с выводами для подключения одной, другой и третьей фаз трехфазного переменного тока, с одним, другим и третьим выводами для подключения трехфазной нагрузки и выводами для подключения реле, трансформаторы, диоды, конденсаторы, резисторы, источники постоянного, переменного и трехфазного переменного токов (см. 1).
Это устройство принято в качестве прототипа, как наиболее близкое к предложенному по своей технической сущности.
Недостатками противопоставленного устройства при его работе в составе микропроцессорной системы централизации являются:
- малая надежность из-за срабатывания реле контроля стрелки через свой размыкающий контакт;
- большая стоимость устройства из-за большого количества применяемых реле и конденсаторов;
- большая стоимость устройства из-за большой стоимости реле контроля стрелки, обусловленной применением в этих реле трех обмоток;
- большое потребление мощности поляризующими обмотками реле контроля стрелок из-за малого электрического сопротивления этих обмоток, обусловленного применением трех обмоток в этих реле.
Задачами, на решение которых направлена настоящая полезная модель, является устранение указанных недостатков известного устройства.
Решение этих задач достигается тем, что обмотка возбуждения нейтрального пускового реле подключена одним концом к одному полюсу источника постоянного тока, а другим концом к другому полюсу этого источники через последовательно соединенные один нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле, один размыкающий контакт реле перевода стрелки в плюсовое положение, один замыкающий контакт реле перевода стрелки в минусовое положение, параллельно которым подключены последовательно соединенные один нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле, другой замыкающий контакт перевода стрелки в плюсовое положение, другой размыкающий контакт реле перевода стрелки в минусовое положение, при этом параллельно соединенные поляризующие обмотки одного и другого реле контроля стрелки одним концом подключены к другому полюсу источника постоянного тока через один нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле и через один резистор подключены к одному полюсу этого источника постоянного тока, а другим концом через один нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле подключены к другому полюсу источника постоянного тока и через другой резистор подключены к одному полюсу этого источника постоянного тока, при этом клемма теста размыкающего контакта УВК соединена с клеммой ввода информации в УВК о минусовом положении стрелки через один размыкающий контакт одного реле контроля стрелки, параллельно которому подключен один замыкающий контакт этого реле, подключенный через последовательно соединенные один замыкающий контакт другого реле контроля стрелки и другой нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле к клемме теста замыкающего контакта УВК, при этом клемма теста размыкающего контакта УВК соединена с клеммой ввода информации в УВК о плюсовом положении стрелки через другой размыкающий контакт одного реле контроля, параллельно которому подключен другой замыкающий контакт этого реле, подключенный через последовательно соединенные другой замыкающий контакт другого реле контроля стрелки и другой нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле к клемме теста замыкающего контакта УВК.
В предложенном устройстве достигнуто увеличение надежности за счет исключения срабатывания реле контроля стрелки через свой размыкающий контакт.
В предложенном устройстве достигнуто уменьшение стоимости устройства за счет уменьшения количества реле и конденсаторов и за счет уменьшения стоимости реле контроля стрелки из-за уменьшения количества обмоток в этих реле.
В предложенном устройстве достигнуто уменьшение потребления мощности поляризующими обмотками реле контроля стрелки из-за увеличения их электрического сопротивления, обусловленного уменьшением количества обмоток этих реле.
Предложенное техническое решение является новым, т.к. из уровня техники не известны трех проводные устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока без напольного реверсирующего реле, в которых обмотка возбуждения нейтрального пускового реле подключена одним концом к одному полюсу источника постоянного тока, а другим концом к другому полюсу этого источники через последовательно соединенные один нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле, один размыкающий контакт реле перевода стрелки в плюсовое положение, один замыкающий контакт реле перевода стрелки в минусовое положение, параллельно которым подключены последовательно соединенные один нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле, другой замыкающий контакт перевода стрелки в плюсовое положение, другой размыкающий контакт реле перевода стрелки в минусовое положение, при этом параллельно соединенные поляризующие обмотки одного и другого реле контроля стрелки одним концом подключены к другому полюсу источника постоянного тока через один нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле и через один резистор подключены к одному полюсу этого источника постоянного тока, а другим концом через один нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле подключены к другому полюсу источника постоянного тока и через другой резистор подключены к одному полюсу этого источника постоянного тока, при этом клемма теста размыкающего контакта УВК соединена с клеммой ввода информации в УВК о минусовом положении стрелки через один размыкающий контакт одного реле контроля стрелки, параллельно которому подключен один замыкающий контакт этого реле, подключенный через последовательно соединенные один замыкающий контакт другого реле контроля стрелки и другой нормально разомкнутый контакт поляризованного пускового реле к клемме теста замыкающего контакта УВК, при этом клемма теста размыкающего контакта УВК соединена с клеммой ввода информации в УВК о плюсовом положении стрелки через другой размыкающий контакт одного реле контроля, параллельно которому подключен другой замыкающий контакт этого реле, подключенный через последовательно соединенные другой замыкающий контакт другого реле контроля стрелки и другой нормально замкнутый контакт поляризованного пускового реле к клемме теста замыкающего контакта УВК. Предложенное техническое решение является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличения надежности за счет исключения срабатывания реле контроля стрелки через свой размыкающий контакт, а также в виде уменьшения стоимости за счет уменьшения количества реле и конденсаторов и уменьшения стоимости реле контроля стрелки, а также уменьшения потребления мощности за счет увеличения электрического сопротивления поляризующих обмоток реле контроля стрелки.
Из выше изложенного следует, что предлагаемое техническое решение соответствует требованиям, предъявляемым к полезной модели.
Пример варианта предлагаемого трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока показан на фиг.1.
Схема трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока (см. фиг.1) содержит управляющий вычислительный комплекс (УВК) 1 микропроцессорной системы централизации с клеммами теста замыкающих контактов 1.1 и теста размыкающих контактов 1.2, клеммами ввода информации о плюсовом 1.3 и минусовом 1.4 положениях стрелки, релейный блок 2, содержащий реле перевода стрелки в плюсовое положение 2.1 и его контакты 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 и реле перевода стрелки в минусовое положение 2.2 и его контакты 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 (на фиг.1 схема включения обмоток этих реле не показана), двух обмоточное поляризованное пусковое реле 3 и его контакты 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, нейтральное пусковое реле 4 с обмоткой возбуждения 4.1 и обмоткой удержания 4.2 и его контакты 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, одно однополярное реле контроля стрелки 5 с рабочей 5.1 и поляризующей 5.2 обмотками и его контакты 5.3, 5.4 и другое однополярное реле контроля стрелки 6 с рабочей 6.1 и поляризующей 6.2 обмотками и его контакты 6.3, 6.4, 6.5, трансформатор 7 с вторичными 7.1, 7.2 обмотками и выпрямителем 7.3, фазоконтрольный блок 8 трансформаторами 8.1, 8.2, 8.3 и выводами 8.1.1, 8.2.1, 8.3.1 для подключения соответственно одной, другой и третьей фаз источника трехфазного переменного тока, выводами 8.1.2, 8.2.2, 8.3.2 для подключения трехфазной нагрузки, выпрямителем 8.4 и выводами 8.4.1, 8.4.2 для подключения реле, электропривод 9 с контрольными 9.1 и рабочими 9.2 контактами авто переключателя и трехфазным электромотором 9.3, линейные провода 10, 11, 12, диоды 13, 14, 15, конденсаторы 16, 17, 18, 19, 20, резисторы 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, источник питания реле «+ПБ», «-МБ», источник трехфазного переменного тока 28, источник переменного тока 29.
Устройство фиг.1 изображено в нормальном состоянии контроля плюсового положения стрелки, при этом от обмотки 7.1 трансформатора 7 через резистор 25 на обмотки 5.1, 6.1 и через размыкающие контакты 4.4, 4.5, 4.6 в линейные провода 10, 11, 12 и на подключенный к ним через нормально замкнутые контрольные 9.1 и нормально замкнутые рабочие 9.2 контакты авто переключателя диод 15 поступает напряжение переменного тока от источника этого тока 29, которое под воздействием диода 15 выпрямляется, а полярность выпрямленного напряжения совпадает с полярностью напряжения, подаваемого через нормально замкнутый контакт 3.4 от выпрямителя 7.3 на обмотки 5.2, 6.2, отчего реле 5 и 6 возбуждены.
От клеммы 1.1 УВК через нормально замкнутый контакт 3.1 поляризованного пускового реле и замкнутые контакты 5.3, 6.3 реле контроля стрелки на клемму 1.3 УВК поступает тест замыкающего контакта, чем фиксируется плюсовое положение стрелки.
Для перевода стрелки из плюсового в минусовое положение от выходного устройства УВК возбуждается реле перевода стрелки в минусовое положение 2.2 которое замкнет контакты: 2.2.1, 2.2.2 и разомкнет 2,2.3, от чего возбудится реле 4 по цепи: «+»выпрямителя 7.3, нормально замкнутый контакт 3.4, замкнутые контакты 2.1.2, 2.2.2, обмотка реле 4.1, «-» выпрямителя 7.3. Реле 4 замыкающими контактами 4.4 через линейный провод 10 и нормально замкнутый рабочий контакт 9.2 подключит один вывод электромотора 9.3, замыкающими контактами 4.6 через линейный пpoвoд 12 и нормально замкнутый рабочий контакт 9.2 подключит другой вывод электромотора 9.3, а замыкающими контактами 4.5 через линейный провод 11 и конденсатор 20 подключит третий вывод электромотора 9.3 к источнику переменного тока 28 с не измененной последовательностью чередования фаз, отчего перевод стрелки не будет происходить.
Размыкание размыкающего контакта 4.6 прекратит питание обмотки 5.1 от диода 15, от чего реле 5 отпустит свой якорь и разомкнутым замыкающим контактом 5.3 прекратит подачу на клемму 1.3 теста замыкающего контакта, а замкнутым размыкающим контактом 5.3 подаст на эту клемму тест размыкающего контакта от клеммы 1.2, отчего прекратится контроль плюсового положения стрелки. Замкнутый размыкающий контакт 5.4 подключит тест размыкающего контакта от клеммы 1.2 к клемме 1.4, что исключит возможность получения ложного контроля минусового положения стрелки в этот период работы схемы.
Замкнутый замыкающий контакт 4.3 создаст цепь срабатывания реле 3: «+ПБ», замкнутый контакт 2.2.1, обмотка реле 3, диод 13, замкнутый контакт 4.3, «-МБ».
Реле 3 переключенным контактом 3.4 подключит через резистор 22 питание обратной полярности обмоток 5.2, 6.2 от выпрямителя 7.3.
Переключенные контакты 3.2, 3.3 изменят последовательность чередования фаз от источника трехфазного переменного тока 28 в линейных проводах 10, 12, отчего трехфазный электромотор 9.3 начнет перевод стрелки в минусовое положение.
В начале перевода стрелки замкнутся нормально разомкнутые рабочие контакты 9.2 авто переключателя, разомкнутся контрольные контакты 9.1 и отключат от линейных проводов 10, 11, 12 диод 15, отчего прекратится питание постоянным током обмотки 6.1, и реле 6 также отпустит свой якорь, разомкнет замыкающие контакты 6.3, 6.4 и замкнет размыкающий контакт 6.5 и тем самым создаст цепь удержания якоря реле 4 обмоткой 4.2 от выпрямителя 8.4 под воздействием протекающего по первичным обмоткам трансформаторов 8.1, 8.2, 8.3 рабочего тока электромотора 9.3, отчего реле 4 удерживает якорь в притянутом положении в течение всего времени перевода стрелки.
После завершения перевода стрелки в минусовое положение разомкнутся нормально замкнутые рабочие контакты 9.2 авто переключателя, но цепь токопрохождения сохранится через замкнутые нормально разомкнутые рабочие контакты 9.2 авто переключателя, а также замкнутся нормально разомкнутые контрольные контакты авто переключателя 9.1, которые изменят полярность подключения диода 15 к линейным проводам 10, 11, 12.
Т.к. измененная полярность подключения диода 15 к линейным проводам 10, 12 соответствует полярности подключения питания к обмотке 6.2, то реле 6 возбудится под воздействием поступающего в обмотку 6.1 через резисторы 23, 24 выпрямленного диодом 15 напряжения источника 28 и размыкающим контактом 6.5 выключит цепь питания обмотки реле 4.2, отчего это реле отпустит свой якорь и разомкнутыми замыкающими контактами 4.4, 4.5, 4.6 отключит питание электромотора 9.3 от источника 28, а замкнутыми размыкающими контактами 4.4, 4.5 зашунтирует резисторы 23, 24 и обеспечит питание обмоток 5.1, 6.1 и диода 15 от обмотки 7.1 трансформатора 7 через резистор 25.
Реле 5 возбудится т.к. получит питание от выпрямителя 15 через замкнутый размыкающий контакт 4.6, полярность которого совпадает с полярностью питания, получаемого обмоткой 5.2 от выпрямителя 7.3.
Реле 6, которое ранее возбудилось под воздействием источника напряжения 28, после отпускания якоря реле 4 будет продолжать удерживать свой якорь в притянутом положении под воздействием выпрямителя 15, подключенного к обмотке 6.1, и напряжения от обмотки 7.1, а также под воздействием выпрямителя 7.3, подключенного к обмотке 6.2, из-за совпадения полярности этих напряжений на обмотках 6.1 и 6.2. После срабатывания реле 5 на клемму 1.4 поступит тест замыкающего контакта от клеммы 1.1 через переключенный контакт 3.1 и замкнутые замыкающие контакты 5.4, 6.4, чем фиксируется минусовое положение стрелки.
Возврат стрелки в плюсовое положение происходит аналогично при возбуждении реле перевода стрелки в плюсовое положение 2.1.
Работа предлагаемого устройства при управлении спаренной стрелкой происходит аналогично описанному для одиночной стрелки с учетом включения спаренных стрелок и подключения их к линейным проводам аналогично принятому в прототипе (см.1).
При взрезе стрелки разомкнутся как нормально замкнутые, так и нормально разомкнутые рабочие контакты авто переключателя 9.2, и отключат один и другой выводы электромотора 9.3 от линейных проводов 10, 12, чем достигается исключение возможности перевода взрезанной стрелки и создания тем самым угрозы безопасности движению поездов. Исключение получения ложного контроля положения стрелки в этом случае, как и в противопоставленном устройстве, достигается размыканием всех контрольных контактов 9.1 авто переключателя.
В предлагаемом устройстве уменьшено количество применяемых реле и конденсаторов, т.к., в нем исключены реле контроля плюсового положения стрелки и реле контроля минусового положения стрелок, а также конденсаторы, подключенные в противопоставленном устройстве к поляризующим обмоткам реле контроля стрелки для обеспечения срабатывания их через свой размыкающий контакт. Кроме того, в предлагаемом устройстве применены двух обмоточные реле контроля стрелки вместо трех обмоточных у противопоставленного устройства.
Возможен вариант предлагаемого устройства, в котором рабочие контакты авто переключателя 9.2 подключены не непосредственно к линейным проводам 10, 12, а непосредственно к одному и другому выводам электромотора 9.3.
Возможны варианты предлагаемого устройства с питанием обмоток 5.2, 6.2 и 4.1 не от отдельной обмотки трансформатора 7 и выпрямителя 7.3, а от источника питания реле «+ПБ», «-МБ», а также возможен вариант с последовательным соединением обмоток 5.2, 6.2 вместо параллельного на фиг.1.
В случае допустимой для рабочей обмотки 6.1 реле 6 величине напряжения источника трехфазного переменного тока 28, возможен вариант устройства фиг.1 без резисторов 23, 24, но в этом случае один и другой выводы обмотки 6.1 подключаются к линейным проводам 10, 11 не через размыкающие контакты 4.4, 4.5, а непосредственно к линейным проводам 10, 11.
Возможен вариант предлагаемого устройства, в котором провода, подключаемые к клеммам 1.3, 1.4, вместо подключения к УВК, подключены соответственно к одним концам обмоток реле контроля плюсового (ПК) и минусового (МК) положения стрелок, другие концы которых подключены к одному полюсу источника постоянного тока, а провод 1.1 вместо подключения к УВК, подключен к другому полюсу этого источника питания. При этом контакты реле контроля плюсового и минусового положения стрелок используются для введения информации о положении стрелок в УВК известным способом, принятым для этого в противопоставленном устройстве при работе его в составе микропроцессорной системы централизации.
Экономический эффект предлагаемого трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока можно характеризовать следующими показателями:
- увеличением надежности за счет исключения срабатывания реле контроля стрелки через свой размыкающий контакт;
- уменьшением стоимости устройства за счет уменьшения количества применяемых реле и конденсаторов;
- уменьшением стоимости устройства за счет уменьшения стоимости реле контроля стрелки из-за уменьшения в этих реле количества обмоток с трех до двух;
- уменьшением потребления мощности поляризующими обмотками реле контроля стрелок из-за увеличения электрического сопротивления этих обмоток, обусловленного уменьшением количества этих обмоток в реле с трех до двух.
Литература:
1 Патент России RU 2396178 C1 МПК В L 7/08 опубликован 10.08.2010 г.