СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТОФОР

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, регулирующим движение поездов, устанавливаемым вдоль маршрута следования железнодорожных составов или локомотивов.
Известен светодиодный светофор, содержащий светодиодную цепь, состоящую из последовательного соединения согласно включенных К первых светодиодов и резистора, К вторых светодиодов, каждый из которых подключен встречно-параллельно одноименному светодиоду первой светодиодной цепи, источник переменного напряжения, первый и второй источники постоянного напряжения, контакты первого и второго сигнальных реле, в котором фронтовой контакт первого сигнального реле соединен с положительным полюсом первого источника постоянного напряжения, отрицательный полюс которого подключен к одному из выводов светодиодной цепи, тыловой контакт первого сигнального реле соединен с общим контактом второго сигнального реле, фронтовой контакт которого подключен к первому полюсу источника переменного напряжения, а тыловой контакт соединен с отрицательным полюсом второго источника постоянного напряжения, второй полюс источника переменного напряжения и положительный полюс второго источника постоянного напряжения подключены к отрицательному полюсу первого источника постоянного напряжения, (RU №2239575, B61L 5/18, G08G 1/095, Н05В 37/00, опубл. 10.11.2004 г.).
Недостатком известного светодиодного светофора является низкая надежность, так как в случае неисправности диодов красного цвета излучения в его светодиодной цепи вместо желтого сигнала на светофоре может появиться зеленый сигнал, разрешающий движение поездов с большей скоростью. Такое событие является опасным отказом, не допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих безопасность движения поездов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является светодиодный светофор, содержащий контакты первого и второго сигнальных реле, источник переменного напряжения, светодиодную цепь, состоящую из последовательного соединения резистора и согласно включенных К первых светодиодов одного цвета излучения, параллельно каждому из которых встречно включены вторые К светодиодов другого цвета излучения, и два диода, причем светодиодная цепь подключена между одним из выводов источника переменного напряжения и общим контактом первого сигнального реле, тыловой контакт которого соединен с общим контактом второго сигнального реле, фронтовым контактом подключенного к другому полюсу источника переменного напряжения, фронтовой контакт первого сигнального реле соединен с катодом первого диода, а тыловой контакт второго сигнального реле подключен к аноду второго диода, причем анод первого диода соединен с катодом второго диода и с другим полюсом источника переменного напряжения (RU 2237293, G08G 1/095, опубл. 27.09.2004 г.)
Недостатком данного светодиодного светофора является низкая надежность, так как в случае короткого замыкания диода в цепи включения светодиодов красного цвета излучения светодиодной цепи, вместо желтого сигнала на светофоре может появиться зеленый сигнал, разрешающий движение с большей скоростью. Такое событие является опасным отказом, не допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих безопасность движения поездов.
Задача полезной модели заключается в повышении надежности светодиодного светофора.
Технический результат достигается тем, что в светодиодный светофор, содержащий контакты первого и второго сигнальных реле, источник переменного напряжения, светодиодную цепь, состоящую из последовательного соединения резистора и согласно включенных К первых светодиодов одного цвета излучения, параллельно каждому из которых встречно включены вторые К светодиодов другого цвета излучения, два диода, а первый вывод источника переменного напряжения подключен к аноду первого диода, катод которого через фронтовой и общий контакты первого сигнального реле подключены к первому выводу светодиодной цепи, а через общий и тыловой контакты первого сигнального реле, общий и фронтовой контакты второго сигнального реле подключен к первому выводу источника переменного напряжения и к катоду второго диода, введены два контрольных реле и дополнительные контакты первого и второго сигнальных реле, при этом первая обмотка первого контрольного реле подключена к выводам источника переменного напряжения, первый вывод которого подключен к катоду второго диода, анод которого через вторую обмотку первого контрольного реле подключен к тыловому контакту второго сигнального реле, общие дополнительные контакты первого и второго сигнальных реле подключены к первому выводу источника переменного напряжения, фронтовые дополнительные контакты первого и второго сигнальных реле через обмотку второго контрольного реле подключены к второму выводу источника переменного напряжения, второй вывод светодиодной цепи через общий и фронтовой контакты второго контрольного реле подключен к второму полюсу источника переменного напряжения, который через общий и тыловой контакты первого контрольного реле подключен к тыловому контакту второго контрольного реле.
Схема светодиодного светофора представлена на чертеже.
Светодиодный светофор содержит контакты первого и второго сигнальных реле 1 и 2, источник переменного напряжения 3, светодиодную цепь 4, состоящую из последовательного соединения резистора 5 и согласно включенных К первых светодиодов зеленого цвета излучения 6.1, …, 6.К, параллельно каждому из которых встречно включены вторые К светодиодов красного цвета излучения 7.1, …, 7.К, два диода 8 и 9, первое и второе контрольные реле 10 и 11, дополнительные контакты 12 и 13 первого и второго сигнальных реле 1 и 2. Первый вывод 3.1 источника переменного напряжения 3 подключен к аноду первого диода 8, катод которого через фронтовой и общий контакты первого сигнального реле 1 подключен к первому выводу 4.1 светодиодной цепи 4, который через общий и тыловой контакты первого сигнального реле 1, общий и фронтовой контакты второго сигнального реле 2 подключен к первому выводу 3.1 источника переменного напряжения 3 и к катоду второго диода 9. Первая обмотка первого контрольного реле 10 подключена к выводам 3.1 и 3.2 источника переменного напряжения 3, первый вывод которого 3.1 подключен к катоду второго диода 9, анод которого через вторую обмотку первого контрольного реле 10 подключен к тыловому контакту второго сигнального реле 2. Общие дополнительные контакты 12 и 13 первого и второго сигнальных реле 1 и 2 подключены к первому выводу 3.1 источника переменного напряжения 3. Фронтовые дополнительные контакты 12 и 13 первого и второго сигнальных реле 1 и 2 через обмотку второго контрольного реле 11 подключены к второму выводу 3.2 источника переменного напряжения 3. Второй вывод 4.2 светодиодной цепи 4 через общий и фронтовой контакты 14 второго контрольного реле 11 подключен к второму полюсу 3.2 источника переменного напряжения 3, который через общий и тыловой контакты 15 первого контрольного реле 10 подключен к тыловому контакту 14 второго контрольного реле 11.
На чертеже показаны также вспомогательные элементы: контакт вспомогательного реле 16 и перемычка 17.
В качестве первого контрольного реле 10 в заявляемом светодиодном светофоре используется двухобмоточное реле ОМШ2-40, в качестве второго контрольного реле 11 - реле с замедлением отпускания якоря АОШ2-180/45 (Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. В.В.Сапожникова. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008, с.94-95, рис.7.1, б).
Светодиодный светофор работает следующим образом.
Перед первоначальным включением светодиодного светофора в эксплуатацию или после аварийного отключения электроснабжения светодиодного светофора и схем включения сигнальных реле 1 и 2, сигнальные реле 1, 2 и контрольные реле 10, 11 будут выключены, их фронтовые контакты разомкнуты, а тыловые контакты замкнуты. Светодиоды светодиодной цепочки 4 не будут излучать свет. Сигнал управления движением поездов на светофоре будет отсутствовать.
После включения электроснабжения светодиодного светофора и схем включения сигнальных реле 1 и 2 через первую обмотку первого контрольного реле 10 будет протекать переменный ток и схема светодиодного светофора должна быть приведена в положение, которому соответствует красный сигнал светофора, запрещающий движение поездов. С этой целью или кратковременно включается вспомогательное реле, замыкая свой фронтовой контакт 16, или кратковременно устанавливается перемычка 17. От вывода 3.2 источника переменного напряжения 3 положительные полуволны переменного тока будет протекать по следующей цепи: фронтовой контакт 16 вспомогательного реле - тыловой контакт 14 второго контрольного реле 11 - светодиоды 7.1, …, 7.К красного цвета излучения светодиодной цепочки 4 - резистор 5 - общие и тыловые контакты 1 и 2 сигнальных реле - вторая обмотка первого контрольного реле 10 - диод 9 - вывод 3.1 источника переменного напряжения 3. Данная цепочка осуществляет однополупериодное выпрямление переменного тока источника переменного напряжения 3. На светодиодном светофоре включается красный сигнал, запрещающий движение поездов.
Так как через вторую обмотку первого контрольного реле 10 протекает постоянный ток, то при исправности диода 9 первое контрольное реле включается, замыкая свой фронтовой контакт 14. После размыкания фронтового контакта 16 вспомогательного реле или снятия перемычки 17 включенное состояние светодиодов 7.1, …, 7.К красного цвета излучения будет осуществляться по следующей цепи: вывод 3.2 источника переменного напряжения 3 - фронтовой контакт 15 первого контрольного реле 10 - тыловой контакт 14 второго контрольного реле 11 - светодиоды 7.1, …, 7.К светодиодной цепочки 4 - резистор 5 - общие и тыловые контакты 1 и 2 сигнальных реле - вторая обмотка первого контрольного реле 10 - диод 9 - вывод 3.1 источника переменного напряжения 3.
При коротком замыкании диода 9 вторая обмотка первого контрольного реле 10 окажется зашунтированной, вследствие чего реле 10 выключается, размыкая свой фронтовой контакт 15. Цепь включения светодиодов светодиодной цепи 4 светодиодного светофора разомкнется. Это сделает невозможным одновременное включения светодиодов красного и зеленого цветов излучения от переменного тока источника переменного напряжения 3, то есть появление на светофоре желтого сигнала, разрешающего движение поездов вместо красного сигнала, запрещающего движение поездов. На светофоре сигнал управления движением поездов будет отсутствовать, что является защитным отказом, допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих безопасность движения поездов.
При обрыве диода 9 выключается цепь питания второй обмотки первого контрольного реле 10, вследствие чего оно выключается, размыкая свой фронтовой контакт 15. Цепь включения светодиодов светодиодной цепи 4 разомкнется. На светофоре сигнал управления движением поездов будет отсутствовать, что является защитным отказом, допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих безопасность движения поездов.
Для включения зеленого огня светодиодного светофора включается первое сигнальное реле 1, отключая цепь включения светодиодов 7.1, …, 7.К красного цвета излучения, вследствие чего первое контрольное реле 10 выключается. Включается второе контрольное реле 11 по следующей цепи: вывод 3.1 источника переменного напряжения 3 - дополнительные общий и фронтовой контакт 12 первого сигнального реле 1 - обмотка второго контрольного реле 11 - вывод 3.2 источника переменного напряжения 3. Формируется следующая цепь включения светодиодов 6.1, …, 6.К зеленого цвета излучения: вывод 3.1 источника переменного напряжения - диод 8 - общий и фронтовой контакт первого сигнального реле 1 - резистор 5 - светодиоды 6.1, …, 6.К зеленого цвета излучения светодиодной цепи 4 - общий и фронтовой контакт 14 второго контрольного реле 11. На светодиодном светофоре включается зеленый сигнал, разрешающий движение поездам без ограничения скорости.
Для включения на светодиодном светофоре желтого сигнала первое сигнальное реле выключается, а второе сигнальное реле 2 включается. При этом включается второе контрольное реле 11 по следующей цепи: вывод 3.1 источника переменного напряжения 3 - дополнительные общий и фронтовой контакт 13 второго сигнального реле 2 - обмотка второго контрольного реле 11 - вывод 3.2 источника переменного напряжения 3. Образуется следующая цепь включения светодиодов обоих цветов излучения светодиодной цепи 4: вывод 3.1 источника переменного напряжения 3 - общий и фронтовой контакт второго сигнального реле 2 - тыловой и общий контакт первого сигнального реле 1 - светодиодная цепь 4 - общий и фронтовой контакты 14 второго контрольного реле 11 - вывод 3.2 источника переменного напряжения 3. При этом в одной полуволне переменного напряжения включаются светодиоды 6.1, …, 6.К красного цвета излучения, в другой полуволне - светодиоды 7.1, …, 7.К зеленого цвета излучения. Поочередное включение соответствующими светодиодами светодиодной цепи 4 зеленого и красного цветов излучения обеспечивает желтый цвет результирующего излучения светодиодной цепи 4. На светодиодном светофоре включается желтый сигнал, разрешающий движение поездов с ограниченной скоростью.
Так как обмотки контрольных реле 10 и 11 имеют большое индуктивное сопротивление для переменного тока, то они не оказывают шунтирующего влияния на светодиоды светодиодной цепи 4.
Таким образом, ведение в заявляемый светодиодный светофор двух контрольных реле, дополнительных контактов сигнальных реле и соответствующего их подключения повышает надежность его работы, так как предотвращает появление на светофоре сигнала, разрешающего поездам следовать с большей скоростью, чем это допустимо по условиям обеспечения безопасности их движения, то есть опасный отказ.