ДРОССЕЛЬ-ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в рельсовых цепях устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известен дроссель-трансформатор переменного тока ДТ-1-300, содержащий размещенный внутри защитного корпуса магнитопровод, на котором расположена обмотка, содержащая как первичную обмотку с началом обмотки, которое проводником начала обмотки подключено к выводу начала обмотки, с концом обмотки, который проводником конца обмотки подключен к выводу конца обмотки, и с отводом от середины первичной обмотки, который подключен к среднему выводу обмотки, отчего между этим выводом и выводами начала и конца обмотки образуются две полу обмотки с одинаковыми количествами витков, так и вторичную обмотку, индуктивно связанную с обеими полу обмотками первичной обмотки, (см. 1, 2, с. 716, рис. 264).
Этот дроссель-трансформатор принят в качестве прототипа как более близкий к предложенному по своей технической сущности.
Дроссель-трансформатор ДТ-1-300 применяется в рельсовых цепях для пропуска по первичной обмотке тягового переменного тока, при этом выводы начала и конца первичной обмотки подключены соответственно к одному и другому рельсам рельсовой цепи, а средний вывод подключен к аналогичному выводу соседней рельсовой цепи, а к выводам вторичной обмотки подключена контрольная аппаратура рельсовой цепи.
Тяговый ток протекает от одного и другого рельса рельсовой цепи соответственно через начало и конец первичной обмотки к ее среднему выводу и далее в соседнюю рельсовую цепь. Протекающий от начала и конца первичной обмотки к ее среднему выводу тяговый ток из-за идентичности количества витков полу обмоток, при равенстве токов в полу обмотках, создает в магнитопроводе встречно направленные магнитодвижущие силы равной величины, отчего эти магнитодвижущие силы компенсируют друг друга и во вторичной обмотке не возбуждается электрическое напряжение, т.е. тяговый ток в первичной обмотке не создает помех во вторичной обмотке для подключенной к этой обмотке контрольной аппаратуры рельсовой цепи и не снижает ее надежность.
Недостатком противопоставленного дроссель-трансформатора являются то обстоятельство, что из-за присущих ему конструктивных особенностей длина провода проводника начала обмотки и длина провода проводника конца обмотки имеют разную величину. Поэтому, принимая во внимание равенство поперечных сечений этих проводов, электрические сопротивления проводника начала обмотки и проводника конца обмотки имеют разную величину, отчего, несмотря на равенство количества витков в каждой из полу обмоток, нарушается идентичность электрических цепей одной и другой полу обмоток первичной обмотки, т.е. создается их асимметричность, что приводит к нарушению равенства токов в них и равенства создаваемых этими полу обмотками магнитодвижущих сил и, как следствие этого, возбуждению тяговым током во вторичной обмотке напряжения помехи, величина которой пропорциональна разности магнитодвижущих сил одной и другой полу обмоток. Создаваемое тяговым током таким образом напряжение помехи во вторичной обмотке воздействует на контрольную аппаратуру рельсовой цепи и тем самым уменьшает надежность ее работы.
Принимая во внимание то обстоятельство, что величина силы тягового ток в тысячи раз превышает величину силы тока в контрольной аппаратуре, подключенной к вторичной обмотке, то даже незначительная асимметрия электрических цепей одной и другой полу обмоток может вызвать помеху во вторичной обмотке, достаточную для снижения надежности контрольной аппаратуры.
Величина упомянутой помехи возрастает по мере увеличения величины тягового тока, что имеет особенно важное значение в связи с проводимыми на железных дорогах страны работами по внедрению дроссель-трансформаторов на номинальные токи в каждой полу обмотке 450А и 600А, вместо 300А, что необходимо для удовлетворения растущих потребностей на магистральных участках железных дорог.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение недостатка известных дроссель-трансформаторов.
Решение этой задачи достигается тем, что электрические сопротивления каждого из проводников, соединяющих оба конца первичной обмотки (ее начала и конца) с выводами этой обмотки (выводы начала и конца обмотки) выполнены одинаковой величины, что обеспечивается применением в одном из проводников компенсирующего прогиба такой величины, что при его распрямлении длина провода этого проводника является равной длине провода другого проводника, отчего электрические сопротивления обеих проводников также являются равными.
Предложенный дроссель-трансформатор является новым, т.к. из уровня техники не известны дроссель-трансформаторы, в которых электрические сопротивления каждого из проводников, соединяющих оба конца первичной обмотки (ее начала и конца) с выводами этой обмотки (выводы начала и конца обмотки) выполнены одинаковой величины.
Предложенный дроссель-трансформатор является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде устранения асимметрии электрических цепей одной и другой полу обмоток дроссель-трансформатора, отчего устраняются обусловленные тяговым током помехи во вторичной обмотке, из-за упомянутой асимметрии, и тем самым устраняется воздействие их на работу контрольной аппаратуры рельсовой цепи, что повышает ее надежность.
Полученные новые свойства (равенство электрических сопротивлений каждого из проводников, соединяющих начало и конец первичной обмотки соответственно с выводами начала и конца этой обмотки, устранение асимметрии электрических цепей одной и другой полу обмоток дроссель-трансформатора, отчего устраняются обусловленные тяговым током помехи при работе контрольной аппаратуры рельсовой цепи, обусловленные такой асимметрией и повышается ее надежность) дают основание для того, чтобы сделать заключение о соответствии предлагаемого технического решения требованиям к полезной модели.
Пример варианта выполнения предлагаемого дроссель-трансформатора переменного тока показан на Фиг. 1. при снятом защитном корпусе.
Предлагаемый дроссель-трансформатор (см. Фиг. 1) содержит защитный корпус 1 дроссель-трансформатора (на Фиг. 1 не показан) с размещенным в нем шихтованным Ш-образным магнитопроводом 2, на среднем стержне которого размещена обмотка, состоящая как из первичной обмотки 3, имеющей начало первичной обмотки 4, которое проводником начала первичной обмотки 4.1 подключено к выводу начала первичной обмотки 4.2, и конец первичной обмотки 5, который проводником конца первичной обмотки 5.1 подключен к выводу конца первичной обмотки 5.2, при этом проводник 5.1 выполнен с прогибом 5.3 так, что после выпрямления прогиба 5.3 длина его провода равна длине провода проводника 4.1, середина первичной обмотки 6, которая подключена к средним выводам первичной обмотки 6.1, так из вторичной обмотки 7 и два ее вывода 7.1, к которым подключена контрольная аппаратура рельсовой цепи 8 (на Фиг. 1 не показана).
В предлагаемом дроссель-трансформаторе достигнута полная симметрия обеих полу обмоток первичной обмотки 3, т.к. эти полу обмотки имеют одинаковое количество витков, а проводники начала и конца обмотки имеют одинаковые поперечные сечения и одинаковую длину провода из-за наличия в проводнике 5.1 прогиба 5.3, отчего их электрические сопротивления одинаковы. Такая симметрия обеспечивает равенство создаваемых тяговым током в этих полу обмотках магнитодвижущих сил, которые из-за встречного их направления компенсируют друг друга, отчего тяговый ток не трансформируется во вторичную обмотку 7 и тем самым не создает помех для включенной во вторичную обмотку контрольной аппаратуры 8 рельсовой цепи.
Возможны варианты предлагаемого дроссель-трансформатора, в которых равенство электрических сопротивлений проводников начала и конца первичной обмотки достигается за счет соответствующего выбора их поперечных сечений при различии длин их проводов или за счет разных удельных электрических сопротивлений материалов, применяемых при изготовлении этих проводников.
Экономический эффект предлагаемого дроссель-трансформатора характеризуется следующими показателями:
- устранением задержек движения поездов из-за нарушения работы рельсовой цепи, обусловленных асимметрией тягового тока в полу обмотках дроссель-трансформатора из-за асимметрии электрических цепей этих полу обмоток,
- технологичность предлагаемого технического решения, т.к. для реализации равенства электрических сопротивлений проводника начала обмотки и проводника конца обмотки не требуется никаких дополнительных элементов и практически нет дополнительных затрат.
Литература:
1. Технические условия ЮКЛЯ672113005ТУ;
2. В.И. Сороко, В.А. Милюков, «Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики», 2000 г., Москва.