УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО РЕЛЕ

Полезная модель относится к устройствам автоматики и может быть использована для включения исполнительных реле устройств железнодорожной автоматики, например, для управления железнодорожными стрелками и светофорами.
Известно устройство для включения исполнительного реле, содержащее блок запрета включения исполнительного реле, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, третий вход - с первым выходом блока питания и первым входом блока формирования импульсов, а выход - со вторым входом блока формирования импульсов, третий вход которого подключен к третьему входу устройства, а выход через первичную обмотку трансформатора ко второму выходу блока питания, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к первому выводу обмотки исполнительного реле, параллельно которой подключен конденсатор (Ефимов В.Ю., Прокофьев А.А., Горбунов Б.Л. Компьютерная централизация стрелок и сигналов - «Автоматика, телемеханика и связь», №1, 1979, с.6-9, рис.3).
Недостатком этого устройства является невысокая надежность, так как исполнительное реле данного устройства не защищено от ложного включения при возникновении пульсации питающего напряжения, возникающего вследствие неисправности блока питания, а также невысокое быстродействие и низкий к.п.д., так как для включения исполнительного реле используется однополупериодный выпрямитель.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для включения исполнительного реле, содержащее блок запрета включения исполнительного реле, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, третий вход - с первым выходом блока питания и первым входом
блока формирования импульсов, а выход - со вторым входом блока формирования импульсов, третий вход которого подключен к третьему входу устройства, а выход - через первичную обмотку трансформатора ко второму выходу блока питания, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к первому выводу обмотки исполнительного реле, параллельно которой подключен конденсатор, а также оптически связанные фотодиод и светодиод, подключенный к третьему выходу источника питания, при этом второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен через фотодиод со вторым выводом обмотки исполнительного реле (SU №809426, Н01Н 47/32, бюл. №8, 1981).
Недостатком данного устройства для включения исполнительного реле является невысокое быстродействие и низкий к.п.д., так как для включения исполнительного реле используется однополупериодный выпрямитель переменного напряжения, формируемого на вторичной обмотке трансформатора, вследствие чего для включения исполнительного реле требуется продолжительная серия импульсов постоянного тока одной полярности.
Задача полезной модели - увеличить быстродействие устройства для включения исполнительного реле и повысить его к.п.д. за счет использования двухполупериодного выпрямления переменного напряжения включения исполнительного реле.
Технический результат достигается тем, что в устройство для включения исполнительного реле, содержащее блок запрета включения исполнительного реле, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, третий вход - с первым выходом блока питания и первым входом блока формирования импульсов, а выход - со вторым входом блока формирования импульсов, третий вход которого подключен к третьему входу устройства, а выход - через первичную обмотку трансформатора подключен ко второму выходу блока питания, первый вывод вторичной обмотки трансформатора соединен
через основной фотодиод с первым выводом обмотки исполнительного реле, параллельно которой подключен конденсатор, а оптически связанный с основным фотодиодом светодиод подключен к третьему выходу источника питания, введены три дополнительные пары оптически связанных фотодиодов и светодиодов, при этом дополнительные светодиоды подключены к третьему выходу блока питания, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен через первый дополнительный фотодиод с первым выводом обмотки исполнительного реле, второй вывод которой через второй дополнительный фотодиод соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, а через третий дополнительный фотодиод соединен со вторым выводом той же обмотки трансформатора.
Функциональная схема устройства для включения исполнительного реле представлена на чертеже.
1
2
2
Устройство для включения исполнительного реле содержит блок 1 запрета включения исполнительного реле, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым (сигнальным) 2 и вторым 3 (запрещающим) входами устройства, третий вход - с первым выходом блока питания 4 и первым входом блока формирования импульсов 5, а выход - со вторым входом блока формирования импульсов 5, третий вход которого подключен к третьему (тактовому) входу 6 устройства, а выход - через первичную обмотку 7 трансформатора 7 ко второму выходу блока питания 4, первый вывод вторичной обмотки 7 трансформатора 7 соединен через основной фотодиод 8 с первым выводом обмотки исполнительного реле 9, параллельно которой подключен конденсатор 10, а оптически связанный с основным фотодиодом 8 светодиод 11 подключен к третьему выходу источника питания 4, дополнительные светодиоды 12, 13 и 14 подключены к третьему выходу блока питания 4, второй вывод вторичной обмотки 7 трансформатора 7 соединен через первый дополнительный фотодиод 15 с первым выводом обмотки исполнительного реле 9, второй вывод которой через второй дополнительный фотодиод 16 соединен с первым выводом
2
2
вторичной обмотки 7 трансформатора 7, а через третий дополнительный фотодиод 17 соединен со вторым выводом той же обмотки 7 трансформатора 7.
Устройство работает следующим образом.
1
2
При исправном состоянии блока питания 4, когда пульсация напряжения на его выходах отсутствует, светодиоды 11, 12, 13 и 14 вырабатывают световой поток постоянной интенсивности. Под действием этого светового потока сопротивление фотодиодов 8, 15, 16 и 17 в проводящем направлении уменьшается до величины, достаточной для пропуска постоянного тока заряда конденсатора 10. При наличии сигнала запрета на включение исполнительного реле 9, который подается на второй вход 3 устройства, блок формирования импульсов 5 не работает, напряжение на конденсаторе 10 отсутствует, исполнительное реле 9 выключено независимо от того, поступают на первый вход 2 устройства сигналы включения или нет. После снятия запрета на включение исполнительного реле 9 со второго входа 3 устройства и при наличии сигналов включения исполнительного реле 9 на его первом входе 2 устройства, блок 1 запрета включения исполнительного реле на своем выходе формирует разрешающий сигнал на включение исполнительного реле 9. Блок формирования импульсов 5 формирует на своем выходе последовательность импульсов постоянного тока положительной и отрицательной полярности для включения исполнительного реле 9. Длительность импульсов задается временным интервалом между сигналами на первом 2 и третьем 6 входах устройства. С выхода блока формирования импульсов 5 импульсы поступают в первичную обмотку 7 трансформатора 7. При этом на вторичной обмотке 7 трансформатора 7 от импульсов положительной и отрицательной полярности наводятся ЭДС противоположных полярностей. Фотодиоды 8, 15, 16 и 17, включенные по схеме двухполупериодного выпрямителя, преобразуют эти ЭДС в импульсы постоянного тока, подзаряжающие конденсатор 10. Так, при выработке блоком формирования импульсов 5
2
2
импульса положительной полярности на вторичной обмотке 7 трансформатора 7 потенциал ЭДС «+» будет наблюдаться на первом (верхнем) выводе этой обмотки, а потенциал «-» - на втором (нижнем) выводе этой обмотки. При этом ток заряда конденсатора 10 будет протекать от «+» к «-» через включенные для него в проводящем направлении фотодиоды 8 и 17. При выработке блоком формирования импульсов 5 импульса отрицательной полярности на вторичной обмотке 7 трансформатора 7 потенциал ЭДС «+» будет наблюдаться на втором (нижнем) выводе этой обмотки, а потенциал «-» - на первом (верхнем) выводе этой обмотки. При этом ток заряда конденсатора 10 будет протекать от «+» к «-» через включенные для него в проводящем направлении фотодиоды 15 и 16.
После поступления нескольких импульсов с выхода блока формирования импульсов 5, напряжение на конденсаторе 10 достигает величины напряжения срабатывания исполнительного реле 9 и оно включается. При подаче на вход 3 устройства команды запрета на включение исполнительного реле 9, генерация импульсов на выходе блока формирования импульсов 5 прекращается и, после окончания времени замедления на отпускание якоря, исполнительное реле 9 выключается.
1
2
При появлении пульсации питающего напряжения, возникающего при неисправности блока питания 4, световой поток, вырабатываемый светодиодами 11, 12, 13 и 14, будет менять свою интенсивность. Переменная составляющая напряжения питания, сопровождающая импульсы постоянного тока, подаваемые с выхода блока формирования импульсов 5 в первичную обмотку 7 трансформатора 7, в этом случае будет наводить во вторичной обмотке 7 трансформатора 7 дополнительную ЭДС. Однако фаза дополнительной ЭДС будет противоположна фазе переменной составляющей напряжения питания. В момент отрицательной полуволны пульсирующего напряжения питания световой поток, вырабатываемый светодиодами 11, 12, 13 и 14, будет минимальным, а, значит, сопротивление в
проводящем направлении фотодиодов 8, 16, 16 и 17 будет минимальным. Ток, протекающий в этом случае через фотодиоды, будет недостаточен для заряда конденсатора 10 до величины напряжения удержания исполнительного реле 9 во включенном состоянии. Поэтому включенное ранее исполнительное реле 9 выключится, а выключенное исполнительное реле 9 не включится от.
Поскольку в данном устройстве используется двухполупериодное выпрямление тока включения исполнительного реле 9, то включение этого реле будет происходить быстрее, чем при однополупериодном выпрямлении, так как в два раза увеличится к.п.д. используемой в устройстве схемы выпрямления переменного тока.
Неисправность любого элемента этого устройства, в том числе светодиодов или фотодиодов, не приводит к ложному включению исполнительного реле 9.