СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТОФОР

Полезная модель относится к регулирующим устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, устанавливаемым вдоль маршрута следования железнодорожных составов или локомотивов.
Известен трехзначный светодиодный светофор, содержащий контакты зеленого и желтого сигнальных реле, первую и вторую светодиодные цепи различного цвета излучения, состоящие из последовательного соединения согласно включенных К светодиодов и резистора, где общий контакт зеленого сигнального реле соединен с одним из полюсов источника электропитания, другой полюс которого подключен к первым выводам светодиодных цепей, второй вывод первой светодиодной цепи соединен с тыловым контактом зеленого сигнального реле, фронтовой контакт которого подключен ко второму выводу второй светодиодной цепи и фронтовому контакту желтого сигнального реле, общим контактом соединенного с общим контактом зеленого сигнального реле (RU №2237290, G08G 1/095, опубл. 27.09.2004 г.).
Недостатком известного светодиодного светофора является низкая надежность, так как в случае неисправности светодиодов красного цвета излучения в соответствующей 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 по технической сущности к заявляемому светодиодному светофору является светодиодный светофор, содержащий светодиодную цепь, состоящую из последовательного соединения согласно включенных К первых светодиодов одного цвета излучения, параллельно каждому из которых подключен второй светодиод другого цвета излучения таким образом, что анод каждого первого светодиода соединен с катодом каждого второго светодиода, а катод первого - с анодом второго светодиода, и резистор, первый и второй источники постоянного напряжения, источник переменного напряжения, общие, тыловые и фронтовые контакты первого и второго сигнальных реле, где 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, В61L 5/18, G08G 1/095, Н05В 37/00, опубл. 10.11.2004 г.).
Недостатком данного светодиодного светофора является низкая надежность, так как в случае неисправности светодиодов 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.
Задача полезной модели заключается в повышении надежности светодиодного светофора.
Технический результат достигается тем, что в светодиодный светофор, содержащий светодиодную цепь, состоящую из последовательного соединения согласно включенных К первых светодиодов одного цвета излучения, параллельно каждому из которых подключен второй светодиод другого цвета излучения таким образом, что анод каждого первого светодиода подключен к катоду каждого второго светодиода, а катод первого светодиода подключен к аноду второго светодиода, источник переменного напряжения, первый и второй источники постоянного напряжения, первый полюс источника переменного напряжения и положительный полюс второго источника постоянного напряжения подключены к отрицательному полюсу первого источника постоянного напряжения, а также общие, тыловые и фронтовые контакты первого и второго сигнальных реле, причем общий контакт первого сигнального реле подключен к первому выводу светодиодной цепи, тыловой контакт первого сигнального реле подключен к общему контакту второго сигнального реле, введены первое и второе контрольные реле и дополнительный контакт второго сигнального реле, при этом положительный полюс первого источника постоянного напряжения через первую обмотку первого контрольного реле подключен к фронтовому контакту первого сигнального реле, отрицательный полюс второго источника постоянного напряжения через вторую обмотку первого контрольного реле подключен к тыловому контакту второго сигнального реле, фронтовой контакт которого через обмотку второго контрольного реле подключен к второму полюсу источника переменного напряжения, отрицательный полюс первого источника постоянного напряжения подключен к фронтовым контактам первого и второго контрольных реле, общий контакт второго контрольного реле подключен к фронтовому контакту дополнительного контакта второго сигнального реле, общий контакт которого подключен к общему контакту первого контрольного реле и к второму выводу светодиодной цепи.
Для восстановления исходного состояния светодиодного светофора после устранения неисправности светодиодной цепи может использоваться вспомогательное реле, которое включается кратковременно до появления на светодиодном светофоре красного сигнала.
Схема светодиодного светофора представлена на чертеже. Светодиодный светофор содержит светодиодную цепь 1, состоящую из последовательного соединения согласно включенных К первых светодиодов 1.1.1, …, 1.1.К красного цвета излучения, параллельно каждому из которых подключены вторые светодиоды зеленого цвета излучения 1.2.1, …, 1.2.К таким образом, что анод каждого первого светодиода подключен к катоду каждого второго светодиода, источник переменного напряжения 2, первый 3 и второй 4 источники постоянного напряжения, контакты первого 5 и второго 6 сигнальных реле, первое 7 и второе 8 контрольные реле, дополнительный контакт 9 второго сигнального реле 6. Первый полюс 2.1 источника переменного напряжения 2 и положительный полюс второго источника постоянного напряжения 4 подключены к отрицательному полюсу первого источника постоянного напряжения 3. Общий контакт первого сигнального реле 5 подключен к первому выводу светодиодной цепи 1. Тыловой контакт первого сигнального реле 5 подключен к общему контакту второго сигнального реле 6. Положительный полюс первого источника постоянного напряжения 3 через первую обмотку первого контрольного реле 7 подключен к фронтовому контакту первого сигнального реле 5. Отрицательный полюс второго источника постоянного напряжения 4 через вторую обмотку первого контрольного реле 7 подключен к тыловому контакту второго сигнального реле 6, фронтовой контакт которого через обмотку второго контрольного реле 8 подключен к второму полюсу 2.2 источника переменного напряжения 2. Отрицательный полюс первого источника постоянного напряжения 3 подключен к фронтовым контактам 7.1 первого и 8.1 второго контрольных реле 7 и 8 соответственно. Общий контакт 8.1 второго контрольного реле 8 подключен к фронтовому контакту дополнительного контакта 9 второго сигнального реле 6, общий контакт которого подключен к общему контакту 7.1 первого контрольного реле 7 и ко второму выводу светодиодной цепи 1.
B
В заявляемом светодиодном светофоре в качестве первого контрольного реле 7 использовано реле с замедлением отпускания якоря 0,17 с. типа НМШМ1-20 (Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн.2. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000 г., таблица 110). В качестве второго контрольного реле 8 в заявляемом светодиодном светофоре используется реле типа ОМШ2-40, имеющее коэффициент возврата К=0,7 (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).
На чертеже позицией 10 обозначено вспомогательное реле, которое может использоваться в заявляемом светодиодном светофоре для восстановления его исходного состояния после устранения неисправности светодиодной цепи.
Светодиодный светофор работает следующим образом.
В исходном состоянии первое 5 и второе 6 сигнальные реле выключены, первое контрольное реле 7 включено. По цепи: положительный полюс (+) второго источника постоянного напряжения 4 - замкнутый фронтовой контакт 7.1 первого контрольного реле 7 - светодиоды 1.1.1-1.1.К красного цвета излучения светодиодной цепи 1 - замкнутый тыловой контакт первого сигнального реле 5 - замкнутый тыловой контакт второго сигнального реле 6 - вторая обмотка первого сигнального реле 7 - отрицательный полюс (-) второго источника постоянного напряжения 4 протекает ток, удерживающий якорь первого контрольного реле в притянутом состоянии. На светодиодном светофоре включен красный сигнал.
При включении первого сигнального реле 5 и выключенном состоянии второго сигнального реле 6 за счет замедления на отпускание якоря первого контрольного реле 7 образуется следующая электрическая цепь: положительный полюс (+) первого источника постоянного напряжения 2 - первая обмотка первого контрольного реле 7 - замкнутый фронтовой контакт первого сигнального реле 5 - светодиоды 1.2.К-1.2.1 зеленого цвета излучения светодиодной цепи 1 - замкнутый фронтовой контакт 7.1 первого контрольного реле 7 - отрицательный полюс (-) первого источника постоянного напряжения 2, обеспечивающая притянутое состояние якоря первого контрольного реле 7. На светодиодном светофоре включен зеленый сигнал.
При включении второго сигнального реле 6 и выключенном состоянии первого сигнального реле 5 в первый момент времени, за счет замедления на отпускание якоря первого контрольного реле 7, образуется следующая электрическая цепь: первый вывод 2.1 источника переменного напряжения 2 - обмотка второго контрольного реле 8 - замкнутый фронтовой контакт второго сигнального реле 6 - светодиоды светодиодной цепи 1 - замкнутый фронтовой контакт первого сигнального реле 7 - второй вывод 2.2 источника переменного напряжения 2.
Так как напряжение источника 2 является переменным, то при наличии отрицательной полярности полупериода переменного напряжения в данной электрической цепи ток светодиодной цепи 1 будет протекать через светодиоды 1.1.1-1.1.К красного цвета излучения. Когда полярность напряжения изменится на отрицательную, то ток светодиодной цепи 1 будет протекать через светодиоды 1.2.1-1.2.К зеленого цвета излучения. Поочередное включение и выключение красного и зеленого цветов с частотой более 20 Гц воспринимается человеческим глазом как непрерывный желтый цвет. Таким образом, на светодиодном светофоре появляется желтый сигнал.
Если светодиодная цепь 1 исправна, то есть в ней отсутствуют обрывы светодиодов или монтажа, то второе контрольное реле 8 притягивает якорь, замыкая свой фронтовой контакт 8.1. После окончания замедления на отпускание якоря первого контрольного реле 7 его фронтовой контакт в цепи включения светодиодной цепи 1 от источника переменного напряжения 2 выключается. Однако цепь включения светодиодной цепи 1 от источника переменного напряжения 2 сохраняется, так как разомкнутый контакт 7.1 первого контрольного реле 7 в этой цепи будет зашунтирован последовательно включенными замкнутыми фронтовым контактом 8.1 второго контрольного реле 8 и дополнительным контактом 9 второго сигнального реле 6. На светофоре сохраняется желтый сигнал.
При неисправности светодиодной цепи 1: обрыве одного или нескольких светодиодов вследствие их перегорания, или обрыва в монтаже, ток, протекающий по цепи включения светодиодной цепи 1 от источника переменного напряжения 2, уменьшается в два раза. При этом второе контрольное реле 8 выключается, его разомкнутым фронтовым контактом 8.1 обрывается цепь включения светодиодной цепи 1 от источника переменного напряжения 2. На светофоре сигнал отсутствует, что является защитным отказом, допустимым для устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих безопасность движения поездов.
Для восстановления исходного состояния светодиодного светофора после устранения неисправности светодиодной цепи 1 может использоваться вспомогательное реле 10, которое кратковременно включается до момента появления на светодиодном светофоре красного сигнала.
Таким образом, ведение в заявляемый светодиодный светофор двух контрольных реле, дополнительного контакта второго сигнального реле и соответствующее их подключение повышает надежность его работы, так как предотвращает появление на светофоре зеленого сигнала, разрешающего поездам следовать с большей скоростью, чем это допустимо по условиям обеспечения безопасности их движения, то есть опасный отказ, при неисправности светодиодов красного цвета излучения в светодиодной цепи.