УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СПАРЕННЫМИ СТРЕЛОЧНЫМИ ПРИВОДАМИ
DEVICE TO CONTROL SWITCH ELECTRIC OPERATING APPARATUS AND DEVICE TO CONTROL COUPLED SWITCH ELECTRIC OPERATING APPARATUSES

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известно устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее три линейных провода, электропривод с трехфазным электромотором и автопереключателем с контрольными и рабочими контактами, поляризованные и нейтральное пусковые реле, 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).
Недостатками этого устройства являются:
- малая надежность, обусловленная тем, что при перепутывании линейных проводов возможно получение ложного контроля положения стрелки;
- большая стоимость из-за применения дополнительного поляризованного пускового реле.
Известно также устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее три линейных провода, электропривод с трехфазным электромотором и автопереключателем с контрольными и рабочими контактами, напольное реверсирующее реле, 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. 2, с.8, строки 9-17).
Это устройство принято в качестве прототипа как более близкое к предложенному по своей технической сущности.
Недостатками противопоставленного устройства являются малая надежность и большая стоимость из-за применения напольного реверсирующего реле.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение перечисленных недостатков известных устройств управления стрелочным электроприводом.
Решение этой задачи достигается тем, что параллельно одному размыкающеему контакту нейтрального пускового реле, соединяющему один вывод рабочей обмотки одного однополярного реле контроля стрелки с одним линейным проводом, подключен один резистор, параллельно другому размыкающему контакту нейтрального пускового реле, соединяющему другой вывод рабочей обмотки одного однополярного реле контроля стрелки с другим линейным проводом, подключен другой резистор, при этом один вывод обмоток трехфазного электромотора, соединен последовательно с одним линейным проводом, одним замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним замкнутым контактом пускового поляризованного реле, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен к одной фазе источника трехфазного переменного тока через один конденсатор, а другой вывод обмоток трехфазного электромотора через другой конденсатор подключен к параллельно соединенным разомкнутому и замкнутому контрольным контактам автопереключателя и через другой линейный провод соединен последовательно с другим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, другим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к другой фазе источника трехфазного переменного тока, а третий вывод обмоток трехфазного электромотора соединен последовательно с третьим линейным проводом, третьим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим замкнутым контактом пускового поляризованного реле, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к третьей фазе источника трехфазного переменного тока через третий конденсатор, при этом в цепь соединения обмотки нейтрального пускового реле с выводами для подключения реле фазоконтрольного блока последовательно включен размыкающий контакт одного реле контроля стрелки.
В предложенном устройстве достигнуто увеличение надежности и снижение стоимости за счет исключения напольного реверсирующего реле.
Предложенное техническое решение является новым, т.к. из уровня техники не известны устройства управления стрелочным электроприводом, в которых параллельно одному размыкающему контакту нейтрального пускового реле, соединяющему один вывод рабочей обмотки одного однополярного реле контроля стрелки с одним линейным проводом, подключен один резистор, параллельно другому размыкающему контакту нейтрального пускового реле, соединяющему другой вывод рабочей обмотки одного однополярного реле контроля стрелки с другим линейным проводом, подключен другой резистор, при этом один вывод обмоток трехфазного электромотора, соединенный последовательно с одним линейным проводом, одним замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним замкнутым контактом пускового поляризованного реле, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен к одной фазе источника трехфазного переменного тока через один конденсатор, а другой вывод обмоток трехфазного электромотора через другой конденсатор подключен к параллельно соединенным разомкнутому и замкнутому контрольным контактам автопереключателя и через другой линейный провод соединен последовательно с другим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, другим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к другой фазе источника трехфазного переменного тока, а третий вывод обмоток трехфазного электромотора соединен последовательно с третьим линейным проводом, третьим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим замкнутым контактом пускового поляризованного реле, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к третьей фазе источника трехфазного переменного тока через третий конденсатор, при этом в цепь соединения обмотки нейтрального пускового реле с выводами для подключения реле фазоконтрольного блока последовательно включен размыкающий контакт одного реле контроля стрелки.
Предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, т.к. для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники, что подтверждается изложенным выше сопоставительным анализом известных и предложенного устройств управления стрелочным электроприводом.
Предложенное техническое решение является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличения надежности и уменьшения стоимости за счет исключения напольного реверсирующего реле.
Из изложенного следует, что предлагаемое техническое решение соответствует требованиям, предъявляемым к изобретению.
Пример варианта выполнения предлагаемого устройства управления одиночным стрелочным электроприводом показан на Фиг.1.
На Фиг.2 изображен вариант изображенного на Фиг.1 устройства для случая управления спаренными стрелками.
Схема устройства управления стрелочным электроприводом одиночной стрелки (см. Фиг.1) содержит управляющие контакты 1 и 2, двухобмоточные пусковое поляризованное 3 и нейтральное 4 реле с их контактами соответственно 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 и 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, одно однополярное реле контроля стрелки 5 с рабочей 5.1 и поляризующими 5.2, 5.3 обмотками и его контакты 5.4, 5.5, 5.6 и другое однополярное реле контроля стрелки 6 с рабочей 6.1 и поляризующими 6.2, 6.3 обмотками и его контакты 6.4, 6.5 реле контроля плюсового положения стрелки 7, реле контроля минусового положения стрелки 8, контакты стрелочного путевого 9 и замыкающего 10 реле (на схеме эти реле не показаны), трансформатор 11 с вторичными 11.1, 11.2 обмотками, фазоконтрольный блок 12 с трансформаторами 12.1, 12.2, 12.3 и выводами 12.1.1, 12.2.1, 12.3.1 для подключения соответственно одной, другой и третьей фаз источника трехфазного переменного тока выводами, выводами 12.1.2, 12.2.2, 12.3.2 для подключения трехфазной нагрузки, выпрямителем 12.4 и выводами 12.4.1, 12.4.2 для подключения реле, электропривод 13 с контрольными 13.1 контактами автопереключателя и трехфазным электромотором 13.2, линейные провода 14, 15, 16, диоды, 17, 18, 19, конденсаторы 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, резисторы 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, источник питания реле «+», «-», источник трехфазного переменного тока 35, источник переменного тока 36.
Устройство Фиг.2 дополнительно к указанному на Фиг.1 содержит рабочие контакты автопереключателя 13.3 на электроприводе 13, установленном на одной спаренной стрелке, электропривод 37, установленный на другой спаренной стрелке и содержащий контрольные 37.1, рабочие 37.3 контакты автопереключателя и трехфазный электромотор 37.2, а также диод 38 и резисторы 39, 40.
Устройство Фиг.1 изображено в нормальном состоянии контроля плюсового положения стрелки, при этом от обмотки 11.1 трансформатора 11 через резистор 30 на обмотки 5.1, 6.1 и через размыкающие контакты 4.2, 4.3, 4.4 в линейные провода 14, 15, 16 и на подключенный к ним через нормально замкнутые контрольные контакты автопереключателя 13.1 диод 19 поступает напряжение переменного тока от источника переменного тока 36, которое под воздействием диода 19 выпрямляется, а полярность выпрямленного напряжения совпадает с полярностью напряжения, подаваемого через замкнутый контакт 3.4 от выпрямителя 20 через обмотку реле 7 и замыкающие контакты 5.4, 6.4 на обмотки 5.2, 6.2, отчего реле 5, 6 и 7 возбуждены.
Возбужденное состояние реле 7 фиксирует плюсовое положение стрелки.
Для перевода стрелки из плюсового в минусовое положение переключается контакт 2, отчего возбудится реле 4 по цепи: «+», замкнутый контакт 1, переключенный контакт 2, замкнутый контакт 3.1, обмотка реле 4, замыкающие контакты 9, 10, «-», которое замыкающими контактами 4.2, 4.3, 4.4 подключит к линейным проводам 14, 15, 16 и трехфазному электромотору 13.2 источник трехфазного переменного тока 35 с не измененной последовательностью чередования фаз, отчего перевод стрелки не будет происходить.
Замыкающий контакт 4.1 создаст цепь срабатывания реле 3: «+», замкнутый контакт 1, переключенный контакт 2, обмотка реле 3, диод 17, замыкающий контакт 4.1, замыкающие контакты 9, 10, «-».
Реле 3 переключенным контактом 3.1 отключит цепь возбуждения реле 4, а переключенным контактом 3.4 подключит к выпрямителю 20 обмотки 5.3, 6,3 через размыкающий контакт 6.5 и резистор 29.
Переключенные контакты 3.2, 3.3 изменят последовательность чередования фаз источника трехфазного переменного тока 35 в линейных проводах 14, 16, отчего трехфазный электромотор 13.2 начнет перевод стрелки в минусовое положение.
В начале перевода стрелки разомкнутся контакты 13.1 и отключат от линейных проводов 14, 15, 16 диод 19, отчего прекратится питание постоянным током обмоток 5.1, 6.1 и реле 5 и 6 отпустят свои якоря и замыкающими контактами 5.4, 6.4 выключат питание реле 7.
Реле 7 отпустит свой якорь, отчего прекратится контроль плюсового положения стрелки.
Под воздействием протекающего по первичным обмоткам трансформаторов 12.1, 12.2, 12.3 и соответственно через выводы 12.1.1, 12.1.2, 12.2.1, 12.2.2 и 12.3.1, 12.3.2 рабочего тока электромотора 13.2 напряжение во вторичных обмотках этих трансформаторов поступит через выпрямитель 12.4, выводы 12.4.1, 12.4.4 и размыкающий контакт 5.6 на обмотку реле 4, отчего это реле удерживает якорь в притянутом положении в течение всего времени перевода стрелки.
После завершения перевода стрелки в минусовое положение переключенные контрольные контакты 13.1 изменят полярность подключения диода 19 к линейным проводам 14, 15, 16. Т.к. измененная полярность подключения диода 19 к линейным проводам 14, 15 соответствует полярности подключения питания к обмотке 5.3, то реле 5 возбудится под воздействием поступающего в обмотку 5.1,через резисторы 33, 34 выпрямленного диодом 19 напряжения источника 35 и размыкающим контактом 5.6 выключит цепь питания обмотки реле 4, отчего это реле отпустит свой якорь и замыкающими контактами 4.2, 4.3, 4.4 отключит питание электромотора 13.2 от источника 35, а размыкающими контактами 4.2, 4.3 зашунтирует резисторы 33, 34 и обеспечит питание обмоток 5.1, 6.1 и диода 19 от обмотки 11.1 трансформатора 11 через резистор 30.
Реле 5 и 6 возбудятся от источника постоянного тока 20 через резистор 29 и размыкающий контакт 6.5 и самоблокируются через обмотку реле 8 и замыкающие контакты 5.5, 6.5, отчего реле 8 также возбудится и тем самым зафиксирует минусовое положение стрелки.
Конденсаторы:
- 21, 22 - исключают замыкание постоянной составляющей тока через обмотку трансформатора 11.1;
- 23, 24 - исключают замыкание постоянной составляющей тока через обмотки трансформатора источника трехфазного переменного тока 35;
- 25 - исключает замыкание постоянной составляющей тока через обмотки трехфазного электромотора 13.2;
- 26, 27 - обеспечивают самоблокирование реле 5, 6 через размыкающие контакты 6.4, 6.5.
Резисторы:
- 28, 29 - устанавливают режим работы реле 5, 6;
- 30 - защищает трансформатор 11 в случае короткого замыкания линейных проводов;
- 31, 32 - обеспечивают режим работы реле 5, 6 по постоянному току;
- 33, 34 - обеспечивают заданный режим воздействия напряжения источника трехфазного переменного тока 35 на реле 5.
Возможны варианты предложенного устройства с питанием обмоток 5.2, 5.3, 6,2, 6.3 не от отдельной обмотки трансформатора 11 и выпрямителя 20, а от источника питания реле «+», «-», а также с последовательным соединением обмоток 5.2, 6.2 и 5.3, 6.3 вместо параллельного.
В случае допустимой для работы рабочей обмотки 5.1 реле 5 величине напряжения источника трехфазного переменного тока 35 возможен вариант устройства Фиг.1 без резисторов 33, 34, но в этом случае один и другой выводы обмотки 5.1 подключаются к линейным проводам 14, 15 не через размыкающие контакты 4.2, 4.3, а непосредственно соответственно к линейным проводам 14, 15.
В предложенном устройстве отсутствует напольное реверсирующее реле, что уменьшает его стоимость и увеличивает надежность.
Кроме того, включение последовательно с обмотками трехфазного электромотора 13.2 конденсаторов 23, 24, 25 в предложенном устройстве позволяет уменьшить рабочий ток этого электромотора за счет компенсации реактивной составляющей его тока и тем самым увеличить дальность управления стрелочным электроприводом из-за уменьшения падения напряжения в линейных проводах.
Работа по контролю нормального плюсового положения спаренных стрелок Фиг.2 осуществляется аналогично описанному для одиночной стрелки Фиг.1 с той разницей, что диод 19 подключен к линейному проводу 15 через нормально замкнутые последовательно соединенные контрольные контакты обоих спаренных стрелок, а резисторы 31, 32 подключены к линейным проводам 14, 16 соответственно также через нормально замкнутые последовательно соединенные контрольные контакты обоих спаренных стрелок.
Перевод спаренных стрелок Фиг.2 из плюсового в минусовое положение также осуществляется аналогично описанному для Фиг.1 с той разницей, что после срабатывания реле 3 напряжение от источника 35 с измененным порядком чередования фаз поступает из линейных проводов 14, 15, 16 через нормально замкнутые рабочие контакты автопереключателя 37.3 на трехфазный электромотор 37.2, отчего электропривод 37 переведет в минусовое положение другую спаренную стрелку, при этом контроль плюсового положения стрелки прекратится в начале ее перевода из-за размыкания контрольных контактов 37.1.
После завершения перевода в минусовое положение другой спаренной стрелки и переключения контактов 37.1 подготовится цепь подключения диода 38 и резисторов 39, 40 к линейным проводам 14, 15, 16, а напряжение из линейных проводов 14, 15, 16 поступит на трехфазный электромотор 13.2, отчего электропривод 13 переведет одну спаренную стрелку в минусовое положение, при этом в начале ее перевода разомкнутся контрольные контакты 13.1 и отключат источник 35 от трехфазного электромотора 37.2, а также дополнительно разорвут цепь подключения диода 19 к линейному проводу 15.
После завершения перевода в минусовое положение одной спаренной стрелки переключатся контрольные контакты 13.1, отчего замкнется цепь подключения диода 38 и резисторов 39, 40 к линейным проводам 14, 15, 16. Т.к. полярность подключения диода 38 к линейным проводам 14, 15 соответствует полярности питания обмотки 5.3, то реле 5 возбудится и размыкающий контакт 5.6 выключит питание реле 4.
Реле 4 отпустит свой якорь и замыкающими контактами 4.2, 4.3, 4,4 отключит источник 35 от трехфазного электромотора 13.2 аналогично описанному для Фиг.1.
Реле 5 и 6 возбудятся от источника постоянного тока 20 через резистор 29 и размыкающий контакт 6.5 и самоблокируются через обмотку реле 8 и замыкающие контакты 5.5, 6.5, отчего реле 8 также возбудится и тем самым зафиксирует минусовое положение спаренных стрелок.
Последующий возврат спаренных стрелок в плюсовое положение произойдет аналогично и начнется с электропривода 13.
Экономический эффект предлагаемого устройства для управления стрелочным электроприводом можно характеризовать следующими показателями:
- повышением надежности из-за отсутствия в устройстве напольного реверсирующего реле;
- уменьшением стоимости из-за отсутствия в устройстве напольного реверсирующего реле;
- увеличением дальности управления стрелочным электроприводом из-за уменьшения рабочего тока трехфазного электромотора вследствие компенсации конденсаторами реактивной составляющей его мощности.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР SU №1303474 А1, кл. B61L 7/08, опубликовано 15.04.87 г., Бюл. №14.
2. Патент России RU 2278043 С2, МПК B61L 7/08, опубликован 20.06.2006 г., Бюл. №17.