УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ НАГРЕВА БУКС И ВХОДНЫХ ЦЕПЕЙ УПАС-РЕТРАНСЛЯТОРА

Техническое решение относится к области средств рельсового транспорта, а именно, средств контроля за состоянием элементов движения рельсового транспорта, и может быть использовано для контроля состояния подвижного состава рельсового транспорта, и именно, температурного режима букс.
В дальнейшем при характеристике разработанного технического решения будет использован термин «устройство сопряжения передачи аварийных сигналов - ретранслятор (УПАС-ретранслятор)». В рамках данной заявки указанное устройство передачи аварийных сигналов - ретранслятор представляет собой корпус, включающий заднюю панель корпуса, лицевую панель корпуса, контактную колодку, источник питания, плату источника питания, материнскую плату, периферийный радиомодуль, динамик и микрофон, причем на корпусе с внутренней стороны на задней панели закреплены материнская плата, плата источника питания с размещенным на ней источником питания, выполненным с возможностью подключения к линии электропитания пассажирского вагона, и периферийный радиомодуль, к выходам которого подключены динамик и микрофон, закрепленные на лицевой панели корпуса внутри него, на периферийном радиомодуле расположен также ВЧ - разъем для подключения посредством ВЧ - кабеля и фидера, расположенного вне корпуса, антенны DECT, плата источника питания и периферийный радиомодуль подключены к материнской плате, при этом материнская плата расположена таким образом, что клавиши быстрого вызова членов поездной бригады и клавиша регистрации носимого терминала, установленные на лицевой панели корпуса УПАС-ретранслятора, попадают упорами на соответствующие клавиши материнской платы внутри, на лицевой панели корпуса УПАС-ратранслятора установлены гнезда для подзарядки и регистрации носимого терминала DECT, в лицевой панели корпуса выполнено средство подведения к контактной колодке, закрепленной на материнской плате, выходов линий сигнализаций, установленных в пассажирском вагоне. Указанное устройство предназначено для сбора проводником информации о аварийных и предаварийных ситуациях с вагонами пассажирского поезда и передачи ее начальнику поезда и/или в удаленный диспетчерский пункт.
В настоящее время пассажирские вагоны рельсового транспорта содержат датчики температуры букс, соединенные с регистрирующими устройствами проводной связью.
Известно, в частности, (SU, авторское свидетельство 527328) устройство контроля температуры буксы вагона, содержащее контактный датчик температуры, размыкающий контакт которого включен между одним из выводов возвратной обмотки дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания, указатель аварии, подключенный к источнику питания через замыкающий контакт дистанционного переключателя, полупроводниковые триоды прямой проводимости, резисторы и конденсаторы. Размыкающий контакт дистанционного переключателя включен между одним из выводов сигнальной обмотки и дистанционного переключателя и положительным полюсом источника питания. Эммитер - коллекторные переходы триодов включены между выводами соответствующих обмоток дистанционного переключателя и отрицательным полюсом источника питания. База одного из триодов подключена к точке соединения сигнальной обмотки дистанционного переключателя и через параллельно включенные один из резисторов и конденсатор - к отрицательному полюсу источника питания, а база другого триода подключена к точке соединения возвратной обмотки дистанционного переключателя с размыкающим контактом датчика температуры и через другой резистор - к отрицательному полюсу источника питания.
Недостатком известного устройства следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы из-за отсутствия возможности передачи информации о реальной температуре буксы по радиоканалу, т.е. невозможность предугадывания аварии.
Известно также (SU, авторское свидетельство 929484) устройство автоматического контроля перегрева букс. Известное устройство содержит термодатчики, установленные в колесных буксах и подключенные к источнику питания через резисторы и к пороговому элементу, выходной транзистор, в коллекторную цепь которого включены элементы сигнализации, и разделительные диоды. Также оно снабжено дополнительными пороговыми элементами, элементом ИЛИ и элементом памяти, подключенным к коллектору выходного транзистора через разделительный диод. Выходы первого дополнительного и порогового элементов через элемент ИЛИ подключены к базе выходного транзистора, один вход первого дополнительного порогового элемента соединен с термодатчиками, а другой - с источником опорного напряжения и с входом второго дополнительного порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом элемента памяти.
Недостатком известного устройства также следует признать непригодность его к оперативному контролю температуры буксы из-за отсутствия возможности передачи информации о реальной температуре буксы по радиоканалу, т.е. невозможность предугадывания аварии.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно признать (RU, патент 2220866) устройство для дистанционного контроля температурного состояния букс транспортных средств. Известное устройство содержит электронную метку, выполненную с возможностью дистанционной передачи информации на напольные устройства, размещенные вдоль следования транспортных средств, при этом электронная метка размещена внутри чашеобразного элемента, закрепленного одним из болтов, предназначенных для крепления крышки к буксе, и с использованием двух электропроводных документов, которые подключены к цепи задания кода сигнала, передаваемого электронной меткой, связана с термодатчиком, который размещен во внутренней осевой полости этого же болта. Термодатчик включает корпус, выполненный в виде тонкостенного трубчатого элемента, внешней боковой поверхностью плотно прилегающего к боковой поверхности внутренней полости упомянутого болта. Внутри корпуса термодатчика размещены втулка из электроизоляционного материала, в которой выполнены сквозные каналы для размещения электропроводных элементов от электронной метки, плавкая перемычка, выполненная из электропроводного материала с задаваемой температурой плавления, слой парафина, причем плавкая перемычка размещена между оголенными от изоляции концами электропроводных элементов и непосредственно контактирует с ними и со слоем парафина.
Недостатком известного технического решения следует признать недостоверность полученной информации из-за зависимости генерированного устройством сигнала от температуры внешней среды, что вводит ошибку в измерение температуры буксы. Кроме того, известное устройство не пригодно для определения начальной стадии разогрева буксы, на которой еще возможно предупреждение создания аварийной ситуации.
Использование прямой передачи по радиоканалу информации о состоянии буксы в реальном масштабе времени также имеет свои недостатки, поскольку на передаваемый по радиоканалу информационный сигнал накладываются электрические наводки, возникающие в соединительной линии, что приводит к неконтролируемому искажению информационного сигнала.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемой конструкции, состоит в обеспечении возможности оперативного контроля состояния буксы.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, состоит в получении не искаженного информационного сигнала, несущего информацию о реальной температуре буксы, что позволяет своевременно осуществлять предупреждение аварий подвижного состава рельсового транспорта из-за неисправности букс.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство сопряжения (УС) системы контроля нагрева тормозных букс и входных цепей УПАС-ретранслятора. Разработанное устройство сопряжения содержит корпус, внутри которого установлены на плате твердотельное реле KAQY210, первый вход которого выполнен с возможностью подключения к управляющему выходу блока контроля нагрева букс через последовательно установленные защитный диод, первое сопротивление, второе сопротивление, параллельно которому подключен конденсатор, второй вход выполнен с возможностью подключения к контакту электропитания, первый выход твердотельного реле выполнен с возможностью подключения через светодиод к плюсовому входу УПАС - ретранслятора, а второй выход твердотельного реле выполнен с возможностью подключения через третье сопротивление к минусовому входу УПАС ретранслятора. Предпочтительно номинал второго сопротивления в десять раз превышает номинал первого сопротивления, а номинал третьего сопротивления равен номиналу первого сопротивления.
Разработанное устройство сопряжения предназначено для гальванической развязки системы контроля нагрева тормозных букс (СКНБ), предпочтительно, использующей позисторные датчики, и входных цепей УПАС-ретранслятора. Разработанное устройство сопряжения устанавливают в пульте управления вагона, в непосредственной близости к блоку контроля нагрева букс (БКНБ) из состава СКНБ. Применение УС позволяет исключить влияния электрических наводок, возникающих в соединительной линии, на систему контроля нагрева букс. Устройство сопряжения может быть подключено к СКНБ, имеющим в составе блоки контроля БКНБ 004 и БКНБ 056.
Устройство сопряжения предназначено для установки в пассажирские вагоны с напряжением питания бортовой сети 50 В и 110 В постоянного тока. Диапазон рабочих напряжений УС составляет 38…150 В.
Контакт «+U» устройства сопряжения подключается к контакту A1 («+110 В») или Б1 («+50 В») блока БКНБ, в зависимости от напряжения бортовой сети. Контакт «Вход» УС подключается к контакту A3 («Выход») блока БКНБ.
Назначение контактов разъемов блоков БКНБ 004 и БКНБ 056 является идентичным, следовательно, порядок подключения является универсальным.
Основным элементом УС является твердотельное реле типа KAQY210, содержащее оптоэлектронную пару, и являющееся эквивалентом реле с нормально разомкнутыми контактами.
Принцип действия УС состоит в следующем.
В режиме ожидания напряжение выхода A3 блока БКНБ равно напряжению питания бортовой сети. При перегреве тормозной буксы блок БКНБ срабатывает, и напряжение выхода A3 блока резко снижается до единиц Вольт. На входе УС появляется разность потенциалов, превышающая минимальное рабочее значение. Через входной каскад DV1 начинает протекать ток, достаточный для срабатывания оптоэлектронной пары. Сопротивление выходного каскада DV1 резко снижается до величины 10…20 Ом. Через цепь нагрузки УС (вход УПАС) начинает протекать ток. УПАС-ретранслятор отправляет извещение о срабатывании СКНБ.
Применение твердотельного реле с широким диапазоном рабочих токов по входу обеспечивает стабильность работы схемы при различных напряжениях питания бортовой сети.
Диод VD1 предназначен для защиты входа DV1 от обратного включения. Резисторы R1 и R2 ограничивают входной ток. Конденсатор С1 обеспечивает надежное открывание входа за счет броска тока в начальный момент.
Выходной каскад содержит светодиод HL1, служащий для контроля срабатывания УС, а также резистор R3, ограничивающий ток нагрузки. Выходной каскад не требует защиты от обратного включения.
Применение разработанного устройства сопряжения позволяет в реальном режиме времени дистанционно получать информацию о перегреве буксы.