УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО РЕЛЕ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СТРЕЛОК И СВЕТОФОРОВ

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначена для включения исполнительных реле в компьютерных и релейно-процессорных централизациях стрелок и светофоров.
Известно устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, через блок совпадения соединенный с одним входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с исполнительным реле, параллельно которому 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 значительная загрузка блока формирования команд, так как для удержания исполнительного реле во включенном состоянии он должен с высокой частотой подтверждать команду на его включение.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии и фронтовой контакт того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор удержания исполнительного реле во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод подключена к обмотке исполнительного реле, параллельно которой включен конденсатор замедления исполнительного реле на притяжение якоря (SU №887324, B61L 19/14, опубл. 07.04.81, бюл. №45, 1981).
Недостатком данного устройства является низкий коэффициент полезного действия, так как в цепи заряда конденсатора удержания исполнительного реле во включенном состоянии устройства используется однополупериодное выпрямление ЭДС переменного тока, наводимой во вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора.
При однополупериодном выпрямлении переменного тока используется не более 50% энергии ЭДС, наводимой во вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора. Поэтому для заряда конденсатора удержания исполнительного реле во включенном состоянии требуется большая энергия импульса, для чего используется конденсатор большой емкости, а также достаточно мощные фототиристор и изолирующий трансформатор.
Задача полезной модели - повысить коэффициент полезного действия устройства для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров за счет организации двухполупериодного выпрямления ЭДС переменного тока в цепи заряда конденсатора удержания исполнительного реле во включенном состоянии.
Технический результат достигается тем, что устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии и фронтовой контакт того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор удержания исполнительного реле во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод подключена к обмотке исполнительного реле, параллельно которой включен конденсатор замедления исполнительного реле на притяжение якоря, введены третий, четвертый и пятый выпрямительные диоды, анод первого выпрямительного диода соединен с катодом третьего выпрямительного диода, анод которого подключен параллельно генератору импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии и к аноду четвертого выпрямительного диода, катод которого подключен к вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора и к аноду пятого выпрямительного диода, катод которого соединен с катодом второго выпрямительного диода.
На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - принципиальная схема блока передачи команды удержания исполнительного реле во включенном состоянии, на фиг.3 - принципиальная схема генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии.
Устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров содержит блок формирования команд 1, выходы которого соединены с входами блока совпадения 2, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса 3, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии 4 и фронтовой контакт 5.1 того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора 6, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод 7 соединена с входом генератора 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса 3, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора 10, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод 11 подключена к обмотке исполнительного реле 5, параллельно которой включен конденсатор 12 замедления исполнительного реле 5 на притяжение якоря. Анод первого выпрямительного диода 7 соединен с катодом третьего выпрямительного диода 13, анод которого подключен параллельно генератору 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии и к аноду четвертого выпрямительного диода 14, катод которого подключен к вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора 6 и к аноду пятого выпрямительного диода 15, катод которого соединен с катодом первого выпрямительного диода 7.
Блок 4 передачи команды на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии включает в себя элемент формирования тактовых импульсов 16 и элемент коммутации 17.
Элемент формирования тактовых импульсов 16 содержит резистор 18 и конденсатор 19. Элемент коммутации 17 выполнен в виде оптронной пары: светодиода 20 и фототиристора 21. При этом вход 22 элемента коммутации 17 соединен с выходом блока совпадения 2, а его выход 23 - с фронтовым контактом 5.1 исполнительного реле 5. Генератор 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии состоит из однопереходного транзистора 24, резисторов 25 - 27 и конденсатора 28. Его однопереходного транзистора 24, резисторов 25-27 и конденсатора 28. Его вход 29 соединен с катодом первого выпрямительного диода 7, а выход 30 - с вторым входом блока 3 формирования длительности и мощности импульса.
Устройство работает в двух режимах: включения исполнительного реле и его удержания во включенном состоянии.
В первом режиме - режиме включения исполнительного реле, блок формирования команд 1 вырабатывает команду на включение исполнительного реле 5, которая состоит из нескольких серий импульсов, генерируемых в определенной последовательности на его выходах в течение интервала времени, меньшего или равного времени замедления исполнительного реле 5 на притяжение якоря. Блок совпадения 2 проверяет наличие импульсов в каждой серии и, при их совпадении, формирует после окончания каждой серии на своем выходе одиночный импульс. Этот импульс с выхода блока совпадения 2 поступает на первый вход блока формирования длительности и мощности импульса 3. Одновременно этот же импульс с выхода блока совпадения 2 поступает на вход 22 элемента коммутации 17, чем выдает разрешение на прохождение тактового импульса от элемента формирования тактовых импульсов 16 через элемент коммутации 17 на выход блока 4 передачи команды на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии. Так как при этом контакт 5.1 исполнительного реле 5 разомкнут, тактовый импульс в первичную обмотку трансформатора 6 в режиме включения исполнительного реле 5 не передается.
Одновременно, блок формирования длительности и мощности импульса 3, получив импульс с выхода блока совпадения 2, увеличивает его длительность и мощность. С выхода блока 3 формирования длительности и мощности импульса усиленный импульс поступает в первичную обмотку второго изолирующего трансформатора 10, наводя в его вторичной обмотке ЭДС переменного тока, преобразуемая выпрямителем на втором диоде 11 в постоянное напряжение, заряжающее конденсатор 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле 5.
Количество серий импульсов в команде на включение исполнительного реле 5, вырабатываемых блоком формирования команд 1, выбрано таким образом, чтобы после окончания последней серии на конденсаторе 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле было бы накоплена энергия, достаточная для притяжения якоря этого реле. После притяжения якоря исполнительное реле 5 замыкает свой контакт 5.1.
Если количество серий импульсов в команде на включение исполнительного реле 5 или количество импульсов в сериях не соответствует заданному, например, из-за воздействия помех, то напряжение на конденсаторе 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле 5 не достигает требуемой для его включения величины, и реле 5 остается выключенным.
В режим удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии устройство переходит после замыкания его контакта 5.1. Команда на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии, поступающая с выходов блока формирования команд 1 на входы блока совпадения 2, состоит из одиночной серии импульсов, генерируемых блоком формирования команд 1 в той же последовательности, что и в команде на включение исполнительного реле 5, но один раз в период времени, определяемый временем замедления этого реле на выключение.
Проверив совпадение импульсов в команде на удержание исполнительного реле во включенном состоянии, блок совпадения 2 вырабатывает короткий одиночный импульс. Этот импульс усиливается блоком формирования длительности и мощности импульса 3. Однако, энергии одного импульса, даже усиленного блоком формирования длительности и мощности импульса 3, недостаточно для удержания реле 5 во включенном состоянии. Необходимую серию импульсов для удержания исполнительное реле 5 во включенном состоянии в этом режиме формирует генератор 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии. Происходит это следующим образом. Одиночный импульс с выхода блока совпадения 2 проходит через светодиод 20 элемента 17 коммутации. Светодиод 20 создает световой поток, под действием которого фототиристор 21 элемента коммутации 17 открывается. Конденсатор 19 элемента 16 формирования тактовых импульсов, заряженный до величины напряжения источника питания, является источником энергии для формирования тактового импульса. Так как контакт 5.1 исполнительного реле 5 замкнут, то образуется цепь для прохождения этого тактового импульса через первичную обмотку первого изолирующего трансформатора 6. ЭДС переменного тока, наводимая во вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора 6, преобразуется выпрямителем на диодах 7, 13, 14 и 15 в напряжении постоянного тока, заряжающее конденсатор 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до напряжения, достаточного для обеспечения работы генератора 8 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до момента поступления следующей команды на удержание этого реле во включенном состоянии из блока формирования команд 1. Так как в цепи заряда конденсатора 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии используется двухполупериодное выпрямление ЭДС, то для заряда этого конденсатора до напряжения, достаточного для обеспечения работы генератора 8 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, потребуется импульс меньшей мощности, чем в устройстве-прототипе, а для формирования тактового импульса будут использованы более дешевые элементы меньшей мощности.
Длительность импульсов, формируемых генератором 8 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, задается номиналами значений емкости конденсатора 28 и сопротивления резистора 27, а частота генерации - номиналами того же конденсатора 28 и резистора 26. Номиналы компонентов генератора 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии выбраны таким образом, что количество вырабатываемых им импульсов достаточно для удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до прихода следующей команды из блока формирования команд 1.
После разряда конденсатора 19 элемента 16 формирования тактовых импульсов фототиристор 21 закрывается, а конденсатор 19 вновь заряжается до напряжения источника питания через резистор 18.
В том случае, если очередной команды на удержание во включенном состоянии исполнительного реле 5 от блока формирования команд 1 не поступает, генератор 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии после разряда конденсатора 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии прекращает формирование импульсов. После окончания времени замедления исполнительного реле 5 на отпускание якоря оно выключается.
Неисправность любого блока и элемента устройства вызывает выключение исполнительного реле 5, что является защитным отказом, допустимым в централизациях стрелок и светофоров.
Таким образом, двухполупериодное выпрямление ЭДС в цепи заряда конденсатора 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, организованное с помощью выпрямительных диодов 7, 13, 14 и 15, позволяет повысить коэффициент полезного действия заявляемого устройства, за счет чего, в среднем, в два раза уменьшается мощность элементов устройства, формирующих тактовый импульс.