КОМПЕНСИРУЮЩИЙ РЕЛЬСОВЫЙ ДРОССЕЛЬ-ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель «Компенсирующий рельсовый дроссель-трансформатор» относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использована в устройствах интервального регулирования движением поездов при электротяге постоянного и переменного тока.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство для размагничивания рельсового дроссель-трансформатора (заявка на полезную модель - №2013111439 от 14.03.2013 г. Автор Шевцова Е.Ю), содержащее: основную обмотку, сигнальную обмотку, размагничивающую обмотку, блок сравнения, блок управления, источник размагничивания, причем размагничивающая обмотка находится в корпусе дроссель-трансформатора, а блок сравнения, блок управления и источник размагничивания установлены вне корпуса. Она может быть принята в качестве прототипа.
1
T1
T2
1
Недостаток прототипа заключается в том, что полностью устранить асимметрию в такой конструкции технически не удается, так как при неравенстве тяговых токов в полуобмотках на дроссель-трансформатор (ДТ) оказывают влияние две магнитно-движущие силы (МДС): постоянная во времени 0,5W (I-I) и WIстsinωt.
Присутствуют такие неудобства, как сложность технической реализации, низкая точность в определении асимметрии тягового тока, достаточно высокий уровень коэффициента асимметрии тягового тока, что отрицательно влияет на устойчивость работы рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации, причем степень влияния каждой характеристики прямо пропорциональна абсолютной величине асимметрии.
Цель предлагаемой полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства для размагничивания рельсового дроссель-трансформатора.
На фиг. 1 представлена схема включения компенсирующего дроссель-трансформатора. Схема работает следующим образом: на магнитопроводе ДТ параллельно основной обмотке (1) подключается две дополнительные компенсирующие обмотки: одна (2) с отводом от внутреннего витка, другая (3) - встречно включенная с последней. При возникновении несиметрии тяговых токов в рельсовой цепи (РЦ) на концах обмоток (1) и (2), подключенных к рельсовым нитям, возникает разность потенциалов
ф*-ф=U.
T
T
T
1
T
2
Под действием этого напряжения в обмотках протекают токи ΔI' и ΔI”, создающие встречные МДС ΔΙ' W и ΔI”W.
Результирующий поток от этих МДС [3, 4].
T
1
m
T
2
m
T
1
B1
m
T
2
B2
m
Φ=ΔI'W\ΣR-ΔI”W\ΣR=ΔI'R\RΣR-ΔI”R\RΣR=0,
B1
B2
где R и R - сопротивления витков первой и второй обмоток.
В этом случае, при условии отсутствия магнитного потока в магнитопроводе ДТ от постоянных тяговых токов асимметрии, будем иметь:
Дополнительным требованием к компенсирующей обмотке. возникающим из необходимости трансформации ДТ сигнального тока в дополнительной обмотке (5), передаваемого по рельсовой цепи, является исключение влияния любых компенсирующих обмоток на прохождение по ДТ сигнальных токов. С этой целью по отношению к началу и отводу от внутреннего витка компенсирующей обмотки (2) включена емкость С (5). В результате получаем двухполюсник L-С с большим (теоретически бесконечным) сопротивлением для сигнальных токов (имеем резонанс токов).
Вследствие этого ток. обусловленный приложенным к компенсирующей обмотке (2) напряжением, генерируемый путевым источником, равен нулю. В то же время полуобмотка компенсирующей (2). к которой подключена емкость, будет создавать переменную МДС и переменный магнитный поток в магнитопроводе ДТ, который окажет воздействие на процесс трансформации сигнальных токов в ДТ. Для устранения этого воздействия в резонансный контур включена вторая компенсирующая обмотка (3). Электродвижущая сила (ЭДС) этой обмотки должна быть равна ЭДС полуобмотки основной компенсирующей обмотки (2) и направлена встречно.
Таким образом, на частоте путевого источника, предлагаемый ДТ работает так же, как и существующий ДТ, но при условии полной симметрии тяговых токов в РЦ [2, 5].
На фиг. 2 приведена схема замещения по постоянному току компенсирующего дроссель-трансформатора.
Эффективность данной полезной модели в отличие от уже известных устройств, определяется полной ликвидацией асимметрии тягового тока путем введения компенсирующих обмоток в ДТ, что способствует улучшению пропускной способности и повышению степени безопасности движения поездов на железных дорогах и метрополитенах РФ и стран-членов СНГ.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет оптимизировать параметры дроссель-трансформатора, а также обеспечить снижение коэффициента асимметрии и значений высших гармоник напряжения в условиях повышенных тяговых токов.
Литература: 1. Шевцова Е.Ю. Заявка на полезную модель: «Рельсовый дроссель - трансформатор с размагничивающей обмоткой» №2013111439 от 14.03.2013 г.
2. Аркатов B.C., Кравцов Ю.А., Степенский Б.M. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. М: Транспорт, 1990.
3. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М.: Транспорт, 1982. - 528 с.
4. Агейкин Д.И. Датчики контроля регулирования: справ. Материалы.
5. Дмитренко И.Е., Алексеев В.М. Влияние тягового тока на работу рельсовых цепей. - Журнал АТС, 1986, №10, с. 10-12.