ТРЕХПРОВОДНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
THREE-WIRE DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRIC SWITCH MECHANISM

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для управления стрелочным электроприводом.
Известно устройство управления стрелочным электроприводом (RU 2396178, B61L 7/08, опубл. 10.08.2010), содержащее три линейных провода, электропривод с трехфазным электромотором и автопереключателем с контрольными и рабочими контактами, 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, при этом 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.
Недостатком данного устройства является наличие коммутации рабочего тока контактами автопереключателя стрелочного электропривода, что отрицательно сказывается на надежности. Во-первых, это связано с тем, что нагрев рабочим током контактов автопереключателя приводит к ускоренному снижению ресурса, а именно к снижению коммутационной износостойкости, которая обратно пропорциональна величине протекающего тока. Во-вторых, нагрев рабочим током контактов автопереключателя приводит к их последующему заиндевению в зимнее время или конденсации влаги на поверхности контактов в условиях повышенной влажности (Резников Ю.М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1985. с. 274).
Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявляемому изобретению является трехпроводное устройство для управления трехфазным стрелочным электроприводом с местным реверсированием (RU 2025354, B61L 7/08, опубл. 30.12.1994), содержащее подключенный к источнику переменного трехфазного напряжения блок переключения и контроля, к которому через трехпроводную линию и включенные в ее провода контакты реверсирующего реле и один из контактов автопереключателя подключен электродвигатель, а между другими контактами автопереключателя, включенными в упомянутые провода параллельно первым, включен диод, которое снабжено включенным последовательно с упомянутым диодом реле фиксации включения контрольного режима, трансформатором, резисторами, конденсаторами и дополнительными диодами, к катодам которых подключены первый и второй выводы реверсивного реле, третий вывод которого подключен к началу первой обмотки трансформатора, конец которой соединен с концом второй обмотки, с первой обкладкой первого конденсатора, подключенного второй обкладкой к аноду второго диода и к первому выводу первого резистора, с первым выводом второго резистора, подключенного вторым выводом к первой обкладке второго конденсатора и к аноду второго диода, и через первый фронтовой контакт реле фиксации включения контрольного режима - к первому проводу трехпроводной линии, к второму проводу которой подключены второй вывод первого резистора и вторая обкладка второго конденсатора через второй фронтовой контакт реле фиксации включения контрольного режима, через третий контакт которого к третьему проводу трехпроводной линии началом подключена вторая обмотка трансформатора. Принцип работы основан на подключении соответствующих входов электропривода контактами реверсирующего поляризованного реле, напряжения управления которым, подаваемые на его разные входы в зависимости от чередования фаз напряжения питания, получают от фазочувствительного узла.
Недостатком данного устройства является наличие коммутации рабочего тока контактами автопереключателя стрелочного электропривода, что отрицательно сказывается на надежности из-за снижения коммутационной износостойкости, заиндевения в зимнее время или конденсации влаги на поверхности контактов в условиях повышенной влажности, а также не исключается получение ложного контроля.
Задача изобретения заключается в повышении надежности за счет исключения контактов автопереключателя из цепи электродвигателя при управлении стрелочным электроприводом по трем линейным проводам.
Технический результат достигается тем, что трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее подключенный к источнику переменного трехфазного напряжения блок переключения и контроля, к которому через трехпроводную линию подключен фазочувствительный блок, содержащий первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы, выходы которого предназначены для подключения электродвигателя и автопереключателя стрелочного электропривода, причем третий провод трехпроводной линии подключен к третьей обмотке электродвигателя, дополнительно содержит первое и второе реле фазочувствительного блока, причем к выходам источника переменного трехфазного напряжения последовательно подключены блок переключения и контроля, трехпроводная линия, фазочувствительный блок и автопереключатель с электродвигателем стрелочного электропривода, при этом первый провод трехпроводной линии подключен к первому, второй провод трехпроводной линии - к второму, а третий провод трехпроводной линии - к третьему выводам автопереключателя, при этом третий провод трехпроводной линии подключен к первому выводу первого и первому выводу второго резисторов фазочувствительного блока, а второй вывод первого и второй вывод второго резисторов через первый и второй конденсаторы фазочувствительного блока соответственно подключены к первому и второму проводам трехпроводной линии, причем первое реле первым выводом подключено к второму выводу первого резистора, а другим выводом - к четвертому выводу автопереключателя, при этом второе реле первым выводом подключено к второму выводу второго резистора, а другим выводом - к пятому выводу автопереключателя, кроме этого первый вывод первого контакта первого реле подключен к первому выводу первого контакта второго реле и к первому проводу трехпроводной линии, а второй вывод первого контакта первого реле подключен к второму выводу первого контакта второго реле и к первой обмотке электродвигателя, при этом первый вывод второго контакта первого реле подключен к первому выводу второго контакта второго реле и к второму проводу трехпроводной линии, а второй вывод второго контакта первого реле подключен к второму выводу второго контакта второго реле и к второй обмотке электродвигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема заявляемого устройства.
Заявляемое трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом содержит подключенный к источнику переменного трехфазного напряжения 1 блок переключения и контроля 2, состоящий из фазоконтрольного блока 3, пускового реле 4, его контактов 5, узла 6 контроля положения стрелки, контактов 7 узла управления переключением положения стрелки, трехпроводную линию 8, фазочувствительный блок 9, состоящий из первого 14 и второго 15 резисторов, первого 12 и второго 13 конденсаторов, первого 10 и второго 11 реле, контактов реле 10.1, 10.2, 11.1, 11.2, электродвигатель 16 и автопереключатель 17 с контрольным диодом 18 стрелочного электропривода 19.
Трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом имеет следующие соединения.
К выходам источника переменного трехфазного напряжения последовательно подключены блок переключения и контроля 2, трехпроводная линия 8, фазочувствительный блок 9 и стрелочный электропривод 19, содержащий электродвигатель 16 и автопереключатель 17 с контрольным диодом 18. Входами блока переключения и контроля 2 являются выводы фазоконтрольного блока 3, выходы которого предназначены для подключения фронтовых контактов 5.1, 5.2, 5.3 пускового реле 4, причем к дополнительным выходам фазоконтрольного блока 3 подключаено пусковое реле 4. При этом к общим контактам 5.1 и 5.2 подключены соответственно общие контакты 7.1 и 7.2 узла управления переключением положением стрелки, а к тыловым контактам 5.1, 5.2 подключен узел 6 контроля положения стрелки, причем нормальный контакт 7.1 соединен с общим контактом 5.4, а нормальный контакт 7.2 соединен с фронтовым контактом 5.5, предназначенным для подключения первого провода трехпроводной линии 8.1. При этом переведенный контакт 7.1 соединен с общим контактом 5.5, а переведенный контакт 7.2 соединен с фронтовым контактом 5.4 и вторым проводом трехпроводной линии 8.2 и кроме этого тыловые контакты 5.4 и 5.5 соединены с общим контактом 5.3, предназначенным для подключения третьего провода трехпроводной линии 8.3. Первый провод трехпроводной линии 8.1 подключен к первому 17.1, второй провод трехпроводной линии 8.2 - ко второму 17.2, а третий провод трехпроводной линии 8.3 - к третьему 17.3 выводам автопереключателя 17, при этом третий провод трехпроводной линии 8.3 подключен к третьей обмотке 16.3 электродвигателя 16 и первому выводу 14.1 первого 14 и первому выводу 15.1 второго 15 резисторов фазочувствительного блока 9, а второй вывод 14.2 первого 14 и второй вывод 15.2 второго 15 резисторов, через первый 12 и второй 13 конденсаторы фазочувствительного блока 9 соответственно подключены к первому 8.1 и второму 8.2 проводам трехпроводной линии, причем первое реле 10 первым выводом 10.1 подключено к второму выводу 14.2 первого резистора 14, а другим выводом 10.2 к четвертому выводу 17.4 автопереключателя 17, при этом второе реле 11 первым выводом 11.1 подключено к второму выводу 15.2 второго резистора 15, а другим выводом 11.2 к пятому выводу 17.5 автопереключателя 17, кроме этого первый вывод 10.1.1 первого контакта 10.1 первого реле 10 подключен к первому выводу 11.1.1 первого контакта 11.1 второго реле 11 и к первому проводу трехпроводной линии 8.1, а второй вывод 10.1.2 первого контакта 10.1 первого реле 10 подключен к второму выводу 11.1.2 первого контакта 11.1 второго реле 11 и к первой обмотке 16.1 электродвигателя 16, при этом первый вывод 10.2.1 второго контакта 10.2 первого реле 10 подключен к первому выводу 11.2.1 второго контакта 11.2 второго реле 11 и к второму проводу трехпроводной линии 8.2, а второй вывод 10.2.2 второго контакта 10.2 первого реле 10 подключен к второму выводу 11.2.2 второго контакта 11.2 второго реле 11 и к второй обмотке 16.3 электродвигателя 16.
Трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом работает следующим образом.
При поступлении команды на перевод стрелочного электропривода 19 на посту ЭЦ включается пусковое реле 4 и замыкает свои контакты 5.1-5.5, тем самым отключая узел 6 контроля положения стрелки от трехпроводной линии 8. Контакты 7.1, 7.2 узла управления переключением положения стрелки переключаются и меняют последовательность фаз 1Ф, 2Ф источника переменного трехфазного напряжения 1, подключенных к линейным проводам 8.1, 8.2 трехпроводной линии 8. Фаза 3Ф при переводе стрелки всегда подключается к линейному проводу 8.3. За счет этого в линию начинает поступать рабочее напряжение, которое поступает на вход фазочувствительного блока 9.
В основу работы фазочувствительного блока 9 заложено свойство комплексного значения сопротивления конденсатора. При подаче трехфазного питания в линейные провода 8.1-8.3 конденсаторы 12, 13 сдвигают фазы 1Ф и 2Ф относительно фазы 3Ф, взятой за опорную. Величины конденсаторов 12, 13 и резисторов 14, 15 рассчитаны таким образом, что при подключении фазы 1Ф к линейному проводу 8.1, а фазы 2Ф к линейному проводу 8.2 на первое реле 10 поступает напряжение, достаточное для его гарантированного срабатывания, а на второе реле 11 поступает напряжение, которое гарантирует его выключенное состояние. В случае обратного перевода, при изменении последовательности подключения фаз 1Ф, 2Ф к линейным проводам 8.1, 8.2 первое реле 10 находится в выключенном состоянии, а второе реле 11 во включенном.
Таким образом, фазочувствительный блок 9 определяет чередование фаз в линейных проводах 8.1-8.3 и, в зависимости от требуемого направления перевода стрелочного электропривода 19, через контакты автопереключателя 17 включает реле 10 или 11, одно из которых соответствующими контактами 10.1, 10.2 или 11.1, 11.2 подключает питание к обмоткам 16.1, 16.2 электродвигателя 16. Обмотка 16.3 при переводе стрелки всегда подключается к линейному проводу 8.3. Электродвигатель 16 включается и начинается перевод стрелки. Пусковое реле 4 во время перевода стрелки получает питание от фазоконтрольного блока 3.
По окончании перевода стрелки автопереключатель 17 переключается в противоположное положение и отключает реле 10 или 11. Электродвигатель 16 отключается от источника переменного трехфазного напряжения 1 и фазоконтрольный блок 3 перестает поддерживать включенным пусковое реле 4 и своими контактами 5 отключает линейные провода 8 от источника переменного трехфазного напряжения 1 и подключает их к узлу контроля положения стрелки 6. Узел контроля положения стрелки 6 подключается к контрольному диоду 18, который в зависимости от положения стрелки через контакты автопереключателя 17 подключается к линейным проводам 8.1, 8.3 или 8.2, 8.3, тем самым обеспечивая получение контроля положения стрелки.
Трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом защищено от получения ложного контроля при перепутывании линейных проводов 8.1-8.3 или перепутывании направления включения контрольного диода 18.
Таким образом, введение в трехпроводное устройство управления стрелочным электроприводом реле фазочувствительного блока позволяет исключить коммутацию рабочего тока контактами автопереключателя стрелочного электропривода, что исключает нагрев контактов, повышает ресурс, исключает процессы заиндевения и конденсации влаги на поверхности контактов, а также исключает получение ложного контроля, что в целом существенно повышает уровень надежности.