УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRIC POINT MECHANISM

Изобретение относится к управлению движением на железных дорогах, а именно к дистанционному управлению местными приводами стрелок сигналов и тормозных башмаков, установленных на путях.
Известны электроприводы, содержащие электродвигатель 1, соединенный с редуктором 2, который связан с фрикционной муфтой 3, автопереключатель 4, устройство обогрева и освещения 5, установленные в корпусе 6 (Станционные системы автоматики. Рогачева И.Л., Варламова А.А., Леонтьев А.В. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 411 с.).
Для управления электроприводом используется пусковой стрелочный блок ПСТ с пятипроводной схемой управления (Станционные системы автоматики. Рогачева И.Л., Варламова А.А., Леонтьев А.В. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 411 с.).
Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство, содержащее устройство коммутации, линейные провода, автопереключатель, электродвигатель, регулятор тока [Патент «УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ» №2333123, РФ, Любшин Денис Анатольевич (RU), Кац Аркадий Борисович (RU)].
Недостатками данного устройства являются:
1. Сложность изготовления трехфазного регулятора тока.
2. Необходимость контроля фаз, так как при пропадании одной фазы электродвигатель выходит из строя.
3. Управляющая аппаратура имеет низкую эксплуатационную надежность и малый срок службы из-за интенсивной эрозии контактов реле рабочим током, особенно при пуске двигателя и его реверсирования из среднего положения.
4. Невозможность обеспечить плавный пуск и останов электродвигателя, регулировку скорости вращения вала электродвигателя, регулировку длительности разгона и торможения.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения надежности стрелочного электропривода путем плавного пуска электродвигателя и защиты от токовых перегрузок.
Поставленная задача возникает при разработке и создании систем управления движением на железных дорогах.
Заявленное устройство строится на основе модуля управления электродвигателем, который состоит из инвертора, силовых ключей и схемы управления. Варианты технического исполнения модуля управления электродвигателем описаны в [Микроконтроллерное управление электроприводом. К.Б. Алексеев, К.А. Палагута, М. - МГИУ, - 2008, - 297 с. Владимир Башкиров. IRAMSxx - интеллектуальные силовые IGBT - модули для электропривода широкого применения. Новости электроники. 2007, №7, с. 14].
Модуль управления электродвигателем обеспечивает:
1. Преобразование постоянного напряжения в три сигнала с широтно-импульсной модуляцией для питания электродвигателя.
2. Плавный пуск и останов электродвигателя.
3. Регулировку скорости вращения вала электродвигателя.
4. Регулировку длительности разгона и торможения электродвигателя.
5. Защиту электродвигателя от токовых перегрузок и короткого замыкания с регулировкой порога срабатывания.
6. Защиту от бросков импульсного тока.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее устройство коммутации, линейные провода, автопереключатель, электродвигатель, введен, модуль управления электродвигателем, первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства являются первый, второй, третий и четвертый входы модуля управления электродвигателем, пятым входом устройства является первый вход устройства коммутации, первый, второй и третий выходы модуля управления электродвигателем подключены ко второму, третьему и четвертому входам устройства коммутации, первый, второй и третий выходы устройства коммутации через линейные провода подключены к первому, второму и третьему входам автопереключателя, четвертый, пятый и шестой выходы устройства коммутации подключены к первому, второму и третьему входам устройства контроля, первым и вторым выходами устройства являются первый и второй выходы устройства контроля.
Функциональная схема устройства представлена на фиг.1.
i
i=1…3
Устройство состоит из модуля управления электродвигателем 1, устройства коммутации 2, линейных проводов 3,, автопереключателя 4, электродвигателя 5, устройства контроля 6.
Первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства являются первый, второй, третий и четвертый входы модуля управления электродвигателем 1. Пятым входом устройства является первый вход устройства коммутации 2.
Первый, второй и третий выходы модуля управления электродвигателем подключены ко второму, третьему и четвертому входам устройства коммутации 2.
i
i=1…3
Первый, второй и третий выходы устройства коммутации 2 через линейные провода 3, подключены к первому, второму и третьему входам автопереключателя 4. Четвертый, пятый и шестой выходы устройства коммутации 2 подключены к первому второму и третьему входам устройства контроля 6.
Первым и вторым выходами устройства являются первый и второй выходы устройства контроля 6.
Устройство работает следующим образом.
На третий и четвертый входы устройства подается постоянное напряжение питания.
i
i=1…3
Перед переводом стрелки на пятый вход устройства подается сигнал, разрешающий перевод стрелки, который поступает на первый вход устройства коммутации 2. Получив сигнал на первом входе, устройство коммутации 2 отключает линейные провода 3, от устройства контроля 6 и подключает линейные провода к модулю управления электродвигателем 1.
i
i=1…3
При переводе стрелки в плюсовое положение на первый вход устройства подается сигнал, который поступает на первый вход модуля управления электродвигателем 1. Модуль управления 1 формирует на своих выходах три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя в прямом направлении, которые через устройство коммутации 2, линейные провода 3, и контакты автопереключателя 4 поступают на электродвигатель 5. Вал электродвигателя начинает вращаться в прямом направлении, переводя стрелку в плюсовое положение. Модуль управления электродвигателем 5 плавно увеличивает обороты двигателя, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя.
При достижении плюсового положения автопереключатель 4:
1) замыкает цепь контроля плюсового положения стрелки;
2) разрывает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в плюсовое положение;
3) замыкает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в минусовое положение.
i
i=1…3
i
i=1…3
i
i=1…3
Ток в линейных проводах 3, становится равным нулю. Устройство коммутации 2 при отсутствии тока в линейных проводах 3, отключает линейные провода 3, от модуля управления двигателем 1 и подключает их к устройству контроля 6. Устройство контроля 6, контролируя состояние автопереключателя 4, выдает на первый выход устройства сигнал, соответствующий положению стрелки в плюсе.
i
i=1…3
При переводе стрелки в минусовое положение на второй вход устройства подается сигнал, который поступает на второй вход модуля управления электродвигателем 1. Модуль управления электродвигателем 1 формирует на своих выходах три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя в обратном направлении, которые через устройство коммутации 2, линейные провода 3, и контакты автопереключателя 4 поступают на электродвигатель 5. Вал электродвигателя начинает вращаться в обратном направлении, переводя стрелку в минусовое положение. Модуль управления электродвигателем 5 плавно увеличивает обороты двигателя.
При достижении минусового положения автопереключатель 4:
1) замыкает цепь контроля минусового положения стрелки;
2) разрывает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в минусовое положение;
3) замыкает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в плюсовое положение.
i
i=1…3
i
i=1…3
i
i=1…3
Ток в линейных проводах 3, становится равным нулю. Устройство коммутации 2 при отсутствии тока в линейных проводах 3, отключает линейные провода 3, от модуля управления двигателем 1 и подключает их к устройству контроля 6. Устройство контроля 6, контролируя состояние автопереключателя 4, выдает на второй выход устройства сигнал, соответствующий положению стрелки в минусе.
Таким образом, при подаче сигнала на первый вход устройства происходит перевод стрелки в плюсовое положение, а при подаче сигнала на второй вход происходит перевод стрелки в минусовое положение.
Наличие в данном устройстве управления стрелочным электроприводом плавного пуска электродвигателя и защиты от токовых перегрузок делают его весьма перспективным при управлении движением на железных дорогах.