УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СПАРЕННЫМИ СТРЕЛОЧНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известно устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее три линейных провода, электропривод с трехфазным электромотором и авто переключателем с контрольными и рабочими контактами, поляризованное пусковое реле и нейтральное пусковое реле с обмоткой удержания и обмоткой возбуждения, подключенной одним концом к одному полюсу источника питания постоянного тока, а другим концом к другому полюсу этого источника питания через контакты поляризованного пускового реле и контакты реле плюсового и минусового положения стрелки, одно и другое однополярные реле контроля стрелки с рабочими обмотками и поляризующими обмотками, соединенными параллельно, 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, управляющий вычислительный комплекс (УВК) микропроцессорной системы централизации с клеммами теста замыкающего, размыкающего контактов и клеммами для ввода информации о плюсовом, минусовом положениях стрелки, соединенными между собой контактами поляризованного пускового реле и контактами одного и другого однополярного реле контроля стрелки, блок реле перевода стрелки в плюсовое, минусовое положение, трансформаторы, диоды, конденсаторы, резисторы, источники постоянного, переменного и трехфазного переменного токов (см. 1).
Это устройство принято в качестве прототипа, как наиболее близкое к предложенному по своей технической сущности.
Недостатком противопоставленного устройства является малая надежность перевода остряков стрелки с учетом возможных вариаций усилий сопротивления этому переводу из-за включенных в этом режиме работы в цепи обмоток электромотора конденсаторов и большое потребление мощности от контрольного трансформатора в режиме контроля положения стрелки из-за шунтирующего действия обмоток электромотора, подключенных параллельно цепи контрольного диода, отчего необходима большая мощность и напряжение, поступающие от этого контрольного трансформатора, которое воздействует также на электромотор, отчего надежность устройства имеет малую величину.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение указанных недостатков противопоставленного устройства.
Решение этих задач достигается тем, что один вывод обмоток трехфазного электромотора подключен к одному выводу конденсатора через один замкнутый рабочий контакт авто переключателя, параллельно которому подключен один разомкнутый рабочий контакт авто переключателя, соединенный с другим выводом конденсатора, к которому подключен один линейный провод через другой замкнутый рабочий контакт авто переключателя, параллельно которому подключен другой разомкнутый рабочий контакт авто переключателя, соединенный с одним выводом конденсатора, при этом один линейный провод подключен к параллельно соединенным разомкнутому и замкнутому контрольным контактам авто переключателя и соединен последовательно с одним замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к одной фазе источника трехфазного переменного тока, а второй вывод обмоток трехфазного электромотора, соединенный последовательно со вторым линейным проводом, вторым замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним замкнутым контактом пускового поляризованного реле, вторым выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, вторым выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен ко второй фазе источника трехфазного переменного тока, а третий вывод обмоток трехфазного электромотора, соединенный последовательно с третьим линейным проводом, третьим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим замыкающим контактом пускового поляризованного реле, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен к третьей фазе источника трехфазного переменного тока,
В предложенном устройстве достигнуты увеличение надежности перевода остряков стрелки с учетом возможных вариаций усилий сопротивления этому переводу из-за исключения конденсаторов в этом режиме из цепи обмоток электромотора, уменьшение потребления мощности и величины напряжения контрольного трансформатора в режиме контроля положения стрелки за счет того, что уменьшено шунтирующее действие обмоток электромотора и конденсатора, величина электрического сопротивления которого переменному току может быть принята большой из-за того, что по нему не протекает рабочий ток электромотора в процессе перевода остряков стрелки.
Предложенное техническое решение является новым, т.к. из уровня техники не известны трех проводные устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока, в которых один вывод обмоток трехфазного электромотора подключен к одному выводу конденсатора через один замкнутый рабочий контакт авто переключателя, параллельно которому подключен один разомкнутый рабочий контакт авто переключателя, соединенный с другим выводом конденсатора, к которому подключен один линейный провод через другой замкнутый рабочий контакт авто переключателя, параллельно которому подключен другой разомкнутый рабочий контакт авто переключателя, соединенный с одним выводом конденсатора, при этом один линейный провод подключен к параллельно соединенным разомкнутому и замкнутому контрольным контактам авто переключателя и соединен последовательно с одним замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, одним выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока и подключен к одной фазе источника трехфазного переменного тока, а второй вывод обмоток трехфазного электромотора, соединенный последовательно со вторым линейным проводом, вторым замыкающим контактом нейтрального пускового реле, одним замкнутым контактом пускового поляризованного реле, вторым выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, вторым выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен ко второй фазе источника трехфазного переменного тока, а третий вывод обмоток трехфазного электромотора, соединенный последовательно с третьим линейным проводом, третьим замыкающим контактом нейтрального пускового реле, другим замыкающим контактом пускового поляризованного реле, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения трехфазной нагрузки, третьим выводом фазоконтрольного блока для подключения фазы трехфазного переменного тока подключен к третьей фазе источника трехфазного переменного тока.
Предложенное техническое решение является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличение надежности перевода остряков стрелки с учетом возможных вариаций усилий сопротивления этому переводу и уменьшение потребления мощности и величины напряжения контрольного трансформатора в режиме контроля положения стрелки.
Из выше изложенного следует, что предлагаемое техническое решение соответствует требованиям, предъявляемым к полезной модели.
Пример выполнения предлагаемого трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока показан на фиг.1.
Схема трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока (см. фиг.1) содержит управляющий вычислительный комплекс (УВК) 1 микропроцессорной системы централизации с клеммами теста замыкающих контактов 1.1 и теста размыкающих контактов 1.2, клеммами ввода информации о плюсовом 1.3 и минусовом 1.4 положениях стрелки, релейный блок 2, содержащий реле перевода стрелки в плюсовое положение 2.1 и его контакты 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 и реле перевода стрелки в минусовое положение 2.2 и его контакты 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 (на фиг.1 схема включения обмоток этих реле не показана), двух обмоточное поляризованное пусковое реле 3 и его контакты 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, нейтральное пусковое реле 4 с обмоткой возбуждения 4.1 и обмоткой удержания 4.2 и его контакты 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, одно однополярное реле контроля стрелки 5 с рабочей 5.1 и поляризующей 5.2 обмотками и его контакты 5.3, 5.4 и другое однополярное реле контроля стрелки 6 с рабочей 6.1 и поляризующей 6.2 обмотками и его контакты 6.3, 6.4, 6.5, трансформатор 7 с вторичными 7.1, 7.2 обмотками и выпрямителем 7.3, фазоконтрольный блок 8 трансформаторами 8.1, 8.2, 8.3 и выводами 8.1.1, 8.2.1, 8.3.1 для подключения соответственно одной, другой и третьей фаз источника трехфазного переменного тока, выводами 8.1.2, 8.2.2, 8.3.2 для подключения трехфазной нагрузки, выпрямителем 8.4 и выводами 8.4.1, 8.4.2 для подключения реле, электропривод 9 с контрольными 9.1 и рабочими 9.2 контактами авто переключателя и трехфазным электромотором 9.3, линейные провода 10, 11, 12, диоды 13, 14, 15, конденсаторы 17, 18, 19, резисторы 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, источник питания реле «+ПБ», «-МБ», источник трехфазного переменного тока 27, источник переменного тока 28. Поляризующие обмотки 5.2 и 6.2 соединены параллельно.
Устройство управления спаренными стрелочными электроприводами аналогично изображенному на фиг.1, но содержит дополнительный спаренный электропривод 1-9 с контрольными 1-9.1 и рабочими 1-9.2 контактами авто переключателя и электромотором 1-9.3, и каждая из спаренных стрелок содержит цепь контрольных диодов, которая в электроприводе 9 содержит резисторы 25, 26 и диод 15, а в электроприводе 1-9 цепь контрольных диодов содержит резисторы 1-25, 1-26 и диод 1-15, при этом полярности подключения диодов в электроприводе 9 и электроприводе 1-9 противоположны.
Пример выполнения подключения спаренных электроприводов 9 и 1-9 к линейным проводам 10, 11,12 показана на фиг.2. В этом примере цепи контрольных диодов одной и другой спаренных стрелок подключены к одному и другому линейным проводам через последовательно соединенные соответственно разомкнутые и замкнутые пары контрольных контактов авто переключателей одной и другой спаренных стрелок.
Устройство фиг.1 изображено в нормальном состоянии контроля плюсового положения стрелки, при этом от обмотки 7.1 трансформатора 7 на обмотку 5.1 через резистор 21, размыкающие контакты 4.5, 4.6 в линейные провода 10, 12 и на подключенный к ним через нормально замкнутые контрольные контакты авто переключателя 9.1, диод 15 и резистор 26 поступает напряжение переменного тока от источника этого тока 28, которое под воздействием диода 15 выпрямляется и имеет одну полярность, а полярность этого выпрямленного напряжения совпадает с полярностью напряжения, подаваемого через нормально замкнутый контакт 3.4 от выпрямителя 7.3 на обмотку 5.2, отчего реле 5 возбуждено, от обмотки 7.1 трансформатора 7 через резистор 21 на обмотку 6.1 через размыкающие контакты 4.4, 4.5 в линейные провода 10, 11 и на подключенный к ним через нормально замкнутые контрольные контакты авто переключателя 9.1, диод 15 и резистор 25 поступает напряжение переменного тока от источника этого тока 28, которое под воздействием диода 15 выпрямляется и полярность этого выпрямленного напряжения совпадает с полярностью напряжения, подаваемого через нормально замкнутый контакт 3.4 от выпрямителя 7.3 на обмотку 6.2, отчего реле 6 возбуждено.
От клеммы 1.1 УВК через нормально замкнутый контакт 3.1 поляризованного пускового реле и замкнутые контакты 5.3, 6.3 реле контроля стрелки на клемму 1.3 УВК поступает тест замыкающего контакта, чем фиксируется плюсовое положение стрелки.
Для перевода стрелки из плюсового в минусовое положение от выходного устройства УВК возбуждается реле перевода стрелки в минусовое положение 2.2, которое замкнет контакты 2.2.1, 2.2.2 и разомкнет контакт 2.2.3, от чего возбудится реле 4 по цепи: «+» выпрямителя 7.3, нормально замкнутый контакт 3.4, замкнутые контакты 2.1.2, 2.2.2, обмотка реле 4.1, « - » выпрямителя 7.3. Реле 4 замыкающими контактами 4.5 через линейный провод 10 и замкнутые рабочие контакты авто переключателя 9.2 и конденсатор 19 подключит один вывод электромотора 9.3 к источнику переменного тока 27, замыкающими контактами 4.4 через линейный провод 11 подключит второй вывод электромотора 9.3, замыкающими контактами 4.6 через линейный провод 12 подключит третий вывод электромотора 9.3 к источнику переменного тока 27 с не измененной последовательностью чередования фаз, отчего перевод стрелки не будет происходить.
Размыкание размыкающего контакта 4.6 прекратит питание обмотки 5.1 от диода 15, от чего реле 5 отпустит свой якорь и разомкнутым замыкающим контактом 5.3 прекратит подачу на клемму 1.3 теста замыкающего контакта, а замкнутым размыкающим контактом 5.3 подаст на эту клемму тест размыкающего контакта от клеммы 1.2, отчего прекратится контроль плюсового положения стрелки. Замкнутый размыкающий контакт 5.4 подключит тест размыкающего контакта от клеммы 1.2 к клемме 1.4, что исключит возможность получения ложного контроля минусового положения стрелки в этот период работы схемы.
Замкнутый замыкающий контакт 4.3 создаст цепь срабатывания реле 3: «+ПБ», замкнутый контакт 2.2.1, обмотка реле 3, диод 13, замкнутый контакт 4.3, «-МБ».
Реле 3 переключенным контактом 3.4 подключит через резистор 22 питание обратной полярности обмоток 5.2, 6.2 от выпрямителя 7.3.
Переключенные контакты 3.2, 3.3 изменят последовательность чередования фаз от источника трехфазного переменного тока 27 в линейных проводах 11, 12, отчего трехфазный электромотор 9.3 начнет перевод стрелки в минусовое положение.
В начале перевода стрелки замкнутся нормально разомкнутые рабочие контакты 9.2 авто переключателя, которые зашунтируют конденсатор 19, чем будет обеспечен нормальный режим питания обмоток электромотора 9.3 на все время перевода стрелки, и разомкнутся контрольные контакты 9.1 и отключат от линейных проводов 10, 11, 12 диод 15, отчего прекратится питание постоянным током обмотки 6.1, и реле 6 также отпустит свой якорь, разомкнет замыкающие контакты 6.3, 6.4 и замкнет размыкающий контакт 6.5 и тем самым создаст цепь удержания якоря реле 4 обмоткой 4.2 от выпрямителя 8.4 под воздействием протекающего по первичным обмоткам трансформаторов 8.1, 8.2, 8.3 рабочего тока электромотора 9.3, отчего реле 4 удерживает якорь в притянутом положении в течение всего времени перевода стрелки.
После завершения перевода стрелки в минусовое положение разомкнутся и снимут шунт с конденсатора 19 нормально замкнутые рабочие контакты 9.2 авто переключателя, отчего конденсатор 19 окажется включенным последовательно с обмоткой электромотора 9.3 на весь период контроля положения стрелки, а также замкнутся нормально разомкнутые контрольные контакты авто переключателя 9.1, которые изменят полярность подключения диода 15 к линейным проводам 10, 11, 12.
Т.к. измененная полярность подключения диода 15 к линейным проводам 10, 11 соответствует полярности подключения питания к обмотке 6.2, то реле 6 возбудится под воздействием поступающего в обмотку 6.1 через резисторы 23, 24 выпрямленного диодом 15 напряжения источника 27 и размыкающим контактом 6.5 выключит цепь питания обмотки реле 4.2, отчего это реле отпустит свой якорь и разомкнутыми замыкающими контактами 4.4, 4.5, 4.6 отключит питание электромотора 9.3 от источника 27, а замкнутыми размыкающими контактами 4.4, 4.5 зашунтирует резисторы 23, 24 и обеспечит питание обмоток 5.1, 6.1 и диода 15 от обмотки 7.1 трансформатора 7.
Реле 5 возбудится т.к. получит питание от выпрямителя 15 через замкнутый размыкающий контакт 4.6, полярность которого совпадает с полярностью питания, получаемого обмоткой 5.2 от выпрямителя 7.3.
Реле 6, которое ранее возбудилось под воздействием источника напряжения 27, после отпускания якоря реле 4 будет продолжать удерживать свой якорь в притянутом положении под воздействием выпрямителя 15, подключенного к обмотке 6.1, и напряжения от обмотки 7.1, а также под воздействием выпрямителя 7.3, подключенного к обмотке 6.2, из-за совпадения полярности этих напряжений на обмотках 6.1 и 6.2. После срабатывания реле 5 на клемму 1.4 поступит тест замыкающего контакта от клеммы 1.1 через переключенный контакт 3.1 и замкнутые замыкающие контакты 5.4, 6.4, чем фиксируется минусовое положение стрелки.
Возврат стрелки в плюсовое положение происходит аналогично при возбуждении реле перевода стрелки в плюсовое положение 2.1.
Перевод спаренных стрелок фиг.2 из плюсового в минусовое положение также осуществляется аналогично описанному для фиг.1 с той разницей, что после срабатывания реле 3 напряжение от источника 27 с измененным порядком чередования фаз аналогично поступает из линейных проводов 10, 11, 12 на трехфазный электромотор 9.3, отчего электропривод 9 переведет в минусовое положение одну спаренную стрелку 9, при этом контроль плюсового положения стрелки прекратится в начале ее перевода из-за размыкания контрольных контактов 9.1. После завершения перевода в минусовое положение стрелки 9 через переключенные контакты авто переключателя 9.1 и 9.2 питание от источника 27 поступит через замкнутые рабочие контакты 1-9.2 на электромотор 1-9.3 другой спаренной стрелки, отчего электропривод 1-9 переведет в минусовое положение другую спаренную стрелку.
После завершения перевода обеих спаренных стрелок через последовательно соединенные переключенные контрольные контакты обеих спаренных стрелок подключат к линейным проводам 11,12 цепь резисторов 25, 26 и диода 15. Из-за того, что полярность подключения диода 15, к линейным проводам 11, 12 противоположна полярности подключения диода 1-15, сработают реле 5 и 6 и зафиксируют минусовое положение спаренных стрелок и произойдет отключение источника питания 27 от линейных проводов 10, 11, 12 и подключение конденсатора 19 как это описано для устройства фиг.1.
Возврат спаренных стрелок в плюсовое положение происходит аналогично, при этом первым переведется электропривод 1-9, а затем переведется электропривод 9.
Для подключения обдувки спаренных стрелок могут быть использованы свободные контрольные контакты авто переключателей.
Возможны варианты предлагаемого устройства с питанием обмоток 5.2, 6.2 и 4.1 не от отдельной обмотки трансформатора 7 и выпрямителя 7.3, а от источника питания реле «+ПБ», «-МБ», а также возможен вариант с последовательным соединением обмоток 5.2, 6.2 вместо параллельного на фиг.1.
В случае допустимой для рабочей обмотки 6.1 реле 6 величине напряжения источника трехфазного переменного тока 27, возможен вариант устройства фиг.1 без резисторов 23, 24, но в этом случае один и другой выводы обмотки 6.1 подключаются к линейным проводам 10, 11 не через размыкающие контакты 4.4, 4.5, а непосредственно к линейным проводам 10, 11.
Возможен вариант предлагаемого устройства, в котором провода, подключаемые к клеммам 1.3, 1.4, вместо подключения к УВК, подключены соответственно к одним концам обмоток реле контроля плюсового (ПК) и минусового (МК) положения стрелок, другие концы которых подключены к одному полюсу источника постоянного тока, а провод 1.1 вместо подключения к УВК, подключен к другому полюсу этого источника питания. При этом контакты реле контроля плюсового и минусового положения стрелок используются для введения информации о положении стрелок в УВК известным способом.
Возможен вариант предлагаемого устройства, в котором применен бесконтактный авто переключатель, при этом вместо рабочих и контрольных контактов авто переключателей на фиг.1 и фиг.2 включены соответствующие контакты реле, являющихся повторителями контрольных контактов датчиков плюсового и минусового положений стрелки.
Экономический эффект предлагаемого трех проводного устройства управления стрелочным электроприводом переменного тока можно характеризовать следующими показателями:
- увеличением надежности за счет исключения из цепи обмоток электромотора конденсаторов в режиме перевода остряков стрелок;
- увеличением надежности за счет уменьшения величины поступающего на обмотки электромотора напряжения контрольной цепи в режиме контроля положения стрелки;
- уменьшением потребления мощности контрольной цепью.
Литература:
1 Патент России RU 105874 U1 МПК B61L 7/00 опубликован 27.06.2011 г. Бюл. №18.