Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначена для защиты систем, выполняющих ответственные функции по управлению движением поездов, от ложных срабатываний и опасных отказов, возникающих вследствие неисправности источников питания. Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров содержит источник питания (1), подключенный к его полюсам усилитель (2), выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора (3), контрольное реле (4), конденсатор (5), включенный параллельно обмотке контрольного реле (4), первый вывод которой соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора (3), последовательно соединенные блок преобразования напряжение-частота (6) и блок фильтров (7), выход которого соединен с входом усилителя (2), а входы блока преобразования напряжение-частота (6) подключены к полюсам источника питания (1), которые через контакты контрольного реле соединены с нагрузкой. Первый светодиод (8) включен между вторым выводом трансформатора (3) и вторым выводом обмотки контрольного реле (4). Анод второго светодиода (9) подключен к положительному полюсу источника питания (1), а катод второго светодиода (9) подключен через резистор (10) к отрицательному полюсу источника питания (1). Технический результат - повышение контролепригодности. 3 ил.

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначена для защиты систем, выполняющих ответственные функции по управлению движением поездов, от ложных срабатываний и опасных отказов, возникающих вследствие неисправности источников питания.

Известно устройство для включения реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команды через блок совпадения, соединенный с одним входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с контрольным реле, параллельно которому подключен конденсатор, блок передачи команды удержания контрольного реле, второй трансформатор с выпрямительным диодом, генератор импульсов удержания реле с включенным параллельно его входу конденсатором удержания контрольного реле (SU 887324, B61L 19/14, бюл. 45, 07.12.81).

Недостатком этого устройства является низкая надежность, так как оно не защищает нагрузку при неисправности источника питания: как при несанкционированном повышении, так и понижении напряжения на его выходах.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее источник питания, подключенный к его полюсам усилитель, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с обмоткой реле, параллельно которой подключен конденсатор, последовательно соединенные блок преобразования напряжение-частота и блок фильтров, выход которого соединен с входом усилителя, а входы блока преобразования напряжение-частота подключены к полюсам источника питания, которые через контакты контрольного реле соединены с нагрузкой (RU 68447, B61L 19/14, оп. 27.11.2007 г.).

Недостатком этого устройства является низкая контролепригодность, так как в нем невозможно визуально определить причину неисправности: отсутствие напряжения на полюсах источника питания или неисправность цепи включения контрольного реле.

Задача полезной модели - повысить контролепригодность устройства за счет визуального контроля исправности как источника питания, так и цепи включения контрольного реле.

Технический результат достигается тем, что в устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее источник питания, подключенный к его полюсам усилитель, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, контрольное реле, конденсатор, включенный параллельно обмотке контрольного реле, первый вывод которой соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, последовательно соединенные блок преобразования напряжение-частота и блок фильтров, выход которого соединен с входом усилителя, а входы блока преобразования напряжение-частота подключены к полюсам источника питания, которые через контакты контрольного реле соединены с нагрузкой, введены два светодиода и резистор, при этом анод первого светодиода подключен к второму выводу вторичной обмотки трансформатора, а катод - ко второму выводу обмотки контрольного реле, анод второго светодиода подключен к положительному полюсу источника питания, а катод через резистор подключен к отрицательному полюсу источника питания. Функциональная схема предлагаемого устройства изображена на фиг.1. На фиг.2 представлена схема реализации блока преобразования напряжение-частота. На фиг.3 представлена схема реализации блока фильтров.

Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров содержит источник питания 1, подключенный к его полюсам усилитель 2, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора 3, контрольное реле 4, конденсатор 5, включенный параллельно обмотке контрольного реле 4, первый вывод которой 4.1 соединен с первым выводом 3.1 вторичной обмотки трансформатора 3, последовательно соединенные блок преобразования напряжение-частота 6 и блок фильтров 7, выход которого соединен с входом усилителя 2, а входы блока преобразования напряжение-частота 6 подключены к полюсам источника питания 1, которые через контакты 4.2 контрольного реле соединены с нагрузкой. Первый светодиод 8 включен между вторым выводом 3.2 трансформатора 3 и вторым выводом 4.3 обмотки контрольного реле 4. Анод второго светодиода 9 подключен к положительному полюсу источника питания 1, а катод второго светодиода 9 подключен через резистор 10 к отрицательному полюсу источника питания 1.

Предлагаемый вариант блока преобразования напряжение-частота 6 (фиг.2) содержит операционный усилитель 11 (например, К14ОУД7), таймер 12 (например, КР1006ВИ1), резисторы 1317, конденсаторы 18 и 19 (См. «Простой преобразователь напряжение-частота». - Радио, 1985, 2, с.61). Таймер 12 блока преобразования напряжение-частота 6 включен по схеме мультивибратора, в котором времязадающим элементом является операционный усилитель 11. Для питания операционного усилителя 11 и таймера 12 используются отдельные источники питания U₁₀ и U₂₀ соответственно. Клеммы 20 и 21 блока преобразования напряжение-частота 6 являются его входами и подключаются соответственно к положительному и отрицательному полюсам источника питания 1. Клемма 22 является выходом блока преобразования напряжение-частота 6.

Предлагаемый вариант блока фильтров 7 (фиг.3) содержит первый 23 и второй 24 согласующие трансформаторы, а также 25.125.n камертонных фильтров. Клеммы 26, 27 первичной обмотки трансформатора 23 являются входом, а клеммы 28, 29 вторичной обмотки трансформатора 24 - выходом блока фильтров 7 соответственно. Клеммы 26 и 27 первичной обмотки трансформатора 23 соединяются с выходом 22 блока преобразования напряжение-частота 6. Клеммы 28, 29 вторичной обмотки трансформатора 24 соединены с входом усилителя 2 устройства.

Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров работает следующим образом. При отсутствии напряжения на полюсах источника питания 1 блок преобразования напряжение-частота 6 импульсы не генерирует, на выходе усилителя 2 напряжение отсутствует, контрольное реле 4 выключено. При появлении напряжения U ₁ на полюсах источника питания 1 блок преобразования напряжение-частота 6 начинает генерировать импульсы, частота которых пропорциональна подаваемому на его входы напряжению. Например, при изменении напряжения на полюсах источника питания в диапазоне U₁ =(05) В частота импульсов на входе блока преобразования напряжение-частота 6 будет изменяться в диапазоне f₁=(021) кГц. Коэффициент преобразования блока преобразования напряжение-частота 6 будет составлять в данном случае 4,2 кГц/В или 42 Гц/мВ.

Блок фильтров 7, содержащий необходимое количество камертонных фильтров 25.125.n, будет пропускать на свой выход сигналы с частотой от f_1макс до f_1мин и задерживать сигналы, частота которых больше f_1макс и меньше f_1мин . Каждый камертонный фильтр 25.i характеризуется собственной частотой резонанса f_i и шириной полосы _i пропускания фильтра на уровне 0,7. Например, камертонный фильтр ПФ2-16 имеет частоту f_i=1562,66 Гц (Сороко В.Н., Разумовский В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1976). Расчет частоты резонанса f_i первого фильтра 25.1 блока фильтров 7 производится по формуле:

а всех последующих резонансных частот f _i+1(i=2n-1) по формуле:

Резонансная частота f_n последнего 25.n фильтра блока фильтров 7 определяется по формуле:

Таким образом, напряжение, частота которого лежит в диапазоне f_1мин - f_1макс, пропускается на выход блока фильтров 7, усиливается усилителем 2, трансформируется во вторичную обмотку изолирующего трансформатора 3. При этом второй светодиод 9 излучает свет, что свидетельствует о наличии напряжения на его полюсах. Путем подбора величины резистора 10 можно добиться того, что второй светодиод 9 начнет излучать видимый свет при U₁=U_1мин(f₁=f_1мин ).

ЭДС, наводимая при этом во вторичной обмотке изолирующего трансформатора 3, выпрямляется первым светодиод ом 8 и накапливается на конденсаторе 6. При этом первый светодиод 8 будет излучать свет, что свидетельствует об исправности устройства.

При достижении напряжения на конденсаторе 5 уровня напряжения срабатывания контрольного реле 4, последнее включается и замыкает свои фронтовые контакты 4.2. Через эти контакты напряжение контролируемого источника питания 1 подается в нагрузку, то есть в устройства электрической централизации стрелок и светофоров.

Изменение напряжения U₁ источника питания 1, выходящее за установленные для него пределы U₁>U _1макс или U₁<U_1мин будет приводить к соответствующему изменению частоты f₁<f_1мин или f₁>f_1макс, то есть к выходу за пределы пропускания частоты блоком фильтров 7, а значит - к выключению контрольного реле 4 и отключению нагрузки его контактами 4.2 от источника питания 1. Такое событие является защитным отказом, допустимым в устройствах электрической централизации стрелок и светофоров.

В первом случае, то есть при U ₁>U_1макс, первый светодиод 8 прекратит излучать свет, так как при этом f₁>f_1макс, а второй светодиод 9 продолжит излучать свет, что будет свидетельствовать о неисправности источника питания 1, заключающейся в превышении максимально допустимого напряжения на своих полюсах. Во втором случае, то есть при U₁<U_1мин оба светодиода 8 и 9 не будут излучать свет, что будет свидетельствовать о наличии на полюсах источника питания 1 напряжения, ниже минимально допустимого значения.

Таким образом, заявляемое устройство обладает хорошей контролепригодностью, позволяющей визуально определить характер возникшей в нем неисправности.

Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее источник питания, подключенный к его полюсам усилитель, выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, контрольное реле, конденсатор, включенный параллельно обмотке контрольного реле, первый вывод которой соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, последовательно соединенные блок преобразования напряжение-частота и блок фильтров, выход которого соединен с входом усилителя, а входы блока преобразования напряжение-частота подключены к полюсам источника питания, которые через контакты контрольного реле соединены с нагрузкой, отличающееся тем, что в него введены два светодиода и резистор, при этом анод первого светодиода подключен ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора, а катод - ко второму выводу обмотки контрольного реле, анод второго светодиода подключен к положительному полюсу источника питания, а катод через резистор подключен к отрицательному полюсу источника питания.