Устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров
Устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров содержит блок (1) формирования команд, выходы которого соединены с входами блока (2) совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока (3) формирования длительности и мощности импульса, а также через блок (4) передачи команды на удержание исполнительного реле (5) во включенном состоянии и фронтовой контакт (5.1) того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора (6), вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод (7) соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии (8), параллельно которому включен конденсатор (9) удержания исполнительного реле (5) во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса (3), выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора (10), вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод (11) подключена к обмотке исполнительного реле (5), параллельно которой включен конденсатор (12) замедления исполнительного реле (5) на притяжение якоря. Анод второго выпрямительного диода (11) соединен с катодом третьего выпрямительного диода (13), анод которого подключен к обмотке исполнительного реле (5) и к аноду четвертого выпрямительного диода (14), катод которого подключен к другому выводу вторичной обмотки второго изолирующего трансформатора (10) и к аноду пятого выпрямительного диода (15), катод которого соединен с катодом первого выпрямительного диода (11). Технический результат - повышение быстродействия устройства. 3 ил.
Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначена для включения исполнительных реле в компьютерных и релейно-процессорных централизациях стрелок и светофоров.
Известно устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, через блок совпадения соединенный с одним входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с исполнительным реле, параллельно которому подключен конденсатор (Ефимов В.Ю. Прокофьев А.А., Горбунов Б.Л. Компьютерная централизация стрелок и сигналов - «Автоматика, телемеханика и связь», 
1, 1979, с.6-9, рис.3).
Недостатком этого устройства является значительная загрузка блока формирования команд, так как для удержания исполнительного реле во включенном состоянии он должен с высокой частотой подтверждать команду на его включение.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии и фронтовой контакт того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор удержания исполнительного реле во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод подключена к обмотке исполнительного реле, параллельно которой включен конденсатор замедления исполнительного реле на притяжение якоря (SU 887324, B61L 19/14, опубл. 07.04.81, бюл. 45, 1981).
Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, так как в цепи включения исполнительного реле применяется однополупериодное выпрямление ЭДС переменного тока.
При однополупериодном выпрямлении переменного тока для заряда конденсатора замедления исполнительного реле на притяжение якоря используется не более 50% энергии ЭДС, наводимой во вторичной обмотке второго изолирующего трансформатора. Поэтому время включения исполнительного реле будет значительно превышать паспортное значение.
Задача полезной модели - повысить быстродействие устройства для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров за счет уменьшения времени включения исполнительного реле.
Технический результат достигается тем, что в устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии и фронтовой контакт того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор удержания исполнительного реле во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод подключена к обмотке исполнительного реле, параллельно которой включен конденсатор замедления исполнительного реле на притяжение якоря, введены третий, четвертый и пятый выпрямительные диоды, анод второго выпрямительного диода соединен с катодом третьего выпрямительного диода, анод которого подключен к обмотке исполнительного реле и к аноду четвертого выпрямительного диода, катод которого подключен к другому выводу вторичной обмотки второго изолирующего трансформатора и к аноду пятого выпрямительного диода, катод которого соединен с катодом первого выпрямительного диода.
На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - принципиальная схема блока передачи команды удержания исполнительного реле во включенном состоянии, на фиг.3 - принципиальная схема генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии.
Устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров содержит блок формирования команд 1, выходы которого соединены с входами блока совпадения 2, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса 3, а также через блок 4 передачи команды на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии и фронтовой контакт 5.1 того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора 6, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод 7 соединена с входом генератора импульсов 8 удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса 3, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора 10, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод 11 подключена к обмотке исполнительного реле 5, параллельно которой включен конденсатор 12 замедления исполнительного реле 5 на притяжение якоря. Анод второго выпрямительного диода 11 соединен с катодом третьего выпрямительного диода 13, анод которого подключен к обмотке исполнительного реле 5 и к аноду четвертого выпрямительного диода 14, катод которого подключен к другому выводу вторичной обмотки второго изолирующего трансформатора 10 и к аноду пятого выпрямительного диода 15, катод которого соединен с катодом первого выпрямительного диода 11.
Блок 4 передачи команды на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии включает в себя элемент формирования тактовых импульсов 16 и элемент коммутации 17.
Элемент формирования тактовых импульсов 16 содержит резистор 18 и конденсатор 19. Элемент коммутации 17 выполнен в виде оптронной пары: светодиода 20 и фототиристора 21. При этом вход 22 элемента коммутации 17 соединен с выходом блока совпадения 2, а его выход 23 - с фронтовым контактом 5.1 исполнительного реле 5. Генератор импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии 8 состоит из однопереходного транзистора 24, резисторов 25-27 и конденсатора 28. Его вход 29 соединен с катодом первого выпрямительного диода, а выход 30 - с вторым входом блока формирования длительности и мощности импульса 3.
Устройство работает в двух режимах: включения исполнительного реле и его удержания во включенном состоянии.
В первом режиме - режиме включения исполнительного реле, блок формирования команд 1 вырабатывает команду на включение исполнительного реле 5, которая состоит из нескольких серий импульсов, генерируемых в определенной последовательности на его выходах в течение интервала времени, меньшего или равного времени замедления исполнительного реле 5 на притяжение якоря. Блок совпадения 2 проверяет наличие импульсов в каждой серии и, при их совпадении, формирует после окончания каждой серии на своем выходе одиночный импульс. Этот импульс с выхода блока совпадения 2 поступает на первый вход блока формирования длительности и мощности импульса 3. Одновременно, этот же импульс с выхода блока совпадения 2 поступает на вход 22 элемента коммутации 17, чем выдает разрешение на прохождение тактового импульса от элемента формирования тактовых импульсов 16 через элемент коммутации 17 на выход блока 4 передачи команды на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии. Так как при этом контакт 5.1 исполнительного реле 5 разомкнут, тактовый импульс в первичную обмотку трансформатора 6 в режиме включения исполнительного реле 5 не передается.
Одновременно, блок формирования длительности и мощности импульса 3, получив одиночный импульс с выхода блока совпадения 2, увеличивает его длительность и мощность. С выхода блока формирования длительности и мощности импульса 3 усиленный импульс поступает в первичную обмотку второго изолирующего трансформатора 10. Во вторичной обмотке этого трансформатора наводится ЭДС переменного тока. Двухполупериодный выпрямитель на диодах 11, 13, 14 и 15 преобразует эту ЭДС в постоянный ток, заряжающий конденсатор 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле 5.
Количество серий импульсов в команде на включение исполнительного реле 5, вырабатываемых блоком формирования команд 1, выбрано таким образом, чтобы после окончания последней серии на конденсаторе 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле было бы накоплено напряжение, достаточное для притяжения якоря этого реле. После притяжения якоря, исполнительное реле 5 замыкает свой контакт 5.1.
Так как выпрямитель в цепи включения исполнительного реле 5 является двухполупериодным, то накопление энергии, достаточной для притяжения якоря исполнительного реле 5, будет происходить, в среднем, в два раза быстрее, чем в устройстве-прототипе. Это позволит также в два раза сократить число импульсов в команде на включение исполнительного реле 5, вырабатываемых блоком формирования команд 1, то есть освободить его для решения других задач по управлению движением поездов на станции.
Если количество серий импульсов в команде на включение исполнительного реле 5 или количество импульсов в сериях не соответствует заданному, например, из-за воздействия помех, то напряжение на конденсаторе 12 замедления на притяжение якоря исполнительного реле 5 не достигает требуемой для его включения величины, и оно остается выключенным.
В режим удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии устройство переходит после замыкания его контакта 5.1. Команда на удержание исполнительного реле 5 во включенном состоянии, поступающая с выходов блока формирования команд 1 на входы блока совпадения 2, состоит из одиночной серии импульсов, генерируемых блоком формирования команд 1 в той же последовательности, но один раз в период времени, определяемый временем замедления исполнительного реле 5 на выключение.
Проверив совпадение импульсов в команде на удержание исполнительного реле во включенном состоянии, блок совпадения 2 вырабатывает короткий одиночный импульс. Этот импульс усиливается блоком формирования длительности и мощности импульса 3. Однако, энергии одного импульса, даже усиленного блоком формирования длительности и мощности импульса 3, недостаточно для удержания реле 5 во включенном состоянии. Необходимую серию импульсов для удержания исполнительное реле 5 во включенном состоянии в этом режиме формирует генератор импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии 8. Происходит это следующим образом. Одиночный импульс с выхода блока совпадения 2 проходит через светодиод 20 элемента 17 коммутации. Светодиод 20 создает световой поток, под действием которого фототиристор 21 элемента коммутации 17 открывается. Конденсатор 19 элемента 16 формирования тактовых импульсов, заряженный до величины напряжения источника питания, является источником энергии для формирования тактового импульса. Так как контакт 5.1 исполнительного реле 5 замкнут, то образуется цепь для прохождения этого тактового импульса через первичную обмотку первого изолирующего трансформатора 6. ЭДС, наводимая во вторичной обмотке первого изолирующего трансформатора 6, преобразуется выпрямителем на диоде 7 в напряжении постоянного тока, заряжающее конденсатор 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до напряжения, достаточного для обеспечения работы генератора 8 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до момента поступления следующей команды на удержание этого реле во включенном состоянии из блока формирования команд 1. Длительность импульсов, формируемых генератором 8 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии, задается номиналами значений емкости конденсатора 28 и сопротивления резистора 27, а частота генерации - номиналами того же конденсатора 28 и резистора 26. Номиналы компонентов генератора 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии выбраны таким образом, что количество вырабатываемых им импульсов достаточно для удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии до прихода следующей команды из блока формирования команд 1.
Так как цепь заряда конденсатора 19 является низкоомной, то тактовый импульс, формируемый элементом формирования тактовых импульсов 16, будет коротким. После его окончания фототиристор 21 закрывается, а конденсатор 19 вновь заряжается до напряжения источника питания через резистор 18.
В том случае, если очередной команды на удержание во включенном состоянии исполнительного реле 5 от блока формирования команд 1 не поступает, генератор 8 импульсов удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии после разряда конденсатора 9 удержания исполнительного реле 5 во включенном состоянии прекращает формирование импульсов. После окончания времени замедления исполнительного реле 5 на отпускание якоря оно выключается.
Неисправность любого блока и элемента устройства вызывает выключение исполнительного реле 5, что является защитным отказом, допустимым в централизациях стрелок и светофоров.
Таким образом, двухполупериодное выпрямление ЭДС в цепи включения исполнительного реле 5, организованное с помощью выпрямительных диодов 11, 13, 14 и 15, позволяет уменьшить время включения исполнительного реле 5, в среднем, в два раза.
Устройство для включения исполнительного реле централизации стрелок и светофоров, содержащее блок формирования команд, выходы которого соединены с входами блока совпадения, выход которого соединен с одним из входов блока формирования длительности и мощности импульса, а также через блок передачи команды на удержание исполнительного реле во включенном состоянии и фронтовой контакт того же реле соединен с первичной обмоткой первого изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямительный диод соединена с входом генератора импульсов удержания исполнительного реле во включенном состоянии, параллельно которому включен конденсатор удержания исполнительного реле во включенном состоянии, а выход соединен с другим входом блока формирования длительности и мощности импульса, выход которого соединен с первичной обмоткой второго изолирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через второй выпрямительный диод подключена к обмотке исполнительного реле, параллельно которой включен конденсатор замедления исполнительного реле на притяжение якоря, отличающееся тем, что в него введены третий, четвертый и пятый выпрямительные диоды, анод второго выпрямительного диода соединен с катодом третьего выпрямительного диода, анод которого подключен к обмотке исполнительного реле и к аноду четвертого выпрямительного диода, катод которого подключен к другому выводу вторичной обмотки второго изолирующего трансформатора и к аноду пятого выпрямительного диода, катод которого соединен с катодом первого выпрямительного диода.
