Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров

Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров содержит источник питания (1), соединенные последовательно блок преобразования напряжение-частота (2), блок фильтров (3) и усилитель (4), к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора (5), вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод (6) с обмоткой контрольного реле (7), параллельно которой подключен конденсатор (8), защитный дроссель (9). Один полюс источника питания (1) через защитный дроссель (9) подключен к блоку преобразования напряжение-частота (2) и к усилителю (4), а через контакт (7.1) контрольного реле (7) - к соответствующему полюсу нагрузки. Второй полюс источника питания (1) подключен к блоку преобразования напряжение-частота (2) и к усилителю (4), а через контакт (7.2) контрольного реле (7) - к противоположному полюсу нагрузки. Технический результат - повышение надежности устройства за счет контроля исправности источника питания. 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 (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, выходы которого соединены 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, oп. 27.11.2007 г.).

Недостатком этого устройства является невысокая надежность, так как контрольное реле данного устройства не защищено от ложного включения при неисправности источника питания, заключающейся в появлении на его выходах переменной составляющей.

Под воздействием переменной составляющей напряжения питания на выходах неисправного источника питания на выходах усилителя этого устройства будет формироваться пульсирующее напряжение даже в том случае, когда на вход усилителя не будет поступать напряжение с выхода блока фильтров. Это пульсирующее напряжение будет наводить во вторичной обмотке трансформатора паразитную ЭДС, под действием которой может произойти ложное включение контрольного реле. Данное событие является опасным отказом, не допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

Задача полезной модели - повысить надежность устройства за счет контроля исправности источника питания.

Технический результат достигается тем, что в устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее источник питания, соединенные последовательно блок преобразования напряжение-частота, блок фильтров и усилитель, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с обмоткой реле, параллельно которой подключен конденсатор, входы блока преобразования напряжение-частота подключены к усилителю и через контакты контрольного реле к нагрузке, первый вход блока преобразования напряжение-частота подключен к одному из полюсов источника питания, введен защитный дроссель, один вывод которого соединен с другим полюсом источника питания, а другой - с вторым входом блока преобразования напряжение-частота.

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, соединенные последовательно блок преобразования напряжение-частота 2, блок фильтров 3 и усилитель 4, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора 5, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод 6 с обмоткой контрольного реле 7, параллельно которой подключен конденсатор 8, защитный дроссель 9. К положительному полюсу источника питания 1 через защитный дроссель 9 подключен вход блока преобразования напряжение-частота 2 и усилитель 4, а через контакт 7.1 контрольного реле 7 - к соответствующему полюсу нагрузки. К отрицательному полюсу источника питания 1 подключен второй вход блока преобразования напряжение-частота 2 и усилитель 4, а через контакт 7.2 контрольного реле 7 - к отрицательному полюсу нагрузки.

Предлагаемый вариант блока преобразования напряжение-частота 2 (фиг.2) содержит операционный усилитель 10 (например, К14OУД7), таймер 11 (например, КР1006 ВИ1), резисторы 1216, конденсаторы 17 и 18 (См. «Простой преобразователь напряжение-частота». - Радио, 1985, 2, с.61). Таймер 11 блока преобразования напряжение-частота 2 включен по схеме мультивибратора, в котором времязадающим элементом является операционный усилитель 10. Для питания операционного усилителя 10 и таймера 11 используются отдельные источники питания U_1O и U_2O соответственно. Клеммы 19 и 20 блока преобразования напряжение-частота 2 являются его входами и подключаются соответственно к положительному и отрицательному полюсам источника питания 1. Клемма 21 является выходом блока преобразования напряжение-частота 2.

Предлагаемый вариант блока фильтров 3 (фиг.3) содержит первый 22 и второй 23 согласующие трансформаторы, а также 24.124.n камертонных фильтров. Клеммы 25, 26 первичной обмотки трансформатора 22 являются входом, а клеммы 27, 28 вторичной обмотки трансформатора 23 - выходом блока фильтров 3 соответственно. Клеммы 25 и 26 первичной обмотки трансформатора 22 соединяются с выходом 21 блока преобразования напряжение-частота 2. Клеммы 27, 28 вторичной обмотки трансформатора 23 соединены с входом усилителя 4 устройства.

В качестве защитного дросселя 9 может использоваться дроссель защитный «ДД» (См. Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2кн. Кн.2. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000 г., стр.686-687). Сопротивление этого дросселя постоянному току не превышает 25 Ом, а переменному току частотой 50 Гц составляет не менее 4000 Ом.

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 2 импульсы не генерирует, на выходе усилителя 4 напряжение отсутствует, контрольное реле 7 выключено. При появлении постоянного напряжения U₁ на полюсах источника питания 1 блок преобразования напряжение-частота 2 начинает генерировать импульсы, частота которых пропорциональна подаваемому на его входы напряжению. Например, при изменении напряжения на полюсах источника питания 1 в диапазоне U₁=(05) В, частота импульсов на выходе блока преобразования напряжение-частота 2 будет изменяться в диапазоне f₁ =(021) кГц. Коэффициент преобразования блока преобразования напряжение-частота 2 будет составлять в данном случае 4,2 кГц/В или 42 Гц/мВ.

Блок фильтров 3, содержащий необходимое количество камертонных фильтров 24.124.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 24.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 24.1 блока фильтров 3 производится по формуле:

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

Резонансная частота f_n последнего 24.n фильтра блока фильтров 3 определяется по формуле:

Таким образом, напряжение, частота которого лежит в диапазоне f_1мин-f_1макс, пропускается на выход блока фильтров 3, усиливается усилителем 4, трансформируется во вторичную обмотку изолирующего трансформатора 5.

ЭДС, наводимая при этом во вторичной обмотке трансформатора 5, выпрямляется диодом 6 и накапливается на конденсаторе 8.

При достижении напряжения на конденсаторе 8 уровня напряжения срабатывания контрольного реле 7, последнее включается и замыкает свои фронтовые контакты 7.1 и 7.2. Через эти контакты напряжение 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 f ₁>f_1макс, то есть к выходу за пределы пропускания частоты блоком фильтров 3, а значит - к выключению контрольного реле 7 и отключению нагрузки его контактами 7.1 и 7.2 от источника питания 1. Такое событие является защитным отказом, допустимым в устройствах электрической централизации стрелок и светофоров.

При определенных неисправностях источника питания 1 на его полюсах возникает переменная составляющая напряжения питания частотой, кратной 50 Гц. Так как сопротивление защитного дросселя 9 переменному току частотой 50 Гц и выше весьма велико, то никакого воздействия эта составляющая на работу устройства оказывать не будет и ложного включения контрольного реле 7 не произойдет.

Таким образом, заявляемое устройство обладает высокой надежностью, так как в нем исключается опасный отказ - ложное включение контрольного реле при неисправности источника питания.

Устройство для включения контрольного реле электрической централизации стрелок и светофоров, содержащее источник питания, соединенные последовательно блок преобразования напряжение-частота, блок фильтров и усилитель, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямительный диод с обмоткой реле, параллельно которой подключен конденсатор, входы блока преобразования напряжение-частота подключены к усилителю и через контакты контрольного реле к нагрузке, первый вход блока преобразования напряжение-частота подключен к одному из полюсов источника питания, отличающееся тем, что в него введен защитный дроссель, один вывод которого соединен с другим полюсом источника питания, а другой - с вторым входом блока преобразования напряжение-частота.