Резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту. Резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода содержит вычислительное устройство (1), включающее в себя первый (2), второй (3), третий (4) каналы, мажоритарный элемент «2 из 3» (5), коммутатор (6) напряжения питания электродвигателя, электродвигатель (7) стрелочного электропривода, первый (8), второй (9), третий (10) импульсные трансформаторы, первый (11), второй (12), третий (13) светодиоды, первый (14), второй (15), третий (16) конденсаторы, первое (17), второе (18), третье (19) реле. Технический результат - повышение контролепригодности. 2 ил., 1 табл.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в системах электрической централизации стрелок и светофоров для управления электродвигателями стрелочных электроприводов.
Известна резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода, содержащая три канала вычислительного устройства, выходы которых подключены к входам мажоритарного элемента «2 из 3», выход которого подключен к входу коммутатора напряжения питания электродвигателя, последовательно с которым подключен электродвигатель (Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. - М.: Радио и связь, 1993 г., с.47, рис.2.1).
Недостатком данной системы является ее низкая контролепригодность, так как при неисправности ее вычислительного устройства без внешних измерительных приборов невозможно определить в каком из вычислительных каналов возник отказ.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода, содержащая три канала вычислительного устройства, мажоритарный элемент «2 из 3», выход которого подключен к входу коммутатора напряжения питания электродвигателя, последовательно с которым подключен электродвигатель, три импульсных трансформатора, три диода, три конденсатора и три реле, в котором выход первого канала вычислительного устройства подключен к первичной обмотке первого импульсного трансформатора, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены первый диод и первое реле, параллельно обмотке которого подключен первый конденсатор, выход второго канала вычислительного устройства подключен к первичной обмотке второго импульсного трансформатора, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены второй диод и второе реле, параллельно обмотке которого подключен второй конденсатор, выход третьего канала вычислительного устройства подключен к первичной обмотке третьего импульсного трансформатора, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены третий диод и третье реле, параллельно обмотке которого подключен третий конденсатор, а замыкающие контакты первого, второго и третьего реле подключены к входам мажоритарного элемента «2 из 3» (RU 86924, B61L 19/14, Н03К 19/23. Опубл. 20.09.2009, Бюл. 
26).
Недостатком данной резервированной системы для управления электродвигателем стрелочного электропривода является низкая контролепригодность, так как при неисправности ее вычислительного устройства без внешних измерительных приборов невозможно определить в каком из вычислительных каналов возник отказ.
Задача полезной модели заключается в повышении контролепригодности резервированной системы для управления электродвигателем стрелочного электропривода.
Технический результат достигается тем, что в резервированную систему для управления электродвигателем стрелочного электропривода, содержащую три канала вычислительного устройства, выходы которых подключены соответственно к первичным обмоткам первого, второго и третьего импульсного трансформатора, мажоритарный элемент «2 из 3», первый, второй, третий конденсатор, подключенные параллельно соответственно обмоткам первого, второго и третьего реле, контакты которых подключены к входам мажоритарного элемента «2 из 3», выход которого подключен к входу коммутатора напряжения питания электродвигателя, последовательно с которым подключен электродвигатель, введены три светодиода, первый светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой первого импульсного трансформатора и обмоткой первого реле, второй светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой второго импульсного трансформатора и обмоткой второго реле, третий светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой третьего импульсного трансформатора и обмоткой третьего реле.
На фиг.1 приведена схема резервированной системы для управления электродвигателем стрелочного электропривода. На фиг.2 приведены схемы мажоритарного элемента и коммутатора.
Резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода содержит вычислительное устройство 1, включающее в себя первый 2, второй 3, третий 4 каналы, мажоритарный элемент «2 из 3» 5, выход которого подключен к входу коммутатора 6 напряжения питания электродвигателя, последовательно с которым подключен электродвигатель 7 стрелочного электропривода, первый 8, второй 9, третий 10 импульсные трансформаторы, первый 11, второй 12, третий 13 светодиоды, первый 14, второй 15, третий 16 конденсаторы, первое 17, второе 18, третье 19 реле. Выход первого канала 2 вычислительного устройства 1 подключен к первичной обмотке первого импульсного трансформатора 8, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены первый светодиод 11 и первое реле 17, параллельно обмотке которого подключен первый конденсатор 14. Выход второго канала 3 вычислительного устройства 2 подключен к первичной обмотке второго импульсного трансформатора 9, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены второй светодиод 12 и второе реле 18, параллельно обмотке которого подключен второй конденсатор 15. Выход третьего канала 4 вычислительного устройства 1 подключен к первичной обмотке третьего импульсного трансформатора 10, последовательно с вторичной обмоткой которого подключены третий светодиод 13 и третье реле 19, параллельно обмотке которого подключен третий конденсатор 16. Контакты 17.1 первого, 18.1 второго и 19.1 третьего реле подключены к входам мажоритарного элемента «2 из 3» 5.
В заявляемой модели в качестве светодиодов 11, 12, 13 используются светодиоды зеленого цвета свечения типа 1П5А-З, имеющие следующие технические характеристики: IПР=20 мА, UПР =2,8 В, 
МАХ=0,55
0,57 мкм (Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. - М.: Журнал «Радио», 2005 г., с.43, таблица 3.3.5).
Предлагаемые варианты мажоритарного элемента «2 из 3» 5 и коммутатора 6 показаны на фиг.2.
Мажоритарный элемент «2 из 3» 5 выполнен на транзисторе 20, диодах 21-26 и резисторах 27-29.
Коммутатор 6 выполнен на реле 30, обмотка которого шунтирована диодом 31.
Электропитание мажоритарного элемента «2 из 3» 5 осуществляется от первого источника постоянного тока 32 (Uп1). Контакт 33 реле 30 коммутатора 6 коммутирует напряжение второго источника электропитания постоянного тока 34 (Uп2), включая или выключая электродвигатель 7.
Работа данного мажоритарного элемента «2 из 3» 5 иллюстрируется следующей таблицей.
| Таблица | ||||
| п/п | Сигналы на входах | Сигнал на выходе | ||
| 17.1 | 18.1 | 19.1 | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 4 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 6 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 7 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Коллектор транзистора 20 является выходом мажоритарного элемента «2 из 3» 5, который подключен к входу коммутатора 6.
Коммутатор 6 выполнен на реле 30 типа «РЭЛ-1600» (Сороко В.И., Розенберг Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн.2. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000 г., стр.262, табл.89). Вход коммутатора - обмотка реле 30 подключена последовательно с выходом мажоритарного элемента «2 из 3» 5 и первым источником электропитания Uп1 32.
Резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода работает следующим образом. При отсутствии команд на включение электродвигателя 7 стрелочного электропривода на выходах каналов 2, 3 и 4 вычислительного устройства 1 присутствует либо постоянный потенциал - сигнал «логическая 1» или «логический 0», либо сигналы отсутствуют, вследствие нахождения выходов этих каналов в состоянии высокого импеданса. Конденсаторы 14, 15 и 16 разряжены, реле 17, 18 и 19 выключены, их контакты, соответственно 17.1, 18.1 и 19.1 разомкнуты, светодиоды 11, 12, 13 свет не излучают. На входах мажоритарного элемента «2 из 3» 5 сигналы отсутствуют, транзистор 20 закрыт (см. таблицу), реле 30 коммутатора 6 выключено, его контакт 33 разомкнут, электродвигатель 7 стрелочного электропривода выключен.
При необходимости включить электродвигатель 7 стрелочного электропривода для перевода соответствующей железнодорожной стрелки, на выходах всех трех исправных каналов 2, 3 и 4 вычислительного устройства 1 синхронно формируются импульсы постоянного тока (см. фиг.1). Эти импульсы, проходя по первичным обмоткам импульсных трансформаторов 8, 9 и 10, наводят в их вторичных обмотках ЭДС, которые светодиодами 11, 12 и 13 преобразуются в импульсы постоянного тока, заряжающие конденсаторы 14, 15 и 16 соответственно. При этом импульс, проходящий через светодиоды 11, 12 и 13, вызывает их свечение зеленым цветом, что визуально свидетельствует об исправности соответствующего вычислительного канала. После 6-8 импульсов в команде каждого канала на включение электродвигателя 7 стрелочного электропривода на конденсаторах 14, 15 и 16 накапливается энергия, достаточная для включения реле 17, 18 и 19 соответственно. Реле 17, 18 и 19 притягивают свои якоря, замыкая контакты 17.1, 18.1 и 19.1 соответственно. При этом на все три входа мажоритарного элемента «2 из 3» 5 от первого источника питания 32 поступает высокий потенциал, соответствующий сигналу «логическая 1». Транзистор 20 этого мажоритарного элемента 5 открывается (см. таблицу), реле 30 коммутатора 6 включается, его контакт 33 замыкается, электродвигатель 7 стрелочного электропривода включается, осуществляя перевод железнодорожной стрелки. Выключение электродвигателя 7 стрелочного электропривода происходит после прекращения команд на его включение, формируемых на выходах двух или трех каналов вычислительного устройства 1 после разряда конденсаторов 14, 15 и 16. При этом соответствующие светодиоды 11, 12 или 13 прекращают излучать свет.
При неисправности одного из каналов вычислительного устройства 1 и исправности двух других его каналов резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода работает аналогично. Неисправный канал вычислительного устройства определяется визуально по отсутствию свечения соответствующего ему светодиода.
В заявляемой резервированной системе для управления электродвигателем стрелочного электропривода между каналами 2, 3 и 4 вычислительного устройства 1 и мажоритарным элементом «2 из 3» 5 имеется гальваническая развязка, организованная за счет подключения импульсных трансформаторов 8, 9 и 10, а команды на включение электродвигателя 7 стрелочного электропривода представляют собой серию импульсов. Поэтому неисправность каналов вычислительного устройства 1 в виде потенциала «0» или «1» не приведут к включению электродвигателя 7 стрелочного электропривода. При этом неисправные каналы вычислительного устройства также определяются визуально, по отсутствию свечения соответствующих светодиодов.
Резервированная система для управления электродвигателем стрелочного электропривода, содержащая три канала вычислительного устройства, выходы которых подключены соответственно к первичным обмоткам первого, второго и третьего импульсного трансформатора, мажоритарный элемент «2 из 3», первый, второй, третий конденсатор, подключенные параллельно соответственно обмоткам первого, второго и третьего реле, контакты которых подключены к входам мажоритарного элемента «2 из 3», выход которого подключен к входу коммутатора напряжения питания электродвигателя, последовательно с которым подключен электродвигатель, отличающаяся тем, что в нее введены три светодиода, первый светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой первого импульсного трансформатора и обмоткой первого реле, второй светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой второго импульсного трансформатора и обмоткой второго реле, третий светодиод подключен последовательно с вторичной обмоткой третьего импульсного трансформатора и обмоткой третьего реле.
