Путевой приемник бразина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1461675 4 В 61 1. 23/1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ рельсовым цепям. Цель изобр шение надежности. Цель до что регулировку напряжени ительном реле путевого приемн вает магнитный усилитель, ра а 8 которого включена послед нденсатором О с образовани ного контура, а управляющая итного усилителя включена п о с обмоткой исполнительн ок овь(54) ПУТЕВОЙ ПРИЕМН (57) Изобретение относится рожной автоматике и телеме(56) Авторское свидетельст1346475, кл. В 61 1. 23/1 о СССР , 18.06.84.ИК БРАЗИНАк железнодоанике, а именполн печи мотк с ко нанс магн тельн 3 ил. етения - стигается я на исика обесбочая обовательно ем резо- обмотка оследоваого реле.Изобретение относитея к железнодорожной автоматике и телемеханике, а именно к рельсовым цепям.Цель изобретения - повышение надежности.На фиг, 1 представлена схема устройства для реле постоянного тока; на фиг. 2 - схема устройства для двухэлементного секторного реле; на фиг, 3 - диаграмма работы устройства.Устройство (фиг. 1) содержит обмотку 1 исполнительного реле с контактами 2.1, 2.2, 2.3, ограничительный резистор 3, тиристор 4, резистор 5, выпрямитель 6, обмотку 7 управ. ления и рабочую обмотку 8 дроссельного магнитного усилителя 9, конденсатор 10 и нагрузочный резистор 11. Названные элементы устройства (кроме обмотки 1 реле и его контактов) целесообразно разместить в блоке 12. Вход блока 12 соединен с одной обмоткой релейного трансформатора 13, другая обмотка которого непосредственно соединена с рельсовой линией, защитный блок 14 включен между выводом выпрямителя и нагрузочным резистором, дроссель 15 включен последовательно с конденсатором 1 б, последний из которых подключен к обмотке исполнительного реле и резистор 17 включен между выводом выпрямителя и управляющей обмоткой магнитного усилителя (фиг. 2),Значения индуктивности дросселя 15 и емкости конденсатора 16 рассчитываются таким образом, чтобы реактивные сопротивления на рабочей частоте были равны, а после подъема сектора путевого реле, замыкания его контактов 2.1 и 2.2 и шунтирования при этом конденсатора 16 напряжение на обмотке путевого элемента реле 1 снижалось до заданной величины (в зависимости от заданного значения коэффициента возврата реле). При этом параметры всей цепи обмотки 1 путевого элемента реле должны рассчитываться с учетом обеспечения необходимых фазовых соотношений между напряжениями и токами в обмотках путевого и местного элементов обмоток 1 реле. Элементы устройства и защитного блока 14 целесообразно разместить в едином блоке.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии рельсовая цепь переменного тока не занята подвижным составом, и напряжение заданной величины с обмотки релейного трансформатора 13поступает на вход устройства.Функционирует цепь переменного тока: один вывод обмотки релейного трансформа.тора 13, рабочая обмотка 8 магнитного усилителя 9, конденсатора 10, нагрузочный резистор 11, другой вывод обмотки релейного трансформатора 13. При этом ток в названной цепи имеет наибольшее возможное значение, так как для заданного (рабочего) режима устройства реактивные5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сопротивления обмотки 8 и конденсатора 10 равны. Электрическое состояние цепи соответствует резонансу напряжений. Соответственно имеет место и наибольшее возможное значение падения напряжения на нагрузочном резисторе 11, подаваемое на вход выпрямителя 6.Обмотка 1 электромагнитного путевого реле (фиг. 1) получает питание по цепи: один вывод выпрямителя 6, общий 2 Л и замыкающий 2.2 контакты реле, ограничительный резистор 3, обмотка 1 реле, обмотка 7 управления магнитного усилителя 9, другой вывод выпрямителя б.В случае увеличения напряжения на релейном конце рельсовой цепи, а следовательно, и на входе устройства происходят следующие изменения в электрическом и магнитном состоянии его элементов (диаграмма, фиг. 3).При ненарушенном резонансе напряжений на рабочей обмотке 8 магнитного усилителя 9 и на конденсаторе 10 увеличивается переменный ток, протекающий в цепи обмотки 8, конденсатора 10 и. нагрузочного резистора 11.Увеличение падения напряжения на последнем вызывает процесс нарастания тока 1 р (кривая 2 на фиг. 3) в обмотке 1 реле и в обмотке 7 управления магнитного усилителя 9. Промежуток времени (1 р - Ь) нарастания тока и постоянная времени т определяются конкретным отношением суммарных значений индуктивности и активного сопротивления цепи постоянного (выпрямленного) тока, в которую входят обмотка 1 реле и обмотка 7 управления.Вследствие этого происходит процесс смещения рабочей точки магнитного усилителя 9 с положения точки А до точки А вверх по кривой намагничивания, представляющей собою зависимость магнитной индукции В материала его сердечника от напряженности Н магнитного поля, в ее область, близкую к области магнитного насыщения (см. фиг. 3), Соответственно резко- уменьшается возвратная магнитная проницаемость материала сердечника магнитного усилителя 9 и пропорциональная ей индуктивность его рабочей обмотки 8.При резко уменьшенном значении индуктивного сопротивления рабочей обмотки 8 магнитного усилителя 9 соответственно увеличйвается модуль полного сопротивления Х цепи и уменьшается переменный ток в цепи обмотки 8, конденсатора 10 и нагрузочного резистора 11, а также имеется падение напряжения на последнем.Это вызывает процесс быстрого уменьшения (в течение промежутка времени (1 - 1) выпрямленного тока со значения 1 р = 1 раб. до 3 начен и Я 1 р = 1 раб. В обмотке 1 реле и обмотке 7 управления магнитного усилителя 9 (фиг. 3). По упомянутой причине ток 1 р не достигает возмож 1461675Рассматриваем цепь перем состоящую из включенных пос элементов последовательного ин костного резонансного контура мотки 8 с индуктивным сопроти магнитного усилителя 9, конде емкостным сопротивлением Х,енного тока, ледовательно дуктивно-емрабочей обвлением Х нсатора;10 с нагрузочного ного установившегося значения 1 р=раб., а достигает лишь значения р=1 рб Названному процессу способствует и трансформаторная связь между его обмотками 8 и 7, так как при уменьшенных индуктивном сопротивлении обмотки 8 и токе, протекающем через нее, соответственно уменьшится и переменное напряжение на обмотке 7, а значит, и однополупериодный выпрямленный ток, замыкаемый через два параллельных плеча, включенных последовательно диодов выпрямителя 6, и суммируемый с основным выпрямленным током в обмотке 1 реле и обмотке 7 управления.Далее процесс увеличения и уменьшения тока 1 р периодически повторяется 15 (ф 3)В случае дальнейшего увеличения напряжения на релейном конце рельсовой цепи, а значит, и на входе устройства ток тр (криваяна фиг. 3) в обмотке 1 реле и обмотке 7 управления магнитного усилителя 9 мог бы увеличиться до значения К раб. (коэффициент 1(К(3 согласно действующим нормалям рельсовых цепей), Однако в рассматриваемом устройстве этого не произойдет, так как при одинаковой 25 постоянной времени т цепи, как известно, независимой от величины приложенного к ней напряжения, ток 1 р в цепи лишь быстрее достигнет значения раб., т. е. через промежуток времени (1 - 1 о) (фиг. 3). Продолжительность промежутка времени (11 - 1) уменьшения тока не изменит, Соответственно уменьшится суммарное значение упомянутых промежутков времени, т. е. (17 - 1 о)1 р - 1 б), что означает увеличение частоты периодического процесса.Таким образом, при значениях напряже ния на входе устройства, при которых ток в обмотке путевого реле превышает его рабочее значение, происходит импульсный процесс, авторегулировки, который заключается в периодическом дрейфе рабочей 4 О точки магнитноГо усилителя 9. При этом с увеличением напряжения на входе устройства увеличивается частота периодического опрокидывания магнитного состояния его магнитного усилителя 9 (см. на фиг. 3 кривые 2 а и 1 а периодических процессов). 45Принципиальное значение в устройстве имеет выбор положения рабочей точки А (фиг. 3) его магнитного усилителя 9, Правильность и эффективность выбора точки А вблизи точки перегиба кривой намагничивания можно доказать и математически.СоответственноК= ( - ,) = (, -1-) (1.2) Раскрыв 2 и 2 и учтя, что Х =Х,а Х Хс,(1.3 Решив квадратное уравнение (1.3) относительно Х, получаемх =Х г/К -1.4)Из формулы (1.4) можно заключить следующее.При К=1 (т. е. в рабочем режиме работы путевого реле) Х, =Х =Хс, что фактически и имеет место в схеме рассматриваемого устройства.Физический смысл имеют значения К)1 (т. еслучаи увеличения напряжения), так как при К(1 получаем мнимое число.В свою очередь и при К) физический смысл в формуле (1.4) имеет только корень квадратного уравнения, в кото. ром второе слагаемое взято со знаком -, так как с увеличением напряжения (формула (1.2 в начальный период процесса увеличивается ток в обмотке 7 управления магнитного усилителя 9 и уменьшаются возвратная магнитная проницаемость материала его сердечника, индуктивность рабочей обмотки 8 и ее индуктивное сопротивление Х 1Конкретным значениям К=2К=4 соответствуют значения г 1правой части выражения г -К -(1,4). Это соответствует прямисимости. К=З и41 г и 1,73 г1 в форму:олинейной лезав Таким образом, сопоставляя формулы (1.2) и 1 А), получаем, что возвратная магнитная проницаемость материала сердечника магнитного усилителя 9 должна уменьшаться пропорционально квадрату увеличения напряжения на входе устройства. Это,резистора 11. С последним включено последовательно активное сопротивление обмотки 8 и параллельно активное сопротивление цепи с элементами 1, 3, 7 и 6. Эквивалентное активное сопротивление цепи обозначим г.Условием авторегулировки величины напряжения на обмотке 1 реле является постоянство падения напряжения на резисторе 11, а значит, и тока 1 в цепи. Соответственно при увеличении напряжения на входе устройства с 11 до 11 модуль полного сопротивления цепи должен увеличиваться с 2 = Х,. - Хс)+г=г до 2=(Х, - Хс +г таким образом, чтобы значение тока 1 осталось неизменным.(1.9) ле 1 ЕохКвн Ки К,-К ьн Кю КшКох Кьн Кц Кп Кен(1. 7) в свою очередь, возможно (см. фиг, 3) при выборе рабочей точки А магнитного усилителя 9 вблизи точки перегиба кривой намагничивания, т. е. перед криволинейной ее частью, где приблизительно соблюдается упомянутая квадратичная зависимость.Последовательность работы схемы устройства для включения электромагнитного двухэлементного секторного путевого реле (фиг. 3) аналогична рассмотренной выше (фиг. 1) с тем различием, что по обмотке 7 управления магнитного усилителя 9 протекает постоянный ток, а по обмотке 1 путевого элемента реле - переменный ток.Основным показателем, определяющим требования к качеству шунтирования рельсовой цепи, что непосредственно связано с безопасностью движения поездов является шунтовая чувствительность Кш,математически определяемая по формуле20 гдеХд- мрдуль эквивалентного сопротивления цепи относительно точек наложения шунта; Квн - коэффициент надежного возврата путевого реле; Кп - коэффициент перегрузки путевого реле; К - коэффициент колебания напря жения источника питания,Коэффициент К. определяется по форму Яло 1ТХ по-35 где 2 о - модуль сопротивления передачиосновной схемы замещения рель совой цепи при нормальном режиме;Хоо) - то же, при бесконечно большомзначении сопротивления балласта.Проведем сравнительную оценку шунтовой чувствительности Кш рельсовой цепи, для которой применено предлагаемое устройство, и шунтовой чувствительности Кщ рельсовой цепи с существующим устройством.С учетом формулы (1.5) справедливо отношение 50Кьн(Ко Ко Кви ) 55 где коэффициенты со знакомсоответствуют рельсовой цепи, для которой применено предлагаемое устройство. При конкретных значениях коэффициентов Квн =0,75; К вн=0,3; Кп=1,1; Кп=З; Кй=1,1,ц ш Од 75 (1 д 1 3 Од ) (Кш 0,3 (1,1 1,1-0,75) Значения коэффициентов взяты из источника 3) и на основании анализа действующих нормалей рельсовых цепей. Коэффициент Кп=1,1 (т. е. несколько больше 1), так как для рассматриваемого устройства безразлично любое превышение величины напряжения на его входе.Выражение (1.7) можно применить и при вычислении отношения -цФщ- для импульс- Кщ ной рельсовой цепи с существующим устIройством (коэффициент Кп=Кп имп.=КП=3) . Кш иип Ох 75(1 д 13-ОдЗ) К,ц 0,3 (1,1 3-0,75) Численное значение отношения -- (выКщ Ких ражение 1.8) показывает, что надежная работа путевого реле при применении предлагаемого устройства обеспечится даже в том случае, если качество шунтирования по сравнению с таковым для существующего устройства снизится в 16 раз.На основе изложенных соображений можно сделать следующие выводы, относящиеся к вопросу технико-экономической эффективности применения предлагаемого устройства.Применение предлагаемого устройства позволит существенно повысить уровень безопасности движения поездов вследствие значительного повышения шунтовой чувствительности рельсовых цепей.С целью повышения шунтовой чувствительности отпадает необходимость импульсного питания рельсовых цепей, вносящего серьезные технические трудности (эрозия контактов трансмиттера и реле, необходимость построения дешифрирующих устройств, увеличение количества оборудования).Одновременно создается возможность повышения производительности труда персонала, обслуживающего устройства СЦБ, так как отпадает необходимость в выполнении работ по сезонной регулировке рельсовых цепей. Путевой приемник, содержащий связанный с рельсовой линией первым и вторым выводами выпрямитель, третий вывод которого связан с началом обмотки исполнитель,2 иг. 2 ного реле, а четвертый подключен к концу обмотки исполнительного реле через последовательно соединенные резистор и ключевой элемент, анодом подключенный к четвертому выводу выпрямителя и зашунтированный фронтовым контактом исполнительного реле, параллельно фронтовому которого включен его тыловой контакт, подключенный к концу обмотки исполнительного реле, а управляющий вывод ключевого элемента подключен к его аноду через резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен конденсатором и магнитным усилителем, рабочая обмотка которого, включенная последовательно с конденсатором и резистором с образованием резонансного контура, связана с рельсовой линией, первый и второй выводы выпрямителя подключены к резистору резонансного контура, а управляющая обмотка магнитного усилителя подключена между третьим выводом выпрямителя и началом обмотки исполнительного реле.1461675 аа. гг фог. 5 по в а ССР яги пр иям и открыти кая наб., д. , г. Ужгород Редактор А. ДолиничЗаказ 557/15НИИГ 1 И Государственного комит13035, Москва,Производственно-издательский к Составитель ВТехред И. ВересТираж 431та по изобретенЖ - 35, Раушсгибинат Патен