УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 1997 года по МПК B61L5/06 B61L19/00 B61L23/14 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для управления стрелочным электроприводом с двигателем переменного тока.

Известно устройство для управления стрелочным приводом, содержащее трехфазный источник питания, который через фазоконтрольное устройство соединен с контактами пусковых стрелочных реле, которые через автопереключатель привода подключены к трехфазному двигателю переменного тока, а для контроля использован узел контроля положения стрелки, включенный на посту централизации через тыловые контакты нейтрального пускового стрелочного реле [1]
Недостатком этого устройства являются необходимость использования индивидуального времязадающего датчика для отключения двигателя при остановке стрелки в промежуточном положении, вращающий момент ниже номинального при пуске привода из крайних положений из-за наличия тока подмагничивания, создаваемого диодом, включенным в один из линейных приводов для контроля положения стрелки, невозможность последовательного перевода спаренных стрелок, что требует большого расхода кабеля.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому является трехпроводная схема управления стрелочным приводом с трехфазным двигателем, содержащая стрелочные коммутаторы или стрелочные кнопки, нейтральное пусковое стрелочное реле, его повторитель, (в заявляемом решении вспомогательное реле), поляризованное пусковое стрелочное реле, реверсирующее реле, узел контроля положения cтрелки, состоящий из источника контрольного напряжения, изолирующего трансформатора, защитного резистора, конденсатора, контрольного реле, подключенного к линейным проводам через тыловые контакты нейтрального пускового стрелочного реле, трехфазный стрелочный привод переменного тока, диод, резистор, источник трехфазного переменного тока, который соединен со входом фазоконтрольного блока устройства, включающего в себя три малогабаритных трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в линейные провода, а вторичные включены между собой последовательно согласно и подключены через выходы блока к удерживающей обмотке нейтрального пускового стрелочного реле и через контакты поляризованного и нейтрального пусковых стрелочных реле, контакты реверсирующего реле и автопереключатель к обмоткам трехфазного двигателя.

Основной недостаток этого устройства заключается в том, что его практически нельзя изготовить в связи с отсутствием необходимого для местного реверсирования электропривода трехфазного фазочувствительного реверсирующего реле, расположенного непосредственно у привода. Теоретическая разработка трехфазного фазочувствительного реверсирующего реле, выполненная примерно 10 лет назад, не была завершена до настоящего времени разработкой реальной конструкции трахфазного фазочувствительного реверсирующего реле и внедрением ее в производство. Указанный недостаток является причиной того, что при известности этого устройства оно не получило практического применения. Таким образом, в связи с тем, что нельзя осуществить реверсирование из-за отсутствия вышеуказанного реле,устройство в целом является неработоспособным, что вынуждает на практике применять многоприводные схемы (пятипроводную) вместо трехпроводной. Кроме того, при перепутывании (перемене мест подключения) линейных проводов, по которым осуществляется перевод и контроль положения стрелки на пост электрической централизации, поступает неконтролируемая ложная информация о положении стрелки.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для управления стрелочным электроприводом, в котором реверсирование и перевод стрелочного привода, а также устранение ложного контроля при перепутывании линейных проводов достигается разделением цепи реверсирования и рабочей цепи путем коммутации линейных проводов во времени и блокированием цепей возбуждения пусковых стрелочных реле, за счет чего достигается экономия кабеля.

Поставленная задача достигается устройством для управления стрелочным электроприводом, содержащим станционную батарею, стрелочные кнопки, нейтральное пусковое стрелочное реле, трехфазный источник переменного тока, соединенный с тремя входами фазоконтрольного блока, два первых выхода которого соединены с удерживающей обмоткой нейтрального пускового стрелочного реле, вспомогательное реле, поляризованное пусковое стрелочное реле, два первых нормальные и переведенные контакты которого через два первые фронтовые контакты нейтрального пускового стрелочного реле, первый и второй линейные провода, контакты реверсирующего реле и автопереключатель подключены к двум обмоткам трехфазного двигателя, третий выход фазоконтрольного блока через третий фронтовой контакт, третий линейный провод соединен с третьей обмоткой двигателя, общее контрольное реле, обмотка которого соединена с двумя первыми тыловыми контактами нейтрального пускового стрелочного реле черезрезистор и конденсатор со вторичной обмоткой изолирующего трансформатора, первичная обмотка которого соединена с источником контрольного напряжения, обмотка реверсирующего реле через резистор соединена с первым и вторым линейными проводами, диод через резистор соединен с автопереключателем привода, контрольные реле плюсового и минусового положений через контакты общего контрольного реле и контакты поляризованного пускового стрелочного реле подключены к станционной батарее, в которое согласно изобретению, введены выпрямитель, два диода, поляризованный контакт общего контрольного реле, а реверсирующее реле выполнено в виде поляризованного реле постоянного тока, причем замкнутые контакты стрелочных кнопок соединены с плюсом станционной батареи, а разомкнутый контакт плюсовой стрелочной кнопки через переведенный контакт общего контрольного реле, третий нормальный контакт поляризованного пускового стрелочного реле соединен с разомкнутым контактом минусовой стрелочной кнопки, который через диод соединен с первым выводом первой обмотки поляризованного пускового стрелочного реле и первым выводом первой обмотки вспомогательного реле, при этом разомкнутый контакт плюсовой стрелочной кнопки через диод соединен с первым выводом второй обмотки поляризованного пускового стрелочного реле и первым выводом второй обмотки вспомогательного реле, вторые выводы которого соединены с минусом станционной батареи, которые через четвертый фронтовой контакт нейтрального пускового стрелочного реле соединен со вторыми выводами обмоток поляризованного пускового стрелочного реле и с первым выводом основной обмотки нейтрального пускового стрелочного реле, второй вывод которой соединен с нормальным контактом общего контрольного реле и третьим переведенным контактом поляризованного пускового стрелочного реле, причем два первые общие контакты поляризованного пускового стрелочного реле соединены через фронтовые контакты вспомогательного реле с четвертым и пятым выходами фазоконтрольного блока, а через тыловые с выходом выпрямителя, вход которогосоединен с двумя фазными полюсами трехфазного источника питания.

Введение отличительных признаков в совокупности позволяет разделить во времени переключение обмоток двигателя реверсирование и собственно его перевод, применять для реверсирования поляризованное реле постоянного тока, осуществить дополнительную проверку соответствия положения стрелки возбужденному контрольному реле, устраняя возможность получения ложного контроля при перепутывании линейных проводов путем блокирования цепей возбуждения пусковых стрелочных реле. Это полностью решает вопрос практического внедрения устройства управления стрелочным приводом переменного тока с помощью трех линейных проводов с местным реверсированием. В условиях сложившейся в настоящее время устойчивой тенденции к росту стоимости и дефициту кабеля, сокращение расхода кабеля почти в два раза по сравнению с применяемой пятипроводной схемой является актуальным и полезным мероприятием, дающим значительный экономический эффект. Следует также отметить, что благодаря разделению цепи реверсирования и рабочей цепи в значительной степени облегчаются тяжелые условия работы реверсирующего реле, установленного в путевом ящике, поскольку его контакты в предлагаемом устройстве работают в "сухом" режиме, не коммутируя рабочую цепь. Это позволяет применить в качестве реверсирующего реле малогабаритное реле типа ПМПШ или КМШ с заменой угольных контактов на усиленные вместо громоздкого дорогостоящего реле ППР-3. Учитывая то, что вспомогательное реле имеется в устройстве, а в качестве выпрямителя можно использовать всего один диод, реализацию предлагаемого устройства можно осуществить практически без дополнительных затрат за счет приборов, имеющихся в трехпроводной схеме. Таким образом, введение отличительных признаков позволяет осуществить управление приводом переменного тока по трехпроводной схеме со значительным экономическим эффектом за счет экономии дефицитного кабеля и замены громоздкого дорогостоящего реверсирующего реле на малогабаритное и устранить ложный контроль при перепутывании линейных проводов, что предотвращает тяжелые аварии, зачастую с человеческими жертвами.

Структурная схема устройства для управления стрелочным электроприводом представлена на чертеже.

Устройство содержит станционную батарею, стрелочные кнопки 1 и 2, нейтральное пусковое стрелочное реле 3 с контактами 3.1 3.4, трехфазный источник переменного тока 4 с фазными проводами 4.1 4.3, соединенный с тремя входами фазоконтрольного блока 5, два первых выхода которого соединены с удерживающей обмоткой нейтрального пускового стрелочного реле 3, вспомогательное реле 6 с контактами 6.1 и 6.2, поляризованное пусковое стрелочное реле 7 с контактами 7.1 7.4, нормальные и переведенные контакты 7.1 7.2 которого через фронтовые контакты 3.1 и 3.2 нейтрального пускового стрелочного реле, первый 8 и второй 9 линейные провода, контакты реверсирующего реле 10 10.1 и 10.2 и автопереключатель 11 подключены к двум обмоткам трехфазного двигателя 12, третий выход фазоконтрольного блока 5 через фронтовой контакт 3.3 нейтрального пускового стрелочного реле 3, третий линейный провод 13 соединен с третьей обмоткой двигателя 12, общее контрольное реле 14 с контактами 14.1 14.3 соединено с тыловыми контактами 3.1 и 3.2 нейтрального пускового стрелочного реле 3, обмотка реверсирующего реле 10 через резистор 15 соединена с линейными проводами 8 и 9, диод 16 через резистор 17 соединен с автопереключателем 11 двигателя 12, замкнутые контакты стрелочных кнопок 1 и 2 соединены с плюсом станционной батареи, а разомкнутый контакт плюсовой стрелочной кнопки 1 через переведенный контакт 14.1 общего контрольного реле 14, нормальный контакт 7.3 поляризованного пускового реле стрелочного реле 7 соединен с разомкнутым контактом 2 минусовой стрелочной кнопки 2, который через диод 18 соединен с первым выводом первой обмотки поляризованного пускового стрелочного реле 7 и первым выводом первой обмотки вспомогательного реле 6, разомкнутый контакт 1 плюсовой стрелочной кнопки 1 через диод 19 соединен с первым выводом второй обмоткиполяризованного пускового стрелочного реле 7 и первым выводом второй обмотки вспомогательного реле 6, вторые выводы которого соединены с минусом станционной батареи, который через фронтовой контакт 3,4 нейтрального пускового стрелочного реле 3 соединен со вторыми выводами обмоток поляризованного пускового стрелочного реле 7 и первым выводом основной обмотки нейтрального пускового стрелочного реле 3, второй вывод которой соединен с нормальным контактом 14.1 общего контрольного реле 14 и переведенным контактом 7.3 поляризованного пускового стрелочного реле 7, общие контакты 7.1 и 7.2 поляризованного пускового стрелочного реле 7 соединены через фронтовые контакты 6.1 и 6.2 вспомогательного реле 6 с четвертым и пятым выходами фазоконтрольного блока 5, а через тыловые с выходом выпрямителя 20, вход которого соединен с фазными проводами 4.1 и 4.2 трехфазного источника питания 4, параллельно обмотке общего контрольного реле 14 подключена через резистор 21 и конденсатор 22 вторичная обмотка изолирующего трансформатора 23, первичная обмотка которого подключена к источнику контрольного напряжения (ПХКС, ОХКС), контрольное реле плюсового 24 и минусового 25 положений, которые через контакты 14.2 и 14.3 общего контрольного реле и 14 и контакт 7.4 поляризованного пускового стрелочного реле 7 подключены к станционной батарее.

Фазоконтрольный блок 5 содержит три малогабаритных трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в линейные провода, а вторичные соединены между собой последовательно-согласно и подключены через первые два выхода к удерживающей обмотке нейтрального пускового стрелочного реле 3 для удержания его якоря до полного перевода стрелки
Автопереключатель 11 содержит рабочие и контрольные контакты, коммутирующие обмотки двигателя и обеспечивающие необходимую полярность в контрольной цепи за счет коммутации резистора 17 и диода 16.

Устройство для управления стрелочным электроприводом работает следующим образом. В исходном положении устройство на чертеже изображено в плюсовом положении стрелки. При нажатии стрелочной кнопки 2 для перевода стрелки в минусовое положение через согласованное состояние контактов 7.3 и 14.1 возбуждается нейтральное пусковое стрелочное реле 3. Контактами 3.4 оно замыкает цепь поляризованного пускового стрелочного реле 7, тыловыми контактами 3.1 и 3.2 отключает общее контрольное реле 14, а фронтовыми контактами 3.1 и 3.2 подключает приборы управления приводом к линейным проводам 8 и 9. При нажатии кнопки 2 одновременно с реле 3 возбуждается вспомогательное реле 6, которое тыловыми контактами 6.1 и 6.2 отключает источник переменного тока, а фронтовыми контактами 6.1 и 6.2 подключает к линейным приводам 8 и 9 выпрямитель 20. Поляризованное пусковое стрелочное реле 7 контактами 7.1 и 7.2 изменяет полярность на реверсирующем реле 10 на обратную, а также контактом 7.3 выключает питание реле 3 по основной обмотке. Контакты 10.1 и 10.2 реле 10 переходят в переменное положение, меняют местами линейные провода 8 и 9 на зажимах трехфазного двигателя 12. После отпускания кнопки 2 вспомогательное реле 6 возвращается в исходное положение тыловыми контактами 6.1 и 6.2 включает питание на двигатель привода 12. Привод 12 переводится в минусовое положение. На время перевода стрелки реле 3 удерживает якорь за счет рабочего тока, протекающего по обмотке удержания. После полного перевода и выключения рабочей цепи автопереключателем 11 нейтральное пусковое стрелочное реле приводит в исходное состояние и тыловыми контактами 3.1 и 3.2 включает общее контрольное реле для контроля минусового положения стрелки, а фронтовыми контактами 3.1 и 3.2 отключает приборы управления приводом от линейных проводов 8 и 9. Устройство готово к переводу стрелки из минусового положения в плюсовое, которое осуществляется аналогично описанному.Если по каким-либо причинам стрелка не доводится до крайнего положения, то нажатием плюсовой стрелочной кнопки 1 через замкнутый контакт 3.4 нейтрального пускового стрелочного реле 3 от прямой полярности возбуждается поляризованное пусковое стрелочное реле 7 одновременно с ним срабатывает и вспомогательное реле 6. Тыловыми контактами 6.1 и 6.2 реле 6 выключает источник переменного тока 4, а фронтовыми 6.1 и 6.2 подключает выпрямитель 20 к линейным проводам 8 и 9. Нормальными контактами 7.1 и 7.2 поляризованное пусковое стрелочное реле 7 включает на обмотку реверсирующего реле 10 прямую полярность, его контакты 10.1 и 10.2 возвращаются в нормальное положение и переключают линейные провода 8 и 9 на зажимах двигателя для перевода стрелки в плюсовое положение. После отпадания якоря вспомогательного реле 6 в линейные провода 8 и 9 включается переменный ток и двигатель 12 привода возвращает стрелку в крайнее плюсовое положение. Повторными пробами перевода и возвращения стрелки можно попытаться устранить препятствие на пути движения остряков стрелки. На крупных станциях в качестве выпрямителя для возбуждения реверсирующих реле может быть использован общий групповой выпрямитель для всех стрелок станции. При перепутывании линейных проводов 8 и 9 общее контрольное реле 14 получает из линейной цепи обратную полярность и перебрасывает поляризованные контакты 14.1 и 14.2. Контакты 14.2 выключает контрольное плюсовое реле 24, а контакт 14.1 размыкает цепь возбуждения нейтрального пускового стрелочного реле 3. Стрелка теряет контроль и возможность управления. В таком заблокированном состоянии схема остается до устранения повреждения, благодаря чему и устраняется опасность перепутывания проводов.

Использование: в системах железнодорожной автоматики для управления стрелочным электроприводом с использованием трех линейных проводов, где для реверсирования двигателя переменного тока применен источник постоянного тока. Сущность изобретения: цепь реверсирования и рабочая цепь коммутируются вспомогательным реле. Ложный контроль при перепутывании линейных проводов, по которым осуществляется перевод и контроль положения стрелки, устраняется блокировкой пусковых реле. По сравнению с применяемой пятипроводной схемой предлагаемое устройство дает значительный экономический эффект за счет экономии дефицитного дорогостоящего кабеля и применения малогабаритного реверсирующего реле, и исключения опасных ситуаций при перепутывании линейных проводов. 1 ил.

Устройство для управления стрелочным электроприводом, содержащее связанные со станционной батареей стрелочные кнопки, нейтральное пусковое стрелочное реле, трехфазный источник переменного тока, соединенный с тремя входами фазоконтрольного блока, два первых выхода которого соединены с удерживающей обмоткой нейтрального пускового стрелочного реле, вспомогательное реле, поляризовавное пусковое стрелочное реле, размыкающие и замыкающие группы первого и второго переключающих контактов которого через первый и второй фронтовые контакты нейтрального пускового стрелочного реле, первый и второй линейные провода, контакты реверсирующего реле и автопереключателя подключены к двум обмоткам трехфазного двигателя, третий выход фазоконтрольного блока через третий фронтовой контакт нейтрального пускового стрелочного реле, третий линейный провод соединен с третьей обмоткой двигателя, общее контрольное реле, являющееся комбинированным, обмотка которого соединена с двумя первыми тыловыми контактами нейтрального пускового стрелочного реле и через резистор и конденсатор с второй обмоткой изолирующего трансформатора, первичная обмотка которого соединена с источником контрольного напряжения, обмотка реверсирующего реле через резистор соединена с первым и вторым проводами, контрольные реле плюсового и минусового положения стрелки через размыкающий и первый переключающий контакты общего контрольного реле и третий переключающий контакт поляризованного пускового стрелочного реле подключены к станционной батарее, отличающееся тем, что в него введены выпрямитель, два диода, а реверсирующее реле выполнено в виде поляризованного реле постоянного тока, основная обмотка нейтрального пускового стрелочного реле подключена к полюсам станционной батареи через две параллельные электрические цепи, одна из которых образована последовательно включенными размыкающим и замыкающим контактами соответственно плюсовой и минусовой стрелочных кнопок, размыкающей группой четвертого переключающего контакта поляризованного пускового стрелочного реле и размыкающей группой второго переключающего контакта общего контрольного реле, а другая последовательно включенными размыкающими и замыкающими контактами соответственно минусовой и плюсовой стрелочных кнопок замыкающей группой второго переключающего контакта общего контрольного реле и замыкающей группой четвертого переключающего контакта поляризованного пускового стрелочного реле, замыкающий контакт минусовой стрелочной кнопки через один из диодов связан с первым выводом первой обмотки поляризованного пускового стрелочного реле и первым выводом первой обмотки вспомогательного реле, замыкающий контакт плюсовой стрелочной кнопки через другой диод связан с первым выводом второй обмотки поляризованного пускового стрелочного реле и первым выводом второй обмотки вспомогательного реле, вторые выводы которого соединены с минусовым выводом станционной батареи, который через четвертый фронтовой контакт нейтрального пускового стрелочного реле связан с вторыми выводами обмоток поляризованного пускового стрелочного реле, причем общие выводы первого и второго переключающих контактов поляризованного пускового стрелочного реле через фронтовые контакты вспомогательного реле связаны с вторым и третьим выходами фазоконтрольного блока, а через тыловые контакты упомянутого реле с выходом выпрямителя, вход которого соединен с двумя фазными полюсами трехфазного источника питания.