СТРЕЛОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2011 года по МПК B61L5/06 

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики, а именно к устройствам для управления стрелочными электроприводами.

Известен стрелочный электропривод (патент №2256576 от 20.07.2005), содержащий бесконтактный управляемый электродвигатель (ДБУ) с блоком управления, обеспечивающим изменение скорости перевода стрелки с плавным разгоном в начале хода и плавным торможением к концу перевода, с дополнительно введенными устройством ограничения тока и узлом ограничения времени работы на уровне, обеспечивающем перевод стрелки.

Данный стрелочный электропривод наиболее близок к предлагаемому. Недостаток его заключается в следующем.

В электроприводе отсутствует диагностика рабочего и предотказного состояния в реальном времени, что уменьшает надежность и безопасность работы и увеличивает эксплуатационные затраты.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в устранении приведенного недостатка.

Для этого в стрелочный электропривод введены датчик положения ротора электродвигателя (ДПР), а в блок управления - датчик уровня напряжения питания (ДУНП), датчик тока, устройство диагностики рабочего состояния электропривода и устройство сравнения.

ДПР выдает необходимое количество импульсов на оборот. По информации с ДПР можно определять с высокой степенью точности величину перемещения шибера, который соединен через редуктор с валом электродвигателя, скорость перемещения и ускорение. Измеряя эти параметры в реальном времени и сравнивая их с заданными/эталонными, можно судить об их изменении во времени вплоть до критического. По скорости перемещения определяют время перемещения и его изменения; по ускорению - динамику разгона/торможения стрелочного привода.

Датчик тока в блоке управления выдает информацию о рабочем токе, который в ДБУ прямо пропорционален моменту нагрузки на валу, что позволяет судить об усилии на шибере в каждый момент времени и о динамике нарастания/спада усилия. Например, при заклинивании редуктора ток резко возрастает, а при разрыве механических соединений с шибером - падает. Имея эталонную/заданную характеристику зависимости усилия на валу от времени работы или величины перемещения шибера и периодически сравнивая ее с реальной, можно судить об изменениях во времени параметров электропривода.

ДУНП выдает информацию о величине напряжения на входе стрелочного электропривода в реальном времени.

В блок управления введено устройство диагностики. На вход этого устройства подается информация от датчика тока, ДУНП и ДПР. Устройство диагностики обрабатывает полученную информацию и на выходе выдает сигналы о величине, скорости и ускорении перемещения шибера, усилии на шибере, потребляемом токе, уровне напряжения питания, времени перевода, времени торможения и разгона, люфтах. Данная информация передается на устройство сравнения, которое сравнивает ее с эталонной и выдает заключение о рабочем, предотказном или аварийном состоянии электропривода.

Основной признак, отличающий предлагаемый стрелочный электропривод от наиболее близкого к нему известного по патенту Российской Федерации №2256576 от 20.07.2005 (прототип), характеризует наличие устройства диагностики рабочего состояния электропривода. Благодаря ему повышается надежность и безопасность при работе стрелочного электропривода и снижаются эксплуатационные расходы.

Предлагаемое изобретение и его прототип иллюстрируются чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - общий вид стрелочного электропривода известного типа;

на фиг.2 - общий вид предлагаемого стрелочного электропривода;

на фиг.3 - общий вид устройства сравнения.

Стрелочный электропривод (фиг.1) включает электродвигатель 1 с блоком управления 2, соединенный с редуктором 3, который связан с фрикционной муфтой 4 и шибером 5, и автопереключатель 6, установленные в корпусе 7. Блок управления обеспечивает изменение скорости перевода стрелки с плавным разгоном в начале хода и плавным торможением при подходе к концу перевода. В блок управления введены устройство ограничения тока 8 и узел ограничения времени работы 9 на уровне, обеспечивающем перевод стрелки.

Предлагаемый стрелочный электропривод (фиг.2) отличается от прототипа тем, что в корпус 8 введены датчики положения ротора 10, соединенные с валом двигателя, а в блок управления 2 введены датчик уровня напряжения питания 11, датчик тока 12 и устройство диагностики 13 рабочего состояния электропривода 1.

Наиболее важным является ввод в блок управления 2 стрелочным электроприводом 1 известного типа (фиг.1) устройства диагностики 13 рабочего состояния электропривода 1.

Устройство диагностики (фиг.3) обрабатывает информацию, поданную на его вход от датчика тока 12, ДУНП 11 и ДПР 10, а на выходе выдает сигналы о величине, скорости и ускорении перемещения шибера, усилии на шибере, потребляемом токе, уровне напряжения питания, времени перевода, времени торможения и разбега, люфте стрелочного электропривода.

Данная информация передается на устройство сравнения 14 (фиг.3), которое сравнивает его с заданной/эталонной и выдает заключение о рабочем, предотказном или аварийном состоянии электропривода. Устройство сравнения может находиться как внутри корпуса 7 стрелочного электропривода, так и на посту управления.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в стрелочных электроприводах переменного и постоянного тока. В качестве электродвигателя использован бесконтактный управляемый электродвигатель с датчиком положения ротора, датчиком уровня напряжения питания, датчиком тока и устройством диагностики. Устройство диагностики подает сигналы на вход устройства сравнения, которое выдает сигналы о рабочем, предотказном или аварийном состоянии стрелочного электропривода. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности при работе электропривода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стрелочный электропривод, содержащий бесконтактный управляемый электродвигатель, в состав которого входит блок управления с устройством ограничения тока и узлом ограничения времени работы на уровне, обеспечивающем перевод стрелок, редуктор с фрикционной муфтой, корпус, автопереключатель, шибер, отличающийся тем, что двигатель снабжен датчиком положения ротора, выходные сигналы которого подаются на блок управления.

2. Стрелочный электропривод по п.1, отличающийся тем, что в блок управления введены датчик уровня напряжения питания, датчик тока и устройство диагностики, на вход которого подаются сигналы от датчика тока, датчика положения ротора, датчика уровня напряжения питания, а на выходе выдается информация об усилии на шибере, о величине скорости и ускорении перемещения шибера, времени перевода, времени разгона и торможения двигателя, величине люфта электропривода и его изменении во времени, уровне напряжения на входе двигателя.

3. Стрелочный электропривод по п.2, отличающийся тем, что сигналы с выхода блока управления подаются на вход устройства сравнения, а с выхода устройства сравнения выдаются сигналы о рабочем, предотказном или аварийном состоянии стрелочного электропривода.