ЭЛЕКТРОННАЯ СХЕМА НАДЕЖНОГО ЗАКРЫВАНИЯ МОТОРНО-ПРИВОДНОЙ ДВЕРИ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК H02P3/12 E05F15/60 E05F15/70 B61D19/02 

Изобретение относится к электронной схеме моторно-приводной двери рельсового транспортно средства, включающей места подсоединения приводного электродвигателя для названной двери и места подключения электропитания для указанного приводного двигателя. Изобретение относится также к дверному модулю рельсового транспортного средства, включающему дверь и приводной двигатель для двери, а также соединенную с приводным двигателем электронную схему вышеназванного типа. Изобретение относится также к рельсовому транспортному средству с проводкой электропитания и соединенным с проводкой электропитания дверным модулем. В конечном итоге изобретение относится к применению такой электронной схемы в дверном модуле рельсового транспортного средства.

Электронная схема, дверной модуль и рельсовое транспортное средство названного типа в основном известны. Приводные двигатели дверных модулей предназначены главным образом для удобства открывания и закрывания дверей, имеющих значительный собственный вес и трудно сдвигаемых вручную (допустимые усилия скольжения часто определены стандартами). Кроме этого роль играют и аспекты техники безопасности, так как моторизованными дверями управляют, как правило, с центрального поста. Например, двери можно открывать, закрывать, разблокировать и блокировать из кабины машиниста. Но по соображениям безопасности двери выполнены, как правило, с возможностью ручного манипулирования, т.е. потянув или нажав на ручку можно открыть или закрыть дверь. Это относится как к ситуации рабочего режима рельсового транспортного средства, так и к нерабочему режиму рельсового транспортного средства, например в депо и с отключенным электропитанием от сети. Часто рельсовые транспортные средства отключены от сети электропитания во время сборки, пуска и наладки и технического обслуживания.

Часто в рельсовых транспортных средствах применяют дверные модули, створки которых блокируют не посредством защелок или щеколд, а блокировкой с удерживанием в мертвой точке. При этом створку двери удерживают в зоне мертвой точки, так что дверь не может распахнуться без внешнего воздействия.

В частности, при слишком резком закрывании двери возможно без дополнительного вмешательства ее отскакивание назад в открытое положение после достижения положения закрывания. Это вызвано, например, эластичной деформацией дверного механизма, створки или другого пружинящего элемента. При определенных условиях такое поведение двери закрывающий воспринимает неправильно и еще более резко захлопывает дверь, что понятным образом не приводит к успеху, так как дверь отскакивает из положения закрывания еще сильнее. В частности, в случае готовых к применению насилия или агрессивных людей распахивание двери вызывает или провоцирует акты вандализма.

Из уровня техники известно решение этой проблемы установкой механических амортизаторов или т.п. Однако при этом возникает проблема точной регулировки, в частности с учетом явления старения и различной функциональности при перепадах температур. На практике часто имеет место не оптимальная регулировка амортизаторов и необходимость постоянной затратной юстировки, что не решает или решает проблему в недостаточной мере.

Задачей изобретения является создание улучшенной электронной схемы, усовершенствованного дверного модуля и рельсового транспортного средства. В частности, это должно эффективно предотвратить нежелательное распахивание двери рельсового транспортного средства при ручном манипулировании и отсутствии электропитания. Задачу изобретения решают посредством электронной схемы вышеназванного типа, включающей дополнительно первое ответвление, соединяющее указанные места подключения двигателя, с первым нелинейным элементом и с подключенным к нему последовательно первым управляемым контактором, причем полярность первого нелинейного элемента такова, что его сопротивление при движении закрывания указанной двери за счет электротока от динамического торможения указанного приводного двигателя превышает сопротивление при движении открывания двери, и с первой подсхемой подключения электропитания, соединенной с управляющим входом первого контактора, определяющей возрастание сопротивления первого контактора при наличии указанного питающего напряжения по сравнению с сопротивлением при отсутствии такового. Это означает, что контактор при наличии указанного питающего напряжения главным образом разомкнут, а при отсутствии такового главным образом замкнут.

Задача изобретения решена также посредством дверного модули указанного типа, включающего дополнительно соединенную с приводным двигателем указанную электронную схему.

Кроме этого, задача изобретения решена посредством рельсового транспортного средства указанного типа, оборудованного дополнительно указанным дверным модулем, соединенным с питающей электропроводкой.

В конечном итоге задача изобретения решена применением в дверном модуле рельсового транспортного средства электронной схемы указанного типа.

Принципиально используемый коммутатор может быть выполнен, например, в виде реле или транзистора. В частности, в случае транзистора необходимо отметить, что транзистор необязательно использовать как только контактор, а можно использовать его функцию в качестве управляемого сопротивления. Тем не менее, в рамках изобретения использован термин «контактор», но при условии его широкого понимания, включая изменяемость сопротивления. Не в последнюю очередь потому, что транзистор меняет сопротивление при использовании в качестве контактора не резко, а плавно с одного параметра на другой.

Посредством электронной схемы проблему по данному изобретению решают без помощи механических амортизаторов. С этой целью при постановке рельсового транспортного средства в депо и отсутствии питающего напряжения первый контактор замыкают. Это обеспечивает главным образом короткое замыкание приводного двигателя при движении открывания двери. В направлении открывания места подключения двигателя за счет действия диодов в замыкающем направлении остаются разомкнутыми. Это означает, что дверь можно закрыть с приложением сравнительно небольшого усилия. Как только дверь отпружинивает из положения закрытия, меняется полярность напряжения, производимого приводным двигателем дверного модуля при динамическом торможении, что обуславливает электроток в направлении пропуска диодов. Электроток или вызванная им электродвижущая противосила (противо-ЭДС) оказывает движению открывания значительное сопротивление, за счет чего дверь даже при сильном захлопывании не переходит в направлении открывания мертвую точку блокирования в мертвой точке и, тем самым, надежно остается в положении закрытия. Это предотвращает всплеск реагирования у закрывающего, который не воспринимает больше поведение двери как ошибочное.

Здесь необходимо отметить, что представленная электронная схема эффективна только при отсутствии питающего напряжения. При наличии питающего напряжения первая подсхема обеспечивает размыкание контактора и «обычное» движение двери за счет приводного двигателя. Для этого, как правило, используют встроенное управление, которое и так известно и поэтому далее не раскрыто.

Также необходимо отметить, что использование электронной схемы не исключает применение различных дополнительных амортизаторов. Например, дополнительно к электронной схеме устанавливают гидравлические и/или механические амортизаторы. Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и его усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах формулы и следуют из описания на основе фигур.

Предпочтительна установка параллельно первому контактору линейного элемента или сопротивления. Сопротивление задает минимальную тормозную реакцию двигателя в направлении открывания двери. Это не отбрасывает дверь слишком резко из конечного положения упора в направлении открывания.

Также предпочтительное наличие в электронной схеме ответвления, параллельного первому ответвлению, с установленными линейным элементом или сопротивлением. Это предотвращает слишком резкое закрывание двери за счет заданного допустимого электротока в обмотке двигателя, вызывающего определенное противодействие закрыванию. При этом предпочтительно, чтобы противодействие возрастало со скоростью закрывания двери, так как электрическое напряжение динамического торможения двигателя растет с ростом оборотов. Схема при закрывании двери действует в качестве амортизатора нарастающего действия.

Предпочтительно кроме этого наличие в электронной схеме ответвления, параллельного первому ответвлению, с установленным вторым нелинейным элементом в противопараллель к первому нелинейному элементу. За счет этого вышеназванное противодействие возникает исключительно при закрывании двери.

Предпочтительна установка в ответвлении, параллельном первому ответвлению, второго управляемого контактора, соединение первой подсхемы с управляющим входом второго контактора и повышение сопротивления второго контактора при наличии указанного питающего напряжения по сравнению с сопротивлением при отсутствии последнего. Это означает, что второй контактор (синхронно с первым контактором) размыкают при наличии питающего напряжения и замыкают при отсутствии такового. Это предотвращает препятствование вышеназванного противодействия движению двери от привода в обычном режиме или прохождению вызванного питающим напряжением электротока через сопротивление.

Также предпочтительно наличие в первой подсхеме элемента гальванической развязки, соединенного на стороне входа с местами подключения электропитания, а на стороне выхода с управляющим входом первого контактора и с управляющим входом второго контактора при его наличии. Это гальванически разъединяет электронную схему от сети электропитания рельсового транспортного средства. В качестве элемента гальванической развязки используют, например, оптрон, трансформатор или реле.

Также предпочтительна возможность установки сопротивления, работающего в направлении открывания и/или закрывания двери в первом ответвлении и/или параллельном ему втором ответвлении. Это обеспечит индивидуальную настройку амортизирующего действия электронной схемы.

Особенно предпочтительно наличие в электронной схеме второй подсхемы, настраивающей первый контактор таким образом, что его сопротивление непосредственно после реверса электротока от закрывания двери при открывании двери меньше, чем после него. За счет этого динамическое торможение двигателя непосредственно после отскока двери особенно велико. Это эффективно предотвращает самопроизвольное распахивание двери и не чрезмерно противодействует намеренному открыванию двери, в частности при аварийном открывании.

В связи с этим предпочтительно наличие во второй подсхеме синхронизирующего элемента, воздействующего прямо или косвенно на управляющий вход первого контактора. Это обеспечивает простыми средствами ограничение по времени вышеназванного противодействия обратному распахиванию двери. Например, синхронизирующий элемент может быть выполнен в виде резестивно-емкостного (RC) звена. Альтернативно можно, конечно, использовать и другие синхронизирующие элементы, например цифровые таймеры (с кварцевой стабилизацией частоты). Особенно предпочтительно наличие в электронной схеме третьей подсхемы, блокирующей первый контактор и/или настраивающей его на уменьшение сопротивления при длительном или частом открывании двери за интервал времени. При открывании двери с большой силой, т.е. быстром и/или с часто чередующимся открыванием и закрыванием, например в случае вандализма, электронная схема испытывает очень высокую нагрузку. Для предотвращения (теплового) разрушения частоту или интенсивность движений двери контролирует третья подсхема, а первый контактор при необходимости замыкают. В таком случае напряжение на первом контакторе перестает падать, что снижает теряемую мощность и, тем самым, тепловую нагрузку. Альтернативно или дополнительно для снижения тепловой нагрузки (дополнительный) контактор блокирует первый контактор. При этом, в частности, предпочтительно выполнение дополнительного контактора в виде оптимированного для коммутации полевого канального транзистора с очень малым сопротивлением при последовательном замыкании цепей. В частности, при такой конструкции первый контактор выполнен в виде линейного транзистора, что особенно хорошо обеспечивает заданное механическое противодействие чрезмерному движению двери.

Особенно предпочтительно также наличие в электронной схеме третьей подсхемы, блокирующей первый контактор и/или настраивающей его на уменьшение сопротивления при росте температуры первого контактора. При таком варианте непосредственно рассчитывают температуру первого контактора, чтобы при необходимости перевести его в последовательное замыкание цепей и снизить, тем самым, тепловую нагрузку. Вышеприведенный вариант осуществления с альтернативным или дополнительным блокирующим контактором предпочтителен и в этом варианте.

В дверном модуле по данному изобретению предпочтительна также установка линейного элемента вместо первого нелинейного элемента. Это обеспечивает получение особенно простой электронной схемы.

Для более лучшего понимания изобретения, оно иллюстрируется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - первый пример электронной схемы для надежного закрывания моторно-приводной двери рельсового транспортного средства;

фиг. 2 - примерный вариант дверного модуля рельсового транспортного средства;

фиг. 3 - примерный вариант рельсового транспортного средства с дверными модулями по фиг.2;

фиг. 4 - аналогично фиг. 1, но с противодействием закрыванию двери;

фиг. 5 - аналогично фиг. 1, но с дополнительным диодом в параллельном ответвлении;

фиг. 6 - аналогично фиг. 5, но с дополнительным коммутатором в параллельном ответвлении;

фиг. 7 - аналогично фиг. 1, но с направленным противодействием открыванию двери;

фиг. 8 - аналогично фиг. 7, но с противопараллельным ответвлением;

фиг. 9 - подробный вариант исполнения электронной схемы для надежного закрывания моторно-приводной двери рельсового транспортного средства;

фиг. 10 - аналогично фиг. 9, но с контактором, блокирующим первый контактор;

фиг. 11 - аналогично фиг. 10, но с третьей подсхемой для обработки частоты и интенсивности движения двери.

Вначале необходимо отметить, что в различных описанных вариантах исполнения одинаковые детали обозначены одинаковыми условными обозначениями или номерами деталей, причем раскрытие во всем описании можно соответственно перенести на одинаковые детали с одинаковыми условными обозначениями или одинаковым обозначением деталей. Также взятое в описание обозначение положения, например вверху, внизу, сбоку и т.д., относится к непосредственно описываемой и изображенной фигуре и при смене ситуации соответственно переходят в новую ситуацию. Кроме этого отдельные признаки или совокупности признаков показанных и описанных примеров исполнения являются самостоятельными, обладающими изобретательским замыслом решениями или решениями согласно данному изобретению.

На фиг. 1 показан первый пример исполнения электронной схемы 1а моторно-приводной двери рельсового транспортного средства. Схема 1а включает места А1, А2 подключения приводного двигателя М указанной двери и места А3, А4 подключения питающего напряжения U1 для указанного приводного двигателя М. Схема 1а включает также соединяющее указанные места А1, А2 подключения двигателя первое ответвление Z1 с первым нелинейным элементом D1 и подключенным к нему последовательно первым управляемым контактором S1, причем полярность первого нелинейного элемента D1 такова, что его сопротивление для электротока, произведенного динамическим торможением указанного приводного двигателя М, при закрывании указанной двери больше, чем при открывании двери. На фиг. 1 нелинейный элемент выполнен в виде диода D1, замыкающего при закрывании двери и проводящего при открывании двери. Электронная схема 1а включает также соединенную с управляющим входом первого контактора S1 первую подсхему 2 с местами А3, А4 подключения электропитания, обеспечивающую увеличение сопротивления первого коммутатора S1 при наличии указанного питающего напряжения U1 по сравнению с сопротивлением при отсутствии такового. Конкретно первый контактор S1 на фиг. 1 главным образом разомкнут при наличии указанного питающего напряжения U1 и главным образом замкнут при отсутствии такового.

На фиг. 2 показан пример исполнения дверного модуля 3, выполненного в виде модуля раздвижной поворотной двери и встроенного в стенку 4 рельсового транспортного средства. Поворотно-раздвижной дверной модуль 3 включает дверную створку 5 с уплотнителем 6, с блокировкой 7 в мертвой точке и с направляющим рычагом 8. Для привода дверной створки 5 предназначен не показанный здесь двигатель М. Он, например, присоединен к блокировке 7 в мертвой точке или другим известным способом.

На фиг. 3 показан пример исполнения рельсового транспортного средства 10 с несколькими дверными модулями 3. Дверные модули 3 устроены, например, по фиг. 2 и включают каждый электронную схему 1. Источник напряжения U1 и питающая электропроводка 11 обеспечивают приводные двигатели М дверных модулей 3 электроэнергией. Их обычным способом открывают и закрывают, например, с пульта машиниста рельсового транспортного средства 10.

Функция электронной схемы 1 подробно раскрыта на основе фиг. 1-3, причем исходя из ситуации постановки рельсового транспортного средства 10 в депо и отключения энергоснабжения 11. В этой ситуации двери 5 нельзя централизовано открыть или закрыть посредством привода с пульта машиниста транспортного средства 10. Однако по соображениям безопасности остается возможность ручного манипулирования дверьми. Это означает, что двери 5 можно открыть или закрыть, потянув или нажав рукой на ручку двери.

Дверь 5 по фиг. 2 принципиально необязательно блокирует посредством защелок или щеколд, а она остается без дополнительного вмешательства запертой блокировкой в мертвой точке. При этом дверной уплотнитель 6, установленный на шпунт двери, прижимает дверную створку 5 и соответственно подвижный рычаг блокировки 7 в мертвой точке к неподвижному упору на стороне транспортного средства.

В частности, при (слишком резком) закрывании двери 5 без дополнительного вмешательства наступает ситуация, когда дверь 5 после достижения положения закрытия отскакивает снова в положение открытия. Это обусловлено законом сохранения энергии или законом сохранения импульса вследствие, например, эластичной деформации дверного механизма, дверной створки 5 или дверного уплотнителя на правой стороне дверной створки 5 (на фиг. 2 не показано). В определенных условиях закрывающий дверь воспринимает такое поведение двери 5 неправильно и еще сильнее захлопывает дверь 5, что по понятным причинам не приводит к успеху. В частности, в случае готовых к применению насилия или агрессивных людей распахивание двери вызывает или провоцирует акты вандализма. Из уровня техники известно решение этой проблемы установкой механических амортизаторов или т.п. Однако при этом возникает проблема точной регулировки, в частности с учетом явления старения и различной функциональности при перепадах температур.

Эту проблему решают без (обязательного) использования механических амортизаторов с помощью электронной схемы 1, 1а. Конкретно с этой целью при постановке рельсового транспортного средства 10 в депо и отключении питающего напряжения U1 первый коммутатор S1 замыкают. Это приводит к тому, что двигатель М при открывании двери 5 главным образом короткозамкнут. В положении закрытия двери места А1 и А2 подключения двигателя остаются благодаря диоду D1 разомкнутыми. Это означает, что дверь 5 можно открыть со сравнительно малым приложением сил. Как только дверь отпружинивает назад из положения закрытия происходит изменение производимого динамическим торможением двигателя М напряжения и возникает электроток в направлении пропускания диода D1. Электроток и соответственно вызванная им электродвижущая противосила (противо-ЭДС) оказывает движению открывания значительное сопротивление, за счет чего дверь 5 даже при сильном захлопывании не переходит в направлении открывания мертвую точку блокировки 7 в мертвой точке и, тем самым, надежно остается в положении закрытия. Это предотвращает всплеск реагирования у закрывающего, который не воспринимает больше поведение двери 5 как ошибочное.

Здесь необходимо отметить, что электронная схема 1а эффективна только при отсутствии питающего напряжения U1. При наличии питающего напряжения U1 первая подсхема 2 обеспечивает размыкание контактора S1 и «обычное» движение двери за счет приводного двигателя М. Для этого, как правило, используют встроенное управление, которое и так известно и поэтому на фигурах не показано.

На фиг. 4 показан вариант исполнения электронной схемы 1b, очень похожей на электронную схему 1а по фиг. 1. В отличие от нее в параллельном последовательной схеме Z1 ответвлении Z2 установлено сопротивление R2. Сопротивление R2 работает за счет квази короткого замыкания в Z1 как при закрывании, так и при открывании двери 5, однако главным образом при закрывании двери. Сопротивление 2 предотвращает резкое закрывание двери 5 за счет того, что проходящий через двигатель М и соответственно через сопротивление R2 и, тем самым, через обмотку двигателя электроток оказывает заданное противодействие закрыванию двери. При этом предпочтительно, чтобы это противодействие возрастало со скоростью закрывания двери 5. Таким образом, действие электронной схемы 1b соответствует действию амортизатора нарастающего действия.

На фиг. 5 показан вариант электронной схемы 1с, очень похожей на электронную схему 1b по фиг. 4. В отличие от параллельно последовательной схемы Z1 установлено ответвление Z2 путем подключения второго нелинейного элемента D2, а именно второго диода D2 в противопараллель к первому диоду D1. Таким образом сопротивление R2 работает исключительно при закрывании двери 5.

На фиг. 6 показан другой вариант исполнения электронной схемы 1d, очень похожей на электронную схему 1b по фиг. 4. В отличие от нее в параллельном последовательной схеме Z1 ответвлении Z2 установлен второй управляемый контактор S2, управляющий вход которого соединен с первой подсхемой 2. Первая подсхема обеспечивает увеличение сопротивления второго контактора S2 при наличии указанного питающего напряжения U1 в отличие от сопротивления при отсутствии такового. Это означает, что второй контактор S2 разомкнут (синхронно с первым коммутатором) при отсутствии питающего напряжения U1 и замкнут при его наличии. Это предотвращает противодействие сопротивления R2 движению двери 5 двигателем М в обычном режиме или прохождению электротока от питающего напряжения U1 через сопротивление R2.

На фиг. 7 показан следующий вариант электронной схемы 1е, очень похожей на электронную схему 1а по фиг. 1. В отличие от нее в первом ответвлении Z1 установлено сопротивление R1, ограничивающее при открывании двери 5 индукционный электроток и, тем самым, противодействие открыванию двери.

На фиг. 8 показан вариант исполнения электронной схемы 1f, в которой сопротивление R2 ограничивает при закрывании двери 5 электроток, проходящий через двигатель М, а сопротивление R1 ограничивает его при открывании двери 5. Для этого в ответвлениях Z1 и Z2 последовательно подключены диоды D1, D2, сопротивления R1, R2 и контактор S1, S2, причем полярность диодов D1, D2 противопараллельна.

Электронная схема 1а… 1f принципиально состыкована с аварийным ручным манипулятором. Для этого, например, в ответвлении Z1 установлен последовательно к контактору S1 (дополнительный) контактор, который размыкают при срабатывании аварийного ручного манипулятора. Это предотвращает чрезмерное механическое противодействие открыванию двери 5 в аварийном случае. Вместо этого разомкнутый дополнительный контактор исключает динамическое торможение двигателя М в этом режиме. Принципиально такой дополнительный коммутатор может отсутствовать, установлено соответствующее (большое) сопротивление R1, что само по себе предотвращает чрезмерное противодействие открыванию двери 5.

На фиг. 9 более подробно показан вариант исполнения электронной схемы 1g, основное устройство которой аналогично электронной схеме 1с по фиг. 5. В этом случае контактор S1 транзистор Т1 образован схемой Дарлингтона из транзисторов Т1 и Т2. Дополнительное сопротивление R4 ограничивает при этом ток затвора транзистора Т1. Для увеличения токовой нагрузки диод D1 в этом случае также образован из двух отдельных диодов.

Первая подсхема 2 включает в этом варианте оптрон К1, соединенный на стороне входа с местами А3, А4 подключения энергопитания, а на стороне выхода с управляющим входом первого контактора S1, а именно с базой транзистора Т2. для ограничения прохождения электротока через оптрон К1 установлено сопротивление R3. Диод D3 служит защитой от переполюсовки и/или перенапряжения. При наличии питающего напряжения U1 базу транзистора Т2и, тем самым, затвор транзистора Т1 притягивает к массе, за счет чего транзистор Т1 замыкает. Вместо оптрона К1 устанавливают какой-либо другой элемент гальванической развязки, например реле.

Электронная схема 1g включает вторую подсхему 12, настраивающую первый транзистор таким образом, чтобы его сопротивление непосредственно после реверса электротока от движения закрывания двери 5 было при открывании двери ниже, чем после открывания. Вторая подсхема 12 включает в этом варианте дополнительно, воздействующий на управляющий вход первого транзистора Т1 синхронизирующий элемент, выполненный в этом варианте в виде резестивно-емкостного (RC) звена, сопротивления R2, R5 и конденсатор С1.

В варианте по фиг. 9 резестивно-емкостное (RC) звено действует опосредовано на первый транзистор Т1, однако возможно и прямое воздействие резестивно-емкостного (RC) звена на управляющий вход первого транзистора Т1. Дополнительно возможно использование другого синхронизирующего элемента, в частности цифрового таймера. Естественно возможно также сочетание резестивно-емкостного (RC) звена с пороговым коммутатором, выход которого воздействует на управляющий вход первого транзистора Т1.

При закрывании двери 5 второе ответвление Z2 проводит электроток, т.е. потенциал на месте А1 подключения двигателя ниже потенциала на месте А2 подключения двигателя. Проходящий в этом режиме по второму ответвлению Z2 электроток заряжает конденсатор С1.

При достижении дверью 5 положения закрытия и ее отскакивании из-за изменения направления движения происходит изменение напряжения в двигателе М. При этом потенциал в месте А1 подключения двигателя выше потенциала на месте А2 подключения двигателя, за счет чего первое ответвлении Z1 проводит электроток. Через сопротивления R6, R7, R8, R9 и диод Зенера D4 проходит ток к отрицательному потенциалу конденсатора С1, медленно разряжающегося через сопротивление R5. За счет этого на базе транзистора Т3 напряжение растет с низкого исходного значения, а транзистор Т3 в значительной степени блокирует. За счет этого и на базе транзистора Т4 напряжение растет с низкого исходного значения. Транзистор Т4 также в значительной степени блокирует, что снижает через сопротивления R10 и R11 потенциал на базе транзистора Т2. Следствием этого является последовательное снижение проводимости транзистора Т1.

Соответствующий расчет параметров второй подсхемы 12 обеспечивает необходимые для ее эффективности заметное торможение в направлении открывания, с одной стороны, и определенную минимальную скорость при закрывании двери 5, с другой стороны, но и изменение направления движения и, тем самым, напряжения за определенный интервал времени. Это предотвращает чрезмерное тормозящее действие электронной схемы 1g даже при «нормальном» закрывании двери 5.

При этом необходимо отметить, что транзистор Т1 не используют в виде только контактора или не должны использовать. Транзистор Т1 можно использовать и в виде управляемого сопротивления, за счет чего отпадает необходимость специального сопротивления в ответвлении Z1, как это показано на фиг. 7 и 8.

За счет понижения проводимости транзистора Т1 снижается тормозящее действие двигателя М, которое, исходя из высокого параметра, стремится к параметру, заданному сопротивлением R12. При полной блокировке транзистора Т1 электроток двигателя проходит главным образом через сопротивление R12. Таким образом, сопротивление R12 задает минимальное тормозящее действие двигателя М в направлении открывания двери 5.

Дополнительно в этом варианте сопротивление, работающее в первой последовательной схеме Z1 в направлении открывания двери 5, выполнено с возможностью настройки. Для этого установлены три диода Зенера D5, D7 и перемычка J1. Это также обеспечивает возможность настройки потенциала на базе транзистора Т2 и, тем самым, блокирующего действия транзистора Т1. в частности, диоды Зенера D5, D7 и перемычка J1 обеспечивают возможность задавать потенциал на базе транзистора Т2 даже при, как правило, полной блокировке транзистора Т4. Понятно, что подобная возможность настройки обеспечена во втором ответвлении Z2 и для направления закрывания двери 5.

За счет предложенных мероприятий двигатель М оказывает движению створки двери 5 заданное противодействие как при открывании, так и при закрывании двери. В частности, нарастающее действие препятствует превышению определенной скорости движения створки двери даже с приложением большого усилия, что снижает механическую нагрузку при достижении дверью 5 конечных положений.

На это квази постоянное противодействие при смене направления с закрывания на открывание наложено дополнительное временное противодействие. Это дополнительно предотвращает обратное распахивание двери.

Электронная схема 1g включает также третью подсхему 13, настраивающую первый транзистор Т1 на снижение сопротивления с повышением температуры первого транзистора Т1. При быстро повторяющемся открывании и закрывании двери с большим усилием, как, например, при акте вандализма, транзистор Т1 испытывает очень большую нагрузку. Для предотвращения разрушения (теплового) температуру транзистора Т1 контролирует третья подсхема 13. Для этого к входу транзистора Т1 через диод D9 подведено термически состыкованное с транзистором Т1 температурное реле IC1, за счет чего транзистор Т1 при превышении температуры последовательно замыкает контакты. Очень малое сопротивление транзистора Т1 при последовательном замыкании контактов напряжение на нем почти не снижается, что обуславливает невысокую мощность потерь и, тем самым, небольшую тепловую нагрузку. В этом режиме двигатель М коротко замкнут практически во время всего движения открывания двери 5 (и не только после отскакивания из положения закрытия). Это означает, что дверь 5 можно открыть в этом режиме только с большим усилием. Это, с одной стороны, сберегает транзистор Т1 и, с другой стороны, отпугивает вандалов, так как дверь 5 почти невозможно сдвинуть. Этот режим сохраняют до тех пор, пока не охладится транзистор Т1 до достижения порога коммутации (нижнего) температурного реле IC1. В результате на выходе температурное реле IC1 выдает падающий запускающий фронт импульса, а температурное реле IC1 больше на настраивает транзистор Т1. Электронная схема 1g переходит снова в обычный режим работы. Необходимо отметить, что температурное реле IC1 включает предпочтительно гистерезис переключения для предотвращения нежелательных колебательных феноменов.

Тепловая состыковка между транзистором Т1 и температурным реле IC1 обеспечена установкой транзистора Т1 и температурного реле IC1 в одном корпусе и предпочтительно рядом друг с другом. Возможна, например, и установка температурного реле IC1 непосредственно на охлаждающем стальном корпусе транзистора Т1.

Конденсатор С1 служит в этом варианте блокирующим конденсатором и защищен диодом Зенера D8 от перегрузки напряжением. Диод Зенера D8 защищен в свою очередь сопротивлением R13 от токовой перегрузки.

На фиг. 10 показана электронная схема 1h, очень похожая на электронную схему 1g. В отличие от нее третья подсхема 13 устроена иначе. Вместо последовательного переключения транзистора Т1 при превышении температуры его блокирует в этом варианте транзистор Т5, подключенный через сопротивление R14 к температурному реле IC1. При этом особенно предпочтительно выполнение транзистора Т5 в виде оптимально настроенного на задачи коммутации полевого канального транзистора с очень малым сопротивлением в состоянии последовательного переключения. В указанном режиме работы он за счет почти не греется, что обеспечивает эффективное и безопасное охлаждение транзистора Т1. В отличие от транзистора Т5 транзистор Т1 выполнен не в виде коммутационного транзистора, а виде линейного транзистора. Это особенно эффективно обеспечивает управление заданным механическим противодействием чрезмерному движению двери 5 в обычном температурном диапазоне.

В этом варианте конденсатор С3 служит вспомогательным конденсатором и защищен от сверхнапряжения с помощью диода Зенера D11. Диод Зенера D11 сам защищен от сверхтока сопротивлением R15. Диод D10 обеспечивает не слишком быструю разрядку конденсатора С3 при реверсе напряжения и служит одновременно выпрямительным диодом.

Необходимо отметить, что варианты исполнения по фиг. 9 и фиг. 10 можно комбинировать. Это означает, что соединение с транзистором Т1 через диод D9 можно обеспечить и в варианте по фиг. 10. Таким образом транзистор Т1 не только блокируют, но и активно последовательно переключают.

Показанная на фиг. 9 и фиг. 10 третья подсхема 13 - это не единственная возможность предотвращения тепловой перегрузки транзистора Т1. Возможно также блокирование третьей подсхемой 13 первого транзистора Т1 в случае длительного или частого открывания двери 5 за определенный интервал времени.

На фиг. 11 показана с этой целью электронная схема 1i с соответствующей третьей подсхемой 13, контролирующей частоту или интенсивность движения двери 5, чтобы предотвратить (тепловое) разрушение транзистора Т1. Она включает пороговый переключатель IC2, соединенный на стороне выхода с транзистором Т5 через сопротивление R14. На первом (положительном) входе порогового переключателя IC2 подключена проведенная через диод D12 последовательная схема из двух сопротивлений R16 и R17. Параллельно сопротивлению R17 установлен конденсатор С4. На втором (отрицательном) входе порогового переключателя IC2 подключена проведенная через диод D13 последовательная схема из двух сопротивлений R18 и R19. Параллельно сопротивлениям R18 и R19 установлен конденсатор С5. Движение двери 5 заряжает конденсатор С4 через сопротивление R16. Одновременно он постоянно разряжается через сопротивление R17. При частом и/или интенсивном движении двери 5 напряжение на первом (положительном) входе порогового переключателя IC2 превышает заданное сопротивлениями R18 и R19 напряжение на втором (отрицательном) входе порогового переключателя IC2, за счет чего он последовательно переключает транзистор Т5. Конденсатор С5 служит здесь вспомогательным конденсатором, так что напряжение на втором (отрицательном) входе остается в известной степени неизменным. Образованная С5, R18 и R19 константа времени должна быть для этого значительно больше константы времени, образованной С4 и R17.

В этом режиме двигатель М коротко замкнут опять практически на протяжении всех открываний двери 5 (а не только после отскакивания из положения закрытия). Такой рабочий режим поддерживают до того, пока конденсатор С4 снова не будет разряжен до достижения (нижнего) порогового значения переключения порогового переключателя IC2. Это приводит к выведению на выходе порогового переключателя IC2 ниспадающего запускающего фронта импульса, за счет чего пороговый переключатель IC2 больше не настраивает транзистор Т5. Электронная схема 1i снова переходит в обычный режим работы. Предпочтительно пороговый переключатель IC2 включает гистерезис переключения для предотвращения самопроизвольного колебательного феномена. Для этого от выхода порогового переключателя IC2 установлена обратная связь на его первый положительный вход, например в виде дополнительного сопротивления. В другом варианте исполнения конденсатор С5 подключен параллельно сопротивлению R19 и диоду Зенера (не показан), что обеспечивает пороговому значению напряжения еще более лучшую константу времени.

Необходимо отметить, что третья подсхема 13 альтернативно или дополнительно управляет транзистором Т1. Соответственно применимо указанное для фиг. 9 и фиг. 10.

Также возможна комбинация вариантов исполнения по фиг. 9-11. Это означает, что третья подсхема 13 блокирует и/или настраивает первый контактор S1 / Т1 тогда и таким образом, что его сопротивление падает как при длительном или частом открывании двери 5 за определенный интервал времени, так и при превышении температуры первого контактора S1 / Т1.

Предпочтительно контролирующая интенсивность/частоту движений двери третья подсхема не зависит от температуры окружающей рельсовое транспортное средство 10 среды или дверного модуля 3. Это означает, что противовандальная защита включена и предохраняет дверной модуль 3 от чрезмерной механической нагрузки и тогда, когда температура транзистора Т1 еще далеко не достигла критической температуры из-за низкой температуры окружающей среды. В отличие от этого при очень высокой температуре окружающей среды контролирующая температуру транзистора Т1 третья подсхема 13 инициирует активирование противовандальной защиты уже после относительно малочисленных манипулирований с дверью 5. Комбинирование двух мер соответственно объединяет указанные преимущества. Для оптимальной защиты предпочтительно комбинирование обоих критериев коммутации по типу ИЛИ.

Принципиально следует отметить, что первый контактор S1 замыкают только так или последовательно переключают транзистор Т1 только так, чтобы обеспечить двигателю М вырабатывание питающего напряжения, необходимого для электронной схемы 1a…1g. Это означает, что сопротивление первого коммутатора S1 даже в «закрытом» состоянии явно больше нуля. В варианте по фиг. 9 это обеспечено соответствующим напряжением, приложенном на базу транзистора Т2. Возможна также настойка контактора S1 или транзистор Т2 на повторно-кратковремнный или пульсирующий режим и буферизация питающего напряжения электронной схемы 1а…1g, например в конденсаторе и/или аккумуляторе (не показан). Контактор S1/Т1 переключается между положениями «открыто» и «закрыто», причем средство вырабатывает напряжение, необходимое для электронной схемы 1а…1g. Другой возможностью является установка в первом ответвлении Z1 сопротивления R1, как показано в варианте по фиг. 7. Возможно также питание электронной схемы 1а…1g от конденсатора или аккумулятора (не показан), который заряжается во время обычного режима дверного модуля 3 / рельсового транспортного средства 10 от питающего напряжения U1. При отключении питающего напряжения U1 электронная схема 1а…1g разряжает конденсатор/аккумулятор.

Следует также отметить, что раскрытые в заявке действия осуществимы и при наличии питающего напряжения U1. В частотности, это относится к торможению движения двери 5 в направлении открывания и к другим вытекающим из этого вариантам, например, усиленного торможения двери после смены направлении движения с закрывания на открывание. При наличии питающего напряжения U1 эту задачу в обычном режиме выполняет, главным образом, встроенная система управления, например, когда показанные процессы заложены в программное обеспечение и система управления выполняет их в рабочем режиме. Движение створки двери 5 при этом отображает не обязательно электроток от динамического торможения двигателя М, а, например, фиксирует датчик движения.

Примеры выполнения показывают возможные варианты исполнения электронной схемы 1а…1g, дверного модуля 3 по данному изобретению и рельсового транспортного средства 10 по данному изобретению, причем следует отметить, что изобретение не ограничено только показанным вариантами их исполнения, а в большей мере предусматривает комбинирование отдельных вариантов друг с другом, а вариативные возможности на основе технического решения по данному изобретению зависят от технического знания компетентного специалиста. Таким образом, все возможные за счет комбинирования отдельных деталей представленных и описанных вариантов осуществления изобретения варианты исполнения входят в объем правовой защиты. В частности, электронная схема 1а…1i, дверной модуль по данному изобретению и рельсовое транспортное средство 10 по данному изобретению могут в действительности включать по сравнению с представленным большее или меньшее количество составных частей.

Следует учесть, что для более лучшего понимания устройства дверного модуля 3 и рельсового транспортного средства 10 по данному изобретению их составные части показаны частично не в масштабе, с увеличением и/или с уменьшением.

Положенные в основу решения задачи изобретательские технические решения отражены в описании.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электронной схеме (1, 1а…1i) моторно-приводной двери рельсового транспортного средства. Техническим результатом является предотвращение нежелательного распахивания двери рельсового транспортного средства при ручном манипулировании и отсутствии питания. Электронная схема надежного закрывания моторно-приводной двери рельсового транспортного средства включает последовательную схему из первого нелинейного элемента (D1) и первого управляемого контактора (S1, T1) в месте (А1, А2) подключения приводного двигателя (М). Полярность первого нелинейного элемента (D1) такова, что его сопротивление для электротока, произведенного динамическим торможением указанного приводного двигателя (М), при закрывании двери (5) больше, чем при открывании двери. Наличие питающего напряжения (U1) для двери (5) воздействует на изменение сопротивления первого контактора (S1, T1) по сравнению с его сопротивлением при отсутствии такового. Изобретение относится также к дверному модулю (3) рельсового транспортного средства (10), включающему такую электронную схему (1, 1а…1i), к рельсовому транспортному средству (10) с таким дверным модулем (3), а также к применению электронной схемы (1, 1а…1i). 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Электронная схема (1, 1а…1i) моторно-приводной двери (5) рельсового транспортного средства (10), включающая места (А1, А2) подключения приводного двигателя (М) указанной двери (5) и места (А3, А4) подключения питающего напряжения (U1) для указанного приводного двигателя (М), отличающаяся тем, что содержит соединяющее места (А1, А2) подключения двигателя первое ответвление (Z1), имеющее первый нелинейный элемент (D1) и подключенный к нему последовательно первый управляемый контактор (S1, Т1), причем полярность первого нелинейного элемента (D1) такова, что его сопротивление для электротока, произведенного динамическим торможением приводного двигателя (М), при закрывании двери (5) больше, чем при открывании двери, с соединенной с управляющим входом первого контактора (S1, Т1) первой подсхемой (2) с местами (А3, А4) подключения энергоснабжения, обеспечивающей увеличение сопротивления первого контактора (S1, Т1) при наличии питающего напряжения (U1) по сравнению с сопротивлением при отсутствии такового.

2. Электронная схема по п. 1, отличающаяся тем, что параллельно первому контактору (S1, Т1) установлено сопротивление (R12).

3. Электронная схема по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит ответвление (Z2), параллельное первому ответвлению (Z1), с установленным линейным элементом (R2).

4. Электронная схема по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она содержит ответвление (Z2), параллельное первому ответвлению (Z1), с подключенным в противопараллель к первому нелинейному элементу (D2) вторым нелинейным элементом (D2).

5. Электронная схема по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что в параллельном первому ответвлению (Z1) ответвлении (Z2) установлен второй управляемый контактор (S2), причем первая подсхема (2) соединена с управляющим входом второго контактора (S2) и увеличивает сопротивление второго контактора (S2) при наличии указанного питающего напряжения (U1) по сравнению с его сопротивлением при отсутствии такового.

6. Электронная схема по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что первая подсхема (2) включает элемент (К1) гальванической развязки, соединенный на стороне входа с местами (А3, А4) подключения энергоснабжения, на стороне выхода с управляющим входом первого контактора (S1, Т1) и - при наличии такового - с управляющим входом второго контактора (S2).

7. Электронная схема по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что работающее при открывании и/или при закрывании двери (5) сопротивление в первом ответвлении (Z1) и/или в параллельном ему ответвлении (Z2) выполнено с возможностью настраивания.

8. Электронная схема по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что она содержит вторую подсхему (12), настраивающую первый контактор (S1, Т1) таким образом, чтобы его сопротивление непосредственно после реверса электротока от движения закрывания двери (5) при движении ее открывания было меньше, чем после него.

9. Электронная схема по п. 8, отличающаяся тем, что вторая подсхема (12) включает синхронизирующий элемент (R2, R3, C1), воздействующий напрямую или опосредованно на управляющий вход первого контактора (S1, Т1).

10. Электронная схема по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она содержит третью подсхему (13), блокирующую первый контактор (S1, Т1) и/или настраивающую его на снижение сопротивления в случае длительного или частого открывания двери (5) за определенный интервал времени.

11. Электронная схема по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что она содержит третью подсхему, блокирующую первый контактор (S1, Т1) и/или настраивающую его на снижение сопротивления при повышении температуры первого контактора (S1, Т1).

12. Дверной модуль рельсового транспортного средства (10) с дверью (5) и приводным двигателем (М) двери (5), отличающийся тем, что он содержит электронную схему (1, 1а…1i) по любому из пп. 1-11, соединенную с приводным двигателем (М).

13. Дверной модуль рельсового транспортного средства (10) с дверью (5) и приводным двигателем (М) двери (5), отличающийся тем, что он содержит электронную схему (1, 1а…1i) моторно-приводной двери (5) рельсового транспортного средства (10), включающую места (А1, А2) подключения приводного двигателя (М) указанной двери (5) и места (А3, А4) подключения питающего напряжения (U1) для указанного приводного двигателя (М), причем электронная схема (1, 1а…1i) содержит соединяющее места (А1, А2) подключения двигателя первое ответвление (Z1), имеющее линейный элемент и подключенный к нему последовательно первый управляемый контактор (S1, Т1), причем полярность линейного элемента такова, что его сопротивление для электротока, произведенного динамическим торможением приводного двигателя (М), при закрывании двери (5) больше, чем при открывании двери, с соединенной с управляющим входом первого контактора (S1, Т1) первой подсхемой (2) с местами (А3, А4) подключения энергоснабжения, обеспечивающей увеличение сопротивления первого контактора (S1, Т1) при наличии питающего напряжения (U1) по сравнению с сопротивлением при отсутствии такового.

14. Рельсовое транспортное средство (10) с питающей линией (11) электроснабжения, отличающееся тем, что оно содержит дверной модуль (3) по п. 12 или 13, соединенный с питающей линией (11) электроснабжения.

15. Применение электронной схемы (1, 1а…1i) по любому из пп. 1-11 в дверном модуле (3) рельсового транспортного средства (10).