Компенсатор гармонических помех в низкочастотном сигнале Российский патент 2023 года по МПК B61L25/06 B61L3/24 H04B15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и обеспечивает повышение помехоустойчивости приемников сигналов в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации за счет компенсации гармонических помех.

Уровень техники

Известны устройства для подавления помех в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации [1]. Однако они не обеспечивают требуемой степени ослабления помех, обладающих широким частотным диапазоном и большим изменением амплитуд во времени.

Известно устройство для компенсации помех в приемнике автоматической локомотивной сигнализации, подключаемое к входу приемника, снабженное режекторным фильтром, инвертирующим трансформатором с коэффициентом трансформации, равным единице, и суммирующим трехобмоточным трансформатором [2]. Однако качество подавления помех этим устройством зависит от эффективности режекторного фильтра и величины потерь мощности гармонических помех в инвертирующем трансформаторе.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в аппаратуре рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации.

В этой аппаратуре используются электрические фильтры на резонансных контурах, построенных на катушках индуктивности и конденсаторах. Вызвано это тем, что сигнальные токи в рельсовых цепях и автоматической локомотивной сигнализации имеют несущие частоты в нижней части звукового диапазона, на которых наиболее эффективны такие фильтры.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приемников рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации за счет увеличения степени подавления помех от тягового тока при исключении необходимости внесения для этого сложных схемных или конструктивных изменений.

Задача достигается тем, что компенсатор помех снабжен дополнительно усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и трехобмоточным трансформатором, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены встречно, причем вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены к одной входной обмотке трехобмоточного трансформатора и через режекторный фильтр к усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен ко второй входной обмотке трехобмоточного трансформатора, соединенного своей выходной обмоткой с входом приемника сигналов.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена блок-схема компенсатора помех.

Осуществление изобретения

Устройство содержит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 1, вход которого через режекторный фильтр, выполненный в виде параллельно соединенных катушки индуктивности 2 и конденсатора 3, подключен к вторичной обмотке изолирующего трансформатора рельсовой цепи или к приемным локомотивным катушкам автоматической локомотивной сигнализации, к которым подключена также одна входная обмотка трехобмоточного трансформатора 4, вторая его входная обмотка соединена встречно с первой его обмоткой и подключена к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 1, а выходная обмотка трансформатора подключена к входу приемника сигналов 5.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на вторичной обмотке изолирующего трансформатора рельсовой цепи или на выходе приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации, каждое из которых содержит сумму напряжений полезного сигнала и помех поступает на режекторный фильтр, который существенно ослабляет полезный сигнал Поэтому на вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления поступает практически только напряжение помех которое после усиления подается на одну из входных обмоток трехобмоточного трансформатора. На вторую входную обмотку этого трансформатора поступает сигнал, содержащий сумму напряжений полезного сигнала и помех . Поскольку входные обмотки трансформатора соединены встречно, выходной сигнал его равен разности сигналов . В результате компенсатор существенно ослабляет помехи в принимаемом из рельсовой линии сигнале.

Режекторный фильтр в некоторой степени ослабляет помехи на частотах, близких к частоте настройки режекторного фильтра, т.е. к частоте полезного сигнала. Настройка с помощью усилителя с регулируемым коэффициентом усиления обеспечивает возможность уравнивания напряжений на гармониках помех на входах второй и первой обмоток трансформатора, повышая этим эффективность компенсации помех.

Таким образом, снабжение компенсатора помех указанными элементами обеспечивает существенное ослабление мощных помех от переменного тягового тока в рельсовых линиях, особенно растущих при сгущении потока поездов или движении тяжеловесных поездов. Это обеспечивает снижение сбоев в работе приемников сигналов в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации, в результате чего достигается повышение безопасности движения поездов и уменьшение потерь в поездной работе вследствие снижения количества появлений на напольных или локомотивных светофорах ложных сигналов, требующих снижения скорости поезда.

Испытания опытного образца компенсатора в лабораторных условиях подтвердили его работоспособность и высокую эффективность. Например, при величине коэффициента усиления используемого усилителя, равной 1,1, было достигнуто подавление всех гармонических помех, близкое к практически полному подавлению.

Источники информации

1. Шаманов В.И. Электромагнитная совместимость систем железнодорожной автоматики и телемеханики. - М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 244 с.

2. Шаманов В.И., Денежкин Д.В. Компенсатор помех в гармоническом низкочастотном сигнале. Патент РФ №2754372 от 01.09.2021 г.

Изобретение относится к средствам компенсации помех в сигнале рельсовых цепей или автоматической локомотивной сигнализации. Компенсатор гармонических помех в низкочастотном сигнале содержит режекторный фильтр, подавляющий сигнальное напряжение с частотой 25 и/или 75 Гц, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и трехобмоточный трансформатор, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены встречно. Режекторный фильтр выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора. При этом вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены к одной входной обмотке трехобмоточного трансформатора и через режекторный фильтр и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления подключены ко второй входной обмотке трехобмоточного трансформатора. Выходная обмотка трансформатора соединена с входом приемника сигналов. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приемников рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации. 1 ил.

Компенсатор гармонических помех в низкочастотном сигнале рельсовых цепей или автоматической локомотивной сигнализации, содержащий выполненный в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора режекторный фильтр, который подавляет сигнальное напряжение с частотой 25 и/или 75 Гц, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приемников рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации за счет увеличения степени подавления помех, он снабжен дополнительно усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и трехобмоточным трансформатором, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены встречно, причем вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены к одной входной обмотке трехобмоточного трансформатора и через режекторный фильтр к усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен ко второй входной обмотке трехобмоточного трансформатора, соединенного своей выходной обмоткой с входом приемника сигналов.