Устройство для контроля проезда токоразделов вагонами метрополитенов с импульсными преобразователями напряжения Советский патент 1989 года по МПК B60L3/04 

СП

оо

00

СХ)

Изобретение огносится к транспорту, в частности к устройствам для контроля проезда то 1.|)аздело нагонами метр по. пь тена с имну.тьсными преобразователями напряжения.

Цель изоб1 )етеиия - nciBbuiieHHe ности и помехозащищенности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство (по чертежу) содержит измерительный блок 1, вход KOTopoi o соединен носледовательно с источником 2 питания переменного гока. Конденсаторами 3 и 4 указанная цепь подключена к токо- сьем пикам 5 и (, расположенным на одной и другой тележках и по одну и другую сто- p(jHy вагона. Указанная цепь может б1)Ггь Н1).1.клн)чена к другим ;1вум токос ьемникам 7,8, расно.юженным ана, токосье.мни- кам 0,6. Выход измерительного блока

1подключен к входу блока 9 управ- ,1ения импульсным преобразователем К). То- косьемпики 5 8 через соединительп1)1е .к менты 11 - 14, обладающие индуктивным сопротивлением, обтлминены и нодключены к СИ.1ОВОЙ цепи каг она, состоящий из носле- довате.ипк.) соединенного индуктивно-ем костного фи, 1ьгра 15, тяговых улектродвигате- .leii 16, п1уитирова1П1ых обратными диодами 17, и импчльспого преобразователя 10 напряжения. ТоКОС liCMHllKH ti, 7 ОДН011 СТОрОП)

Baiona в рабочем состоянии на.ходятся на коптакгном рельсе 18. Элементы 11- 14 предсгавляют С(.1бой соединительные про- ода, 11дуни1е от токос ьемников к соединительно коробке. 1ме они объединяются имеете.

Усгройс пк) работает с. 1едуюни1м обра- :iOM.

TOKCjCTjCMHH ки 5 и 6 находятся на контактном ре.тьсе 18, ток от источника

2проходит че)е:; измери гельный блок 1, разде,1ительпые конденсагоры 3 и 4, э.а мент 13 и нараллельно включенные элементы 11 и 12. При сходе одного из токое ьемпиков с ко1ггакгно1() рельса 18 пень тока от источника 2 че)ез элемент

оорывается.

КИМ ооразом, в зависимости от нахождения TOKocijCMникои на контактном рельсе меняется индуктнвпосгь цепи тока от исгоч- пика 2, а с.1едовательно, и сонротив.тепие Bcei i RMUf. Такое изменение сонро гив.пения онредс.чяется измерительным б,локом 1 но величине тока в цепи. Измерительный б,1ок I воздействчет в момент схода одного нз токост емников с контактного рельса на б.юк 9 управления, которы вык.тючает нмнульсны преобразователь К). При выключении преобразовате,;1Я 10 потребление тока нз контактн(Л1 сети 11рекран1ается, и сход вго- ро1Ч) токосъемника с контактного рел:.са про- |:ходп1 уже без тока, что и требовалос) .остп| нуть. Ири нахождении на контактном рельсе 18 гокос ьемников 7 и 8 работа устройства ана,1огична.

Для уве.тичения чувствительности устройства емкость разделительных конденсаторов 3 и 4 подбирается таким образом, чтобы при сходе одного из токосъемников с контактного рельса в цепи тока от источника был резоианс напряжений. В этом случае при наезде вагона на токораздел ток в измерительном блоке 1 скачком возрастает до величины, существенно превышающей уровень тока при нахождении обеих

токос1)емников на контактном рельсе.

Работа уст 1ойства поясняется на примере его KOiiKpeTHoro выполнения для се- рийн1лх вагонов метрополитена типа 81-714, 81-717. В этих вагонах индуктивность каждого соединительного провода 11-14 составляет около 16 мкГн, а активное сопротивление (),()(2 Ом. Ири частоте 50 кГц напряжения источника 2 питания индуктивное сопротивление каждого соединительного провода 1 -14 будет равно 0,5 Ом. В этом случае

0 обн1ее индуктивное сопротивление цени тока от источника 2 питания будет равно 0,75 Ом npii нахождении ток(кт емников 5 и 6 на контактном рельее 18 и Ом при сходе их с контактного рельса. Емкость конденсаторг)и 3 и 4 должна быть выбрана такой, чтобы их суммарное реактивное сопротивление бы.ло равно сумме индуктивных сопротивлений проводов 12 и 13, т.е. равным 1 Ом. Тогда при нахождении токос ьемников 5 и 6 иа контактном

0 рельсе 18 o6ni.ee сопротивление цеии тока от источника 2 будет определяться раз- носгью реактивных сопротивлений соедини- Т1мьных нроводов И, 12, 13 и конденсато- poii 3, 4, т.е. оно будет равно 0,25 Ом. Активное сон|К)тив, 1ение соедините.мьных нрово5 дов 11-14 несоизмеримо меньн1е указанных jieaKTH iHbi с(М1ротивлений, поэтому оно в данном режнме не будег оказывать практически никак(Я() влияния.

5

При сходе одного из токост емников с контактного |)елЬса 18 реактивные сопротивления соединительных проводов 12, 13 и конденсаторов 3,4 становятся равными и взаимно компенсируются, т.е. наступает 1езонанс напряжений. В этом случае сонро- тивление цени гока от источника 2 определяется то.тько актив}1ым сопротивлением соединительных проводов 12 и 13, т.е. будет равно 0,004 Ом.

Степень изменения тока в цени источ- ника 2 при указанном изменении сопротивления сос1авит

К ,5.

qow

в |;е;1Л1 ных устройствах всегда имеется технологический разброс параметров составных э:1ементов. Для стандартных элементов он не нревьннает ±25%. Если взять самое неблагоприятное сочетание такого разброса для )ассматриваемого устройства.

т.е. предположить уменьшение реактивных и увеличение активных сопротивлений цепи на 25%, то степень изменения тока в цепи источника 2 при наезде вагона на токораз- аел составит

,5. 0,001 4 0,001

Таким образом, в самом широком диапазоне технологического разброса параметров составных элементов устройства чувствительность его остается достаточно высокой. При необходимости же повышения чувствительности можно увеличить частоту питаю- шего напряжения, так как указанный коэффициент К чувствительности прямо пропорционален этой частоте.

Применение источника 2 питания высокой частоты в рассматриваемом устройстве не влечет за собой отрицательных последствий, которые можно было бы ожидать из-за наличия паразитных емкостей между токосъемниками и соединительными проводами. Это объясняется тем, что такие емкости очень малы. Так, для указанных типов вагонов они лежат в пределах (1-2)х . Для таких значений емкостей сопротивление цепей утечки для тока от источника 2 при частоте 50 кГц составляет 1,5-3 кОм, что несоизмеримо выше сопротивления основной цепи по соединительным проводам 11-14.

На работу рассматриваемого устройства не оказывает также влияния и переменная составляющая напряжения сети на контактном рельсе 18. Это влияние можно было бы ожидать из-за протекания тока от указанной переменной составляюш,ей через конденсаторы 3 и 4. Однако из-за существенного различия частот источника 2 питания и данной переменной составляюш.ей такое влияние исключено. Так, в рассмотренном

примере суммарная емкость конденсаторов 3 и 4 должна быть равна 3,18 мкФ. В напряжении контактной сети наибольшую амплитуду имеет переменная составляющая с частотой 300 Гц. Для этой частоты сопротивле- ние конденсаторов 3 и 4 будет равно 167 Ом, а цепь соединительных проводов 11 и 12 всегда лишь 0,03 Ом. Следовательно, ток от переменной составляюш.ей напряжения контактной сети практически полностью будет протекать по соединительным проводам I 1 и 12, а не по цепи конденсаторов 3 и 4.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает при .меньшем по сравнению с прототипом количестве составных элементов высокое качество функционирования и высокую защищенность от влияния всевозможных импульсных перегрузок в силовой цепи и переменной составляющей напряжения контактной сети.

20

Формула изобретения

Устройство для контроля проезда токо- разделов вагонами метрополитена с импульсными преобразователями напряжения, содержашее на каждом вагоне измерительный блок, вход которого последовательно соединен с источником питания переменного тока и связан с токосъемниками, размешенными с одной и другой стороны одной и другой тележек вагона и объединенными

соединительными элементами, а выход - с входом блока управления импульсным преобразователем напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежнос1И и помехозащищенности, оно снабжено кон- денсатора.ми, соединяющими вход измерительного блока и последовательно включенный источник питания переменного тока с одним токосъемником одной стороны одной тележки и другим токосъемником другой стороны другой тележки вагона.

Изобретение относится к транспорту и направлено на повышение надежности и помехозащищенности. При наезде на токораздел одним из токосъемников 7 изменяется сопротивление внешней цепи источника 2 питания:измерительный блок 1, конденсатор 3, токосъемник 5, соединительный элемент 13, соединительный элемент 12, токосъемник 6, конденсатор 4 - за счет исключения из цепи соединительного элемента 11. Измерительный блок вырабатывает сигнал, который подается на вход блока 9 управления импульсным преобразователем 10, отключая последний. Токосъемник 6 наезжает на токораздел при отсутствии тока в силовой цепи тяговых электродвигателей 16, питающихся от контактного рельса 18. 1 ил.