БЕСКОНТАКТНЫЙ ПУТЕВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H01H13/18 

Известны бесконтактные путевые выключатели, содержащие индуктивный трансформаторный датчик с переменным воздушным зазором, диодный переключатель тока, транзисторный усилитель с источником питания и источник напряжения смещения при колебаниях напряжения питания. Однако такие выключатели имеют высокую погрещиость срабатывания.

Предложенный выключатель отличается от известных тем, что вторичная обмотка индуктивного датчика одним своим концом нодключена к минусовой клемме источника напряжения смещения, а другим - к входу диодного переключателя, выход которого соединен с базой траизистора усилителя, причем плюсовая источника смещения соединена с плюсовой клеммой источника питания напряжения транзисторного усилителя.

Такое выполнение выключателя позволяет упростить его устройство и повысить надежность.

На фиг. 1 представлена принциииальпая электрическая схема описываемого выключателя; на фиг. 2 - схема включения выключателей по схеме на фиг. 3 - то же, по схеме «ПЛИ.

Датчик иоложения представляет собой магнитную систему с иеременным воздущным зазором, катушка которого имеет две обмотки - первичную и вторичную. Изменение воздущного зазора происходит при перемещении якоря 4, который жестко связывается с механизмом и играет роль упора управления. Первичная обмотка датчика питается от сети переменного тока через балластное активное сопротивление 5, величина которого с целью получения постоянной магнитодвижущей силы выбирается значительно больщой цаибольщего полного сопротивления датчика. Следовательно, величина напряжения на вторичной

обмотке является функцией положения якоря. Для получения дискретного сигнала на выходе выключателя при монотонно изменяющейся индуктивности датчика / его вторичная обмотка включается последовательно с наиряжеиием смещения, получаемым от отдельного выпрямителя, нагруженного сопротивлением 6. Мииус источника напряжения смещения подключается к концу вторичной обмотки датчика, а плюс - к положительному полюсу

источника коллекторного наиряження 7. Следовательно, потенциал начала вторичной обмотки датчика относительно общего провода, потенциал которого принимается за нуль, смещается в отрицательном направлении.

ных с ним полупроводниковых диодов 9 и 10, включенных катодами навстречу друг другу. К аноду входного диода 9 подключается начало вторичной обмотки датчика 1, а к аноду выходного диода 10 база транзистора //.

При достаточно большом воздушном зазоре управляющее напряжение, которое равно разности между напряжением на вторичной обмотке датчика и напряжением смещения, в положительный полупериод имеет отрицательное значение, так как в этом случае напряжение датчика меньще напряжения смещения. Отрицательное управляющее напряжение закрывает диод 9. В отрицательный полупериод этот диод запирается совместным действием обоих напряжений. Следовательно, из базы транзистора // через диод 10 вытекает ток /g, величина которого ограничивается сопротивлением 8 и выбирается достаточной для полного открытия транзистора. При нротекании это10 тока потенциал точки А относительно положительной щинки источника коллекторного напрял еиия 7 имеет отрицательное значение.

При движении якоря, вызывающего уменьшение воздушного зазора, увеличивается напряжение на вторичной обмотке датчика, в результате чего в положительный полупериод увеличивается (алгебраически) управляющее напряжение. В том положении якоря, когда величина управляющего напряжения равна иотенциалу точки А, диод 9 начинает проводить ток, протекающий по цепи: датчик / - диод 9 - сопротивление 8 - источники напряжения 2 и 7, т. е. начинается переключение тока из базы транзистора // во вторичную обмотку датчика положения /. При дальнейшем перемещении якоря нанряжение на вторичной обмотке датчика возрастает настолько, что иотенциал точки А становится равным потенциалу нулевого ировода, а переход эмиттер-база транзистора оказывается закороченным, т. е. процесс переключения тока, ранее прогекающего по базе транзистора в цепь датчика, закончится. Эта точка и является точкой срабатывания выключателя. В отрицательный иолупериод диод 9 заиерт, а транзистор // открыт. Следовательно, включенное состояние выключателя характеризуется периодическим запиранием транзистора 11 с частотой сети, причем время запирания увеличивается с ростом вторичного напря кения датчика. Так как на выходе датчика пололсения в точке срабатывания имеется ноложительный сигнал, который принимается за единицу, то на выходе транзистора в режиме «включено имеется отрицательный сигнал, т. е. сигнал «нет.

При изменении величины напряжения иитания, если положение якоря не изменилось, пропорционально изменяются иаиряжение на вторичной обмотке датчика, напряя ение

нсточников коллекториого иапряжения и смещения. Это в свою очередь вызывает пропорциоиальное изменение управляющего напряжения и тока, создаваемого им, с одной стороны, и тока /б, ограничиваемого сопротивлением 5, с другой стороны. Следовательно, ноложение точки срабатывания не изменится, так как ток, ранее протекавший по базе транзистора, но-прежнему протекает по цепи дат10 чика.

Если соединить параллельно аноды выходных диодов, входящих в различные переключатели тока, и подключить их на вход одного транзисторного усилителя, то получается логическая схема «И положительных сигналов. Таким образом, транзистор закроется только в том случае, если на вход каждого переключателя тока поступит сигнал от соответствующего датчика. Следовательно, выходной диод

20 переключателя тока играет роль составного элемента диодной логической схемы «И положительных сигналов (фиг. 2).

Если присоединить иараллельио к катоду входного диода переключате.ля тока несколько дополнительных диодов, то получается логическая схема «Р1ЛИ положительных сигналов. В этом случае транзистор закроется, если на любой из анодов входных диодов поступит сигнал от соответствующего датчика

0 (фиг. 3). Следовательно, входные диоды переключателя тока играют роль составного элемента диодиой логической схемы «ИЛИ положительных сигналов. Возможно осуществить и смешанные схемы

5 «ИЛИ, «И, а таклсе управление одним датчиком несколькими переключателями тока.

Таким образом, при подключении предлагаемого выключателя к логическим элементам не требуется применения каких-либо согласующих элементов или усилителей, за счет чего достигается значительное упрощение схем управления и повышение их надежности при одновременном повышении гочности работы выключателей.

5гг

Предмет изобретения

Бесконтактный путевой выкл 0чатель, содержащий индуктивный трансформаторный датчик с переменным воздушным зазором, диод0 мый переключатель тока, транзисторный усилитель с источником питания и источник напряжения смещения, отличающийся, тем, что, с целью упрощения выключателя и повышения его надежности, вторичная обмотка индуктивного датчика одним своим концом подключена к минусовой клемме источника иапряжеиия смещения, а другим - ко входу диодного переключателя, выход которого соединен с базой транзистора усилителя, причем плюсовая клемма источника смещения соединена с плюсовой клеммой источника нитания наиряжепия транзисторного усилителя.

Вылод