Стрелочные приводы СПГБ-4, СПГБ-4М

Электропривод СПГБ-4 относится к категории электромеха­нических невзрезных приводов с внутренним замыканием и бес­контактным автопереключателем.

Опыт работы ГАЦ показывает, что в электроприводах од­ним из ненадежных узлов является контактный автопереключа­тель. При работе автопереключателя возможны подгорания, ме­ханический износ и излом контактов, обледенение контактов и поломка контактных колодок. С целью повышения надежности электроприводов для ГАЦ применяют горочные электропри­воды СПГБ-4, СПГБ-4М с бесконтактными автопереключателя­ми 7, 2 (рис. 2.5). Использование бесконтактного автопереклю­чателя повышает ресурс электропривода СПГБ-4М до одного миллиона срабатываний.

Максимальное усилие перевода — 2000 Н (200 кгс); габаритные раз­меры — 780 х 995 х 255 мм; масса — не более 170 кг. Привод может устанавливаться с любой стороны стрелки. Время перевода 0,55—0,58 с.

Автопереключатель, в котором использован индукционный (трансформаторный) принцип (рис. 2.6), смонтирован на чугун­ном основании 12 и содержит бесконтактные датчики 4 и 7, конт­рольные и переключающие рычаги (20, 11 и 19, 14 соответственно), поворачивающие поводки и пружины растяжения 6. Контрольные рычаги поворачивают поводки 3 и 8. Переключающие рычаги свя­заны с контрольными, а поводки — с промежуточными рычагами роликами. Под действием пружин 6, стягивающих переключаю­щие рычаги 19 и 14, поводок 3 левого датчика занимает контрольное положение, а поводок 8 правого датчика — начальное. После пе­ревода электропривода поводок 3 левого датчика займет началь­ное положение, а поводок 8 правого датчика — контрольное.

При взрезе электропривода один из контрольных рычагов (20 или 77) и соответствующий из поводков (5 или 8) под действием контрольных линеек 17 и 18 займут среднее (вертикальное) положение.

Положение стрелки контролируется зубьями контрольных рычагов 20 и 77, западающими в вырезы контрольных линеек пос­ле запирания шибера, что проверяется западанием головок пере­ключающих рычагов 19 и 14 в вырез шайбы главного вала (76). Каждый датчик автопереключателя имеет литой корпус, внутри

20 19 18 17

Рис. 2.6. Бесконтактный автопереключатель СПГБ-4

которого находятся трехполюсный статор и ротор-сектор 4 (рис. 2.7), вращаемый поводком.

На полюсах статора размещены обмотки: питающая 1, ком­пенсационная 2 (вспомогательная), на которые подается напряже­ние питания (U1) и сигнальная 3, с которой снимается выходное напряжение (U2)• На последовательно включенные питающую и компенсационную обмотки подается напряжение питания 24 В, а с сигнальной обмотки снимается выходное напряжение (U2)

Принцип действия бесконтактного датчика основан на измене­нии коэффициента взаимоиндукции между обмотками статора за счет смещения пассивного шунта. Ротор может занимать три фик­сированных положения: контрольное — А, среднее — Б, переве­денное — В. Если шунт находится против полюсов с питающей (первичной) и сигнальной (вторичной) обмотками (переведенное положение), то в последней наводится ЭДС, достаточная для воз­буждения контрольного реле. При увеличении воздушного зазора между первичной и вторичной обмотками (контрольное и среднее положение) ЭДС резко уменьшается. Использование компенсаци­онной катушки позволяет увеличить полное сопротивление пер­вичной цепи и снижает потребляемый датчиком ток в переведен­ном положении и при взрезе. Конструкция автопереключателя до­пускает установку его вместо контактного, применяемого в элект­роприводах СПГ-3 и СПГ-ЗМ.

При переводе стрелки электродвигатель привода вращает зуб­чатое колесо, свободно насаженное на главный вал, через редук­тор с фрикционом. После поворота колеса на 46° между ним и главным валом создается жесткое зацепление. В процессе этого по­ворота колесо через ролик воздействует на переключающий рычаг автопереключателя 19 и выводит его головку из выреза шайбы глав­ного вала. Переключающий рычаг поворачивает контрольный рычаг и одновременно поводок 3 ротор-сектора левого датчика. Ротор-сектор из контрольного переходит в начальное положение. Выходное напряжение датчика при этом уменьшается от 65 до 3,5 В, и контрольное реле на посту централизации выключается. Затем колесо и главный вал вращаются совместно, обеспечивая отпира­ние, перевод и запирание стрелки.

Рис. 2.7. Кинематическая схема бесконтактного автопереключателя

В конце перевода пружины 6 автопереключателя воздействуют через переключающий и контрольный рычаги на поводок 8 ротор-сектора правого датчика. Ротор-сектор этого датчика из начального положения переходит в положение контроля (рис. 2.7, в), за счет чего выходное напряжение вновь возрастает с 3,5 до 65 В и более. При этом срабатывает контрольное реле переведенного положения стрел­ки, которое воздействует на тиристор, выключающий электродвига­тель перевода; перевод стрелки завершается.

При взрезе стрелки контрольные линейки, перемещаемые остря­ками, поворачивают контрольный рычаг и поводок датчика в среднее положение (рис. 2.7, г). В результате поворота ротор-сектора выход­ное напряжение уменьшается от 65 до 6,5 В, что приводит к выключе­нию контрольного реле на посту и включению звонка взреза.

Компенсационная (вспомогательная) катушка 2 служит для увеличения полного сопротивления первичной цепи и снижает по­требляемый датчиком ток в переведенном положении и при взрезе стрелки. Для компенсации реактивной составляющей первичного тока могут устанавливаться конденсаторы.

Напряжение питания бесконтактного автопереключателя (цен­тральное или магистральное) 24 В, частотой 50 Гц.

В электроприводах СПГБ-4(4М) при передвижении шибера из одного крайнего положения в другое пружины автопереключате­ля обеспечивают надежный переход ротор-сектора соответствую­щего датчика в контрольное положение. Ротор-секторы датчиков при вращении вручную должны иметь плавный ход. При втянутом положении шибера, ротор-сектор левого датчика обеспечивает контроль переведенного положения и повернут на угол 115-—125°, а ротор-сектор правого датчика обеспечивает контроль начально­го положения и занимает исходное положение отсчета 5°.

В случае взреза электропривода поводок соответствующего контрольного рычага должен занимать вертикальное среднее по­ложение, при этом рычаг опирается на верхнюю плоскость конт­рольной линейки, а ротор-сектор датчика повернут на угол 60— 70° и обеспечивает контроль среднего положения.

Изоляция электропривода должна выдерживать в течение 1 мин испытательное напряжение частотой 50 Гц от источника мощ­ностью не менее 0,5 кВА без пробоя и явлений разрядного харак-

тера, а приложенное между токоведущими частями и корпусом электропривода 500 В — для цепей с номинальным напряжением 24 В; 1000 В — для цепей с номинальным напряжением 60 В.

Допустимое превышение температуры обмоток датчиков над тем­пературой окружающего воздуха составляет не более 65°. При этом температура окружающего воздуха не должна превышать 40 °С. На­значенный ресурс электропривода составляет 1х1000000 переводов стрел­ки при соблюдении правил эксплуатации. Средний срок службы элек­тропривода три года, в пределах назначенного ресурса он обеспечи­вает безотказную работу при условии замены через каждые 500 тыс. переводов пружин и рычагов. Ввиду отсутствия контактных ножей и пружин в приводах не требуются обогревательные элементы.

Электропривод типа СПГБ-4М конструктивно отличается от электропривода СПГБ-4 применением модернизированных узлов: редуктора со встроенным фрикционом, контрольных линеек со съемными ушками. Остальные характеристики электропривода СПГБ-4М, а также конструкция и кинематическая схема такие же, как и у электропривода СПГБ-4.

В горочных электроприводах типов СПГБ-4, СПГБ-4М при­меняются электродвигатели постоянного тока типа МСП-0,25, мощностью 0,25 кВт с номинальным напряжением 100 В. Это элек­тродвигатель закрытого типа, реверсивный двухполюсный, после­довательного возбуждения и имеет две обмотки возбуждения.

Технология обслуживания горочных электроприводов подроб­но изложена в [12].

Схемы управления стрелками в системах ГАЦ

Для непосредственного управления горочными стрелочными приводами применяются блоки СГ-66 — для управления контакт­ными элетроприводами и СГ-76У — для управления бесконтакт­ными электроприводами. Причиной появления бесконтактного блока управления на тиристорах (рис. 2.8) является быстрый из­нос контактов пусковых реле в рабочей цепи для коммутации тока электродвигателя. С помощью блоков производится автоматичес­кий перевод стрелок при включенной системе горочной автомати­ческой централизации (ГАЦ) по командам управляющего вычис­лительного комплекса. Есть возможность и ручного перевода стре­лок с пульта оператора.

Рис. 2.8. Схема управления стрелкой с блоком СГ-76У

Автоматическое управление переводом стрелок предусматри­вает автоматический возврат стрелки в исходное положение.

Схема является семи проводи ой, причем три провода исполь­зованы для рабочей цепи, а четыре — для контрольной. Отличи­тельной особенностью является автоматическое выключение схе­мы управления с выдержкой времени 8—18 с при повреждении ком­мутирующих элементов и включение мигающей индикации о неис­правности. Для этого введено реле технической диагностики (ТД).

Автовозврат стрелки из среднего положения в автоматическом ре­жиме работы выполняется при помощи реле автовозврата (АВ), время замедления на отпадание которого составляет 1,2—1,4 с и настраивается резисторами R2 и R4.

Цепь управления работает от постоянного тока напряжением 24 В, рабочая — от постоянного тока напряжением 220 В, конт­рольная — от переменного тока напряжением 24 В. В управляю­щей цепи пускового блока включены реле:

• нейтральное управляющее реле НУС (НМГТ3-0.2/220), конт­ролирующее свободность стрелочной изолированной секции (СП без тока), наличие переменного тока для питания рельсовых цепей (ПКПТ под током) и питания бесконтактных контрольных датчи­ков стрелочного электропривода (КПТК под током);

• поляризованное управляющее реле ПУС (НМПУ-15О/15О), обеспечивающее выбор силовых тиристоров при переводе стрелки в то или иное положение;

• нейтральное вспомогательное реле НВС (КДР1);

• реле автовозврата АВ (АНМ2-380);

• реле технической диагностики ТД (ПМПУ-150/150);

• контрольные реле ПК, МК (НМ1-7000).

Рабочая цепь управления имеет; плюсовой ПТ и минусовой МТ (Т-25) силовые тиристоры, пропускающие ток электродвигате­ля; вспомогательные тиристоры типа Т10-8, запирающие плюсо­вой ЗПТ и минусовой ЗМТ (запирающие тиристоры); конденсато­ры С1 и С2. (10 мкФ), выключающие открытый тиристор ПТ или МТ в конце перевода стрелки.

Силовые тиристоры производят бездуговое включение и выключение электропривода при переводе стрелки.

Контроль положения стрелки фиксируется включением конт­рольных реле ПК через выпрямительные мосты VD1—VD4, пару контрольных проводов ПК и ОПК, плюсовой выход бесконтакт­ного датчика привода БАП и реле МК через выпрямительные мо­сты VD5—VD8, пару контрольных проводов МК и ОМК, мину­совой выход бесконтактного датчика привода БАМ.

Схема рассчитана на два режима управления стрелкой: руч­ной — с помощью стрелочного коммутатора и автоматический — с помощью сортировочных реле С1С, С2С. Состояние цепей при-

веденной схемы соответствует плюсовому положению стрелки и включенному состоянию реле ПК и АВ. Остальные реле МК, НУС и НВС обесточены. Тиристоры ПТ, МТ, ЗПТ и ЗМТ выключены. Конденсаторы CI и С2 разряжены. Фронтовым контактом реле ПК включена и горит контрольная лампочка ПЛ плюсового положе­ния стрелки.

Для перевода стрелки в минусовое положение, в режиме руч­ного управления оператор на пульте переводит стрелочную руко­ятку (Стр. рук.) в минусовое положение. При автоматическом пе­реводе стрелки в минусовое положение срабатывает сортировоч­ное реле С2С, и через его фронтовой контакт замыкаются цепи об­мотки 2—4 реле НУС, обмотки 1—2 реле НВС.

Фронтовым контактом реле НУС замыкается цепь обмотки 1—3 реле ПУС. Срабатывая, реле ПУС переключает поляризованный якорь в противоположное положение. Напряжение 220 В постоянного тока oi полюса РП через предохранитель, контакты ПУС, НУС и опять ПУС подается на анод тиристора МТ, а к его катоду подключается полюс РМ через контакты ТД, низкоомную обмотку 1—3 НУС и кон­такт этого реле, обмотки якоря и статора электродвигателя.

Одновременно с переключением якоря реле ПУС выключаются реле НУС и НВС, но за счет замедления на отпускание эти реле удерживают якоря в притянутом положении.

По окончании замедления реле НВС отпускает якорь и через его тыловой контакт замыкается управляющая цепь (У—К) откры­тия тиристора МТ, проходящая по цепи заряда конденсатора С2. Во время заряда С2 тиристор открывается.

После открытия тиристора через его анодную цепь замыкает­ся цепь рабочего тока через электродвигатель и последовательно соединенную с ним обмотку 1—3 реле НУС. Стрелка переводится в минусовое положение, реле НУС удерживает якорь притянутым за счет рабочего тока, протекающего через удерживающую обмотку 1—3 (режим самоблокировки).

Управляющая цепь тиристора МТ сохраняется только на вре­мя заряда конденсатора С2, после чего тиристор остается откры­тым по анодной цепи за счет рабочего тока электродвигателя.

На все время перевода стрелки датчики бесконтактного автопе­реключателя БАМ и БАП закрыты, реле ПК и МК выключены, кон-

троль положения стрелки отсутствует. По окончании перевода стрел­ки в минусовое положение открывается датчик БАМ. На выходе датчика появляется напряжение переменного тока, от которого пос­ле выпрямления мостом VD5—VD8 срабатывает реле МК, включа­ет лампу МЛ, контролирующую минусовое положение стрелки.

Фронтовым контактом реле МК замыкаются цепи открытия тиристора ЗМТ. Конденсатор С2 начинает разряжаться по цепи через открытые тиристоры МТ и ЗМТ, причем ток разряда направлен навстречу рабочему току тиристора МТ, что приводит к его закры­тию и выключению рабочей цепи электродвигателя.

Через открытый тиристор ЗМТ и реле НУС протекает ток, ог­раниченный резисторами R14, R15. Этот ток по величине меньше тока удержания якоря реле НУС, и оно отпускает якорь, разрывая рабочую цепь.

В плюсовое положение стрелка переводится с помощью тири­сторов ПТ, ЗПТ так же, как и в минусовое.

В схеме предусмотрен элемент технической диагностики ТД, с помощью которого производится проверка исправности тиристорных коммутаторов ПТ, МТ, их способность выключать рабо­чий ток двигателя по окончании перевода стрелки. Во всех случа­ях пробоя тиристоров ПТ и ЗПТ, МТ и ЗМТ короткого замыкания или обрыва конденсатора и резисторов рабочая цепь не выключа­ется, и реле НУС продолжает удерживать якорь притянутым за счет протекания рабочего тока.

С момента включения реле НУС его фронтовым контактом включается термоэлемент ТЭ, который после нагрева через 15—18 с замыкает цепь обмотки 1—3 реле ТД. Срабатывая от этой обмот­ки, реле ТД переключает поляризованный якорь в противополож­ное положение, контактами этого якоря отключает рабочую цепь и выключает реле НУС. При появлении неисправности лампочка ПЛ (МЛ) на пульте контактом реле ТД переключается с непрерыв­ного горения на мигающее, что показывает на необходимость уст­ранить повреждение.

После устранения неисправности нажатием групповой кноп­ки ТДК по обмотке 2—4 включают реле ТД. Последнее переклю­чает поляризованный якорь в нормальное положение, чем восста­навливается рабочая цепь управления стрелкой. С помощью проб-

ных пусков стрелки в одно и другое положения убеждаются в ис­правности всех элементов схемы.

По аналогии с другими схемами управления горочными элект­роприводами предусмотрен автовозврат стрелки с помощью реле АВ в случаях, когда перевод длится больше установленной нормы. В начале перевода стрелки тыловыми контактами реле ПК и МК открывается цепь питания и самоблокировки реле АВ и начинается отсчет времени автовозврата. После истечения выдержки времени реле АВ отпускает якорь и своими контактами переключает обмот­ки реле ПУС, которое перебрасывает контакты в первоначальное положение, переключая цепи питания тиристоров ПТ и М.Т.