Реле переменного тока и трансмиттеры

ВВЕДЕНИЕ

 

Системы регулирования движения на железнодорожном транспорте используются на перегонах и станциях. Эти системы позволяют увеличить пропускную и провозную способность железных дорог, эффективность использования всех технических средств железнодорожного транспорта, особенно локомотивов и вагонов, повысить перерабатывающую способность сортировочных и грузовых станций, безопасность движения поездов, а также улучшить условия труда работников, связанных с движением поездов.

Основными системами регулирования движения поездов являются автоблокировка, электрическая и диспетчерская централизация, а также средства автоматики сортировочных горок. Внедрение устройств автоблокировки и диспетчерской централизации повышает пропускную способность однопутных участков на 50...60 %, двухпутных — в 3—5 раз, а оборудование станций электрической централизацией увеличивает пропускную способность станции на 50...70 %. Участковая скорость при этом на однопутных линиях возрастает на 10...30 %, на двухпутных — на 20...30 %. Кроме того, на каждые 100 км пути высвобождаются 45—55 человек. Оборудование сортировочных станций средствами механизации и автоматизации производственных процессов увеличивает перерабатывающую способность сортировочных горок на 20...30 %.

В комплексе с автоблокировкой получила применение система автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН, которая предотвращает проезд запрещающего сигнала и контролирует бдительность машиниста и скорость ведения им поезда. Разработана и внедрена автоблокировка без проходных светофоров с централизованным размещением аппаратуры ЦАБ, в которой регулирование движения поездов осуществляется только средствами АЛСН. Для определения начала торможения вместе с АЛСН применяется система автоматического управления тормозами САУТ, которая постоянно совершенствуется. В настоящее время разработано и внедряется комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ с бортовыми микропроцессорами взамен устройств АЛСН.

В настоящее время ведутся разработки и внедрение микропроцессорных систем электрической централизации, которые позволят реализовать функции автоматизации задания маршрутов управления и контроля за объектами на станции, уменьшить материалоемкость системы и затраты на монтажные работы, использовать автоматизированные рабочие места дежурного по станции АРМ-ДСП и дежурного электромеханика АРМ-ШН.

Для диспетчерского руководства движением поездов получила распространение диспетчерская централизация ДЦ. С ее помощью обеспечиваются телеуправление стрелками и сигналами ряда промежуточных станций и контроль за ними с одного диспетчерского поста.

Системы ДЦ постоянно совершенствовались в части быстродействия и емкости передаваемой емкости информации по управлению объектами и контролю за ними и элементной базы. Разработана и внедрена в эксплуатацию частотная система ДЦ «Нева», а затем более совершенная частотная система ДЦ «Луч». В настоящее время ведутся

разработки и внедрение систем ДЦ на микропроцессорной элементной базе. Примером такой системы ДЦ может служить ДЦ «Сетунь», а также система передачи команд телеуправления «СПОК» и др.

Механизация сортировочных горок началась с 1930-х годов. Затем стала внедряться горочная автоматическая централизация ГАЦ. В 1960-х годах был разработан комплекс устройств для автоматизации сортировочных горок, в который вошли ГАЦ, системы автоматического регулирования скорости скатывания отцепов АРС, автоматического задания скорости роспуска АЗСР и телеуправления горочным локомотивом ТГЛ. В соответствии с «Программой обновления и развития технических средств сортировочных станций и горок» создается новое поколение микропроцессорных систем, которые соответствуют современным требованиям и обеспечивают автоматизацию и механизацию практически всех технологических операций по расформированию-формированию составов на сортировочных станциях и горках.

Большое значение для регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте имеют устройства проводной и радиосвязи. Устройства связи позволяют вести оперативное управление и координировать работу подразделений железнодорожного транспорта. Сеть железных дорог оборудована поездной диспетчерской связью, а также

дорожной диспетчерской связью, магистральной и дорожной связью совещаний. Кроме этого, широкое применение получили участковая избирательная телефонная связь, многоканальные системы передачи и автоматизация местной связи. Вся первичная сеть связи как основацифровой системы связи организуется по волоконно-оптическим и радиорелейным линиям связи, а также линиям системы спутниковой связи.

Общетехнологическая сеть связи (ОбТС) строится на базе цифровых автоматических телефонных станций АТС-Ц. В перспективе предполагается их модернизировать, а технологическая сеть радиосвязи будет организована с помощью цифровой сети подвижной связи на базе разрабатываемой сотовой системы GSM-R.

 

Классификация систем

Системы регулирования движения поездов повышают пропускную способность железных дорог, обеспечивают безопасность движения и оперативное руководство перевозочным процессом, оказывают влияние на рост производительности труда работников, связанных с движением поездов.

В зависимости от места применения системы регулирования движения подразделяются на перегонные и станционные (рис. 1.1).

П е р е г о н н ы е с и с т е м ы разрешают или запрещают отправ-

ление поезда на перегон, исключают возможность отправления по-

езда на занятый перегон или блок-участок.

К перегонным устройствам относятся:

- п о л у а в т о м а т и ч е с к а я б л о к и р о в к а ПАБ, при кото-

рой сигналы, разрешающие поезду занять перегон, открываются при определенных действиях работников, управляющих движением поездов, а закрываются автоматически;

- а в т о м а т и ч е с к а я б л о к и р о в к а АБ, в которой управление показаниями светофоров, ограждающих блок-участки, осуществляется движущимся поездом (без участия человека);

- д и с п е т ч е р с к и й к о н т р о л ь за движением поездов, который помогает поездному диспетчеру оперативно руководить движением поездов на участке;

- а в т о м а т и ч е с к а я л о к о м о т и в н а я с и г н а л и з а ц и я АЛС и устройства безопасности движения поездов. С помощью системы АЛС показания напольных светофоров кодовыми сигналами передаются в кабину машиниста. Кроме этого, АЛС дополняетсят а в т о с т о п о м с устройством проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда;

 

Рис. 1.1. Классификация систем регулирования движения поездов

 

- а в т о м а т и ч е с к а я п е р е е з д н а я с и г н а л и з а ц и я , а также автоматические шлагбаумы , применяемые на железнодорожных переездах для предупреждения водителей транспортных средств о приближении поезда к переезду и запрещающие движение через переезд.

С т а н ц и о н н ы е с и с т е м ы обеспечивают взаимную зависимость стрелок и сигналов при приеме и отправлении поездов, контролируют положение стрелок, не допускают их перевод при уже заданном маршруте, замыкают их в одном из крайних положений, при оборудовании путей и стрелочных участков рельсовыми цепями, контролируют их свободность или занятость подвижным составом.

К станционным устройствам относятся:

- ключевая зависимость, используемая на станциях, где сохранено ручное управление стрелками для обеспечения взаимного замыкания стрелок и сигналов посредством контрольных замков;

- с т а н ц и о н н а я б л о к и р о в к а , с помощью которой осуществляется взаимное замыкание стрелок и сигналов, управляемых с разных постов;

- э л е к т р и ч е с к а я ц е н т р а л и з а ц и я стрелок и сигналов ЭЦ, обеспечивающая управление стрелками и сигналами с пульта, их взаимозависимость, контролирующую взрез стрелки и исключающую перевод стрелки под составом, а также открытие светофора на занятый путь. Разновидностями такой системы являются р е л е й н а я ц е н т р а л и з а ц и я промежуточных станций, б л о ч н а я м а р ш р у т н о - р е л е й н а я ц е н т р а л и з а ц и я БМРЦ крупных станций и микропроцессорная ЭЦ-МПЦ;

- д и с п е т ч е р с к а я ц е н т р а л и з а ц и я ДЦ, позволяющая управлять стрелками и сигналами ряда станций из одного пункта и контролировать положение стрелок, состояние занятости или свободности путей, стрелочных участков и прилегающих блок-участков, изменять показания входных и выходных сигналов в пределах диспетчерского круга;

- с р е д с т в а а в т о м а т и з а ц и и и м е х а н и з а ц и и с о р т и р о в о ч н ы х с т а н ц и й и г о р о к , позволяющие управлять стрелками и горочными сигналами, регулировать скорости надвига и роспуска составов.

Автоматическая локомотивная сигнализация, диспетчерская централизация и автоматические ограждающие устройства на переездах могут регулировать движение поездов как по перегонам, так и по станциям, поэтому эти системы отнесены к перегонным и к станционным.

Из систем полуавтоматической блокировки наибольшее распространение получила релейная блокировка, в которой все маршрутные зависимости осуществляются электрическим способом, что повышает ее надежность. Наиболее совершенной системой

регулирования движения поездов на перегонах является АБ, которая обеспечивает повышение пропускной способности по сравнению с ПАБ.

Среди станционных систем наиболее эффективной с точки зрения сокращения времени на приготовление маршрута является ЭЦ стрелок и сигналов, которая по сравнению с ключевой зависимостью увеличивает пропускную способность станции на 50...70 %.

Средства механизации и автоматизации сортировочных станций и горок включают системы АРС (автоматическое регулирование скорости скатывания отцепов), ГПЗУ (горочно-программное задающее устройство), ГАЦ-МН на микропроцессорах, ГАЛС Р (горочная АЛС с передачей информации по радиоканалу и телеуправлением локо-

мотивом) и др.

Таким образом, системы регулирования движения служат для автоматизации процессов управления и регулирования движения поездов. Эти системы постоянно совершенствуются, благодаря чему повышаются технико-экономические показатели эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. В настоящее время в указанных системах осуществляется переход на новую элементную базу, применяются микроэлектронная и микропроцессорная техника, малогабаритные реле повышенной надежности РЭЛ.

Общие сведения об элементах систем.Любая система регулирования движения поездов состоит из отдельных элементов, связанных между собой. В этих системах используют в основном э л е к т р и ч е с к и е э л е м е н т ы , в которых одна из величин (входная или выходная) или обе являются электрическими (ток, напряжение). В дальнейшем будем рассматривать только электрические элементы.

В зависимости от выполняемых функций в системах регулирования движения поездов используются следующие элементы: датчики, электрические фильтры, реле, трансмиттеры, стабилизаторы, усилители, дешифраторы, трансформаторы, двигатели, распределители и др.

Э л е к т р и ч е с к и й д а т ч и к предназначен для измерения или преобразования неэлектрических величин в электрические и осуществляет качественное преобразование воздействия. Примером таких датчиков могут служить магнитная педаль ПБМ-56, с помощью которой контролируется прибытие поезда на станцию при полуавтоматической блокировке, а также в других системах регулирования движения, и рельсовая цепь, с помощью которой контролируется наличие или отсутствие подвижной единицы на изолированном путевом участке.

Э л е к т р и ч е с к и й ф и л ь т р пропускает электрические сигналы (напряжение, ток) одних частот и препятствует пропуску сигналов других частот; он осуществляет количественное преобразование воздействия, полученного от предыдущего элемента, и

передачу его на последующий элемент.

Р е л е преобразует электрическую величину (ток, напряжение) в механическую (перемещение якоря), которая снова преобразуется в электрическую величину посредством замыкания или размыкания электрического контакта.

Т р а н с м и т т е р вырабатывает кодовые сигналы, используемые в работе систем регулирования движения поездов. С т а б и л и з а т о р поддерживает постоянство выходной величины при изменении входной величины в известных пределах. У с и л и т е л ь служит для повышения амплитуды электрических сигналов и осуществляет количественное преобразование воздействия. Д е ш и ф р а т о р расшифровывает принятый код и передает воздействие на последующий элемент, осуществляя качественное его преобразование. Т р а н с ф о р м а т о р осуществляет количественное преобразование напряжения. Д в и г а т е л ь преобразует электрическую энергию в механическое движение с целью воздействия на объекта втоматического управления или регулирования. Р а с п р е д е л и т е л ь обеспечивает распределение как во времени, так и по отдельным электрическим цепям поданную на его вход серию импульсов.

Таким образом, элементы являются составной частью систем регулирования движения, которые выполняют ответственные функции по регулированию и обеспечению безопасности движения поездов. Поэтому к элементам систем регулирования движения

предъявляется ряд требований. Элементы должны быть простыми по конструкции и принципу действия, обладать высокой надежностью действия и защищенностью от помех, иметь малые габаритные размеры и массу, легко заменяться в системе и быть доступными для ремонта и профилактических осмотров. При отказе работы элемента должны полностью исключаться в системе положения, опасные для движения поездов.

Исходя из конкретных условий эксплуатации, к элементам может предъявляться и ряд дополнительных требований. Например, к элементам, которые размещаются на локомотивах и в релейных шкафах на пути, предъявляются требования по виброустойчивости, защите от атмосферных воздействий и пыли.

 

Реле постоянного тока

В системах регулирования движения поездов применяются реле, с помощью которых производят различные переключения электрических цепей для осуществления схемных зависимостей между состоянием пути, положением стрелок и показанием сигнала, необходимых для обеспечения безопасности движения поездов.

Реле представляет собой элемент, в котором при плавном изменении входной величины (тока, напряжения) происходит скачкообразное изменение выходной величины (перемещение якоря у контактных реле, изменение внутреннего электрического или

магнитного сопротивления у бесконтактных реле). Большое распространение получили электрические контактные реле, в частности, электромагнитные, у которых скачкообразное изменение тока во входной цепи достигается физическим ее разрывом. Такие реле просты и надежны в работе и обеспечивают независимое переключение большого числа выходных цепей. Реле имеет два устойчивых состояния: рабочее (под током), при котором реле

возбуждено и якорь его притянут, т.е. замкнуты верхние (фронтовые) контакты; нерабочее (без тока), при котором реле обесточено и якорь отпущен, т.е. замкнуты нижние (тыловые) контакты.

По принципу действия реле СЦБ подразделяются на электромагнитные, у которых при протекании электрического тока по обмотке возникает магнитное поле, которое действует на подвижныйякорь, притягивая его к сердечнику и переключая связанные с якорем контакты, и индукционные, которые работают под действиемпеременного магнитного поля, создаваемого одним элементом реле,с током, индуцированным в подвижном секторе магнитным полемдругого элемента.

В зависимости от рода питающего тока реле могут быть постоянного, переменного и постоянно-переменного тока.

Рис.1.2 Устройство реле

Электромагнитное реле постоянного тока (рис. 1.2, а) состоит из катушки 3, надетой на сердечник 4, ярма 5, подвижного якоря 2 и связанных с ним контактов 1. Катушка, или обмотка реле служит для создания магнитного потока, а сердечник — для его усиления.

Ярмо предназначено для получения непрерывного магнитопровода, подвижной частью которого является якорь. При отсутствии тока в катушке реле якорь отпущен, замкнут нижний (тыловой) контакт О—Т. При пропускании тока в катушке создается магнитный

поток, сердечник намагничивается и притягивает к себе якорь, в результате чего размыкается контакт О—Т и замыкается верхний (фронтовой) контакт О—Ф. У такого реле якорь притягивается при прохождении тока по катушке в любом направлении, поэтому это

реле называют нейтральным.

Реле, у которого якорь переключается в зависимости от направления прохождения тока в катушке, называется поляризованным. Поляризованное реле (рис. 1.2, б) состоит из сердечника 1, на который надеты катушки 2 и 6, соединенные последовательно, из постоянного магнита 3, поляризованного якоря 5 и связанных с ним кон- тактов 4. Постоянный магнит обеспечивает переключение якоря при изменении направления тока в обмотке реле и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке.

К конструкции реле предъявляют высокие требования надежности, долговечности и четкости работы, так как от правильной работы реле зависят безопасность движения поездов и бесперебойное действие систем регулирования движения. По надежности действия реле бывают первого (I) и низшего классов надежности. Класс надежности определяется сочетанием следующих основных факторов: наличием гарантии возврата якоря под

действием собственного веса при выключении тока в обмотке реле, степенью несвариваемости фронтовых контактов, состоянием контактной системы — открытая или закрытая.

К реле I класса надежности относятся такие, у которых возврат

якоря при выключении тока в обмотке обеспечивается с максимальной гарантией под действием веса якоря, а для контактных поверхностей применяются несвариваемые материалы, контактная же система закрытая. Такие реле применяются во всех ответственных

схемах, обеспечивающих безопасность движения, без дополнительного схемного контроля отпускания якоря реле.

К реле низших классов надежности относятся такие, у которых отпускание якоря гарантируется в меньшей степени и происходит под действием веса якоря и реакции контактных пружин, и у которых возможно сваривание контактов. Эти реле используют в схемах, непосредственно не связанных с обеспечением безопасности движения поездов (в схемах контроля и индикации). Если такие реле применяют в ответственных цепях, то обязателен схемный контроль притяжения и отпускания якоря реле. По числу рабочих позиций реле делятся на двух- и трехпозиционные. По числу контактных групп реле бывают одноконтактные (с одной контактной группой) и многоконтактные (с двух-, четы-рех-, шести- и восьмиконтактными группами), а также одно-, двух- и многообмоточные. По времени срабатывания реле подразделя-ют на: быстродействующие — с временем срабатывания на притяжение и отпускание якоря до 0,03 с; нормальнодействующие — с

временем срабатывания до 0,2 с; медленнодействующие — с временем срабатывания до 1,5 с; временные — с временем срабатывания свыше 1,5 с. По мощности, необходимой для срабатывания реле (притяжение якоря реле), реле подразделяют на маломощные, у которых мощность срабатывания 1...3 Вт; средней мощности 3...10 Вт; мощные —

более 10 Вт.

В эксплуатируемых системах регулирования движения используются в основном ш т е п с е л ь н ы е р е л е , которые отличаютсяот реле с контактно-болтовым соединением конструкцией и способом включения в схемы.

Реле СЦБ имеют определенное условное обозначение (маркировку), состоящее из букв и цифр, занимающих определенное место в обозначении. Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении указывает на физический принцип действия реле: Н — нейтральное, П — поляризованное, К — комбинированное, СК — самоудерживающее комбинированное, И — импульсное, ДС — двухэлементное секторное (индукционное реле переменного тока). Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на малогабаритное исполнение реле. У реле, предназначенных для использования в автоблокировке, на первом месте стоят две буквы АН: первая буква А указывает на то, что реле автоблокировочное малогабаритное, а вторая буква — на принцип

действия реле. У пусковых реле в условном обозначении имеется буква П, а у реле с выпрямителем — буква В. Штепсельное соединение реле с другими приборами обозначается буквой Ш.

В обозначении медленнодействующих реле присутствует допол-нительная буква: М — обозначает реле с замедлением на отпускание якоря с помощью медной гильзы, Т — реле с замедлением на срабатывание с помощью термоэлемента. После указанных букв ставится цифра, характеризующая число контактных групп (НМШ1, АНШ2, НМПШ3 и т.д.). Второе число, отделенное _______дефисом, обозначает сопротивление обмотки реле постоянному току в омах (НМШМ2—640, НМПШ2—400 и т.д.).

У некоторых типов реле эта система обозначений не выдерживается. Так, в обозначении аварийных и огневых реле (АСШ, ОМШ) первая буква характеризует назначение реле. Наряду с электрическими контактными реле все большее применение получают полупроводниковые приборы релейного действия (бесконтактные реле) и микроэлектронные приборы, использующие интегральные микросхемы и микропроцессорную технику.

Реле постоянного тока по принципу действия являются электромагнитными, а по конструкции подразделяются на следующие типы:

Нейтральные реле НМШ, НШ, АНШ. Это двухпозиционные реле

с одним якорем, который притягивается к полюсам катушек при прохождении через них постоянного тока в любом направлении, т.е. реле нейтральны к полярности постоянного тока. Все эти реле относятся к 1 классу надежности и могут быть нормально- и медленнодействующими. По принципу действия относятся к электромагнитным.

Нейтральное малогабаритное штепсельное реле типа НМШ (рис. 1.3, а) состоит из сердечника 4 с надетыми на него катушками 5и 6, Г-образного ярма 2 и якоря 7 с противовесом 3

Рис. 1.3. Нейтральное реле НМШ

Бронзовый упор 8 на якоре исключает его залипание, так как он препятствует касанию якоря в притянутом положении к полюсу сердечника 4. Якорь двумя тягами 9 управляет контактной системой. Фронтовые контакты Ф-1 изготавливают из угля с серебряным наполнением, а общие О 11 и тыловые Т 10 — из серебра. Такое сочетание материалов исключает сваривание фронтовых контактов с общими при пропускании по ним тока значительной величины. Условное обозначение реле и его контактов, а также нумерация

контактов показаны на рис. 1.3, б.

Реле РЭЛ (рис. 1.4) имеет две независимые обмотки 2, каждая из которых состоит из двух катушек, расположенных на разных сердечниках. Магнитная система реле разветвленная, содержит якорь 5, ярмо 1 и два сердечника 11, на каждом из которых расположено по две катушки. Якорь закреплен на ярме при помощи скобы 6 и может свободно поворачиваться при работе реле. На якоре прикреплена бронзовая пластина 4, которая обеспечивает зазор между якорем и обоими сердечниками. Для утяжеления якоря имеются два груза 3, которые закреплены на якоре изгибом планки 7. Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

 

Рис. 1.4. Реле типа РЭЛ

 

Контактная система содержит восемь независимых контактов. Каждый переключающий контакт состоит из фронтового 8, подвижного 9 и тылового 10 контактов. Контактная система выполнена в виде отдельного узла, закрепленного на ярме. Контакты размещены в один ряд. Реле закрыто прозрачным колпаком и запломбировано.

Поляризованное реле ИМШ. Оно двухпозиционное, имеет в магнитной системе постоянный магнит, под действием которого якорь переключается из одного положения в другое в зависимости от направления тока в обмотке реле. Реле ИМШ быстродействующее и

не относится к реле 1 класса надежности. Оно предназначено для импульсной работы, их магнитная система может выполняться с нейтральной регулировкой якоря и с регулировкой на преобладание, т.е. с возвращением его в исходное положение при выключении тока.

Поляризованные импульсные реле нашли широкое применение в устройствах СЦБ в качестве путевых реле в перегонных рельсовых цепях, так как они обладают высокой чувствительностью и большой скоростью срабатывания от импульсов тока. Импульсные

реле в цепях постоянного тока благодаря регулировке положения якоря в магнитной системе могут работать от токов одного направления или токов разных направлений, т.е. обладают избирательностью к направлению постоянного тока. В устройствах СЦБ наибольшее распространение получили импульсные малогабаритные штепсельные реле типа ИМШ.

Комбинированные реле КМШ, КШ. Они трехпозиционные с нейтрально поляризованной системой, имеющей один нейтральный и один поляризованный якорь. Нейтральный якорь этих реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т.е. его переключение не зависит от полярности постоянного тока в обмотке реле.

Переключение поляризованного якоря из одного положения в другое у таких реле происходит в зависимости от направления тока в обмотке реле. При возбуждении комбинированных реле первым срабатывает поляризованный якорь, а затем притягивается нейтральный якорь, а при смене полярности тока в обмотке реле происходит кратковременное отпускание якоря. Комбинированные реле по времени срабатывания относятся к нормально действующим.

Кодовые реле КДРШ — двухпозиционные с одним нейтральным якорем, работающим независимо от направления тока в обмотке реле. Эти реле относятся к низшему классу надежности действия, а по времени срабатывания могут быть нормально- и медленнодействующими.

Кодовые реле КДР, КДРШ представляют собой электромагнитные реле постоянного тока облегченной конструкции. В кодовых реле используются три разновидности магнитной системы: неразветвленная с Г-образным ярмом, разветвленная с П-образным ярмом и усиленная разветвленная в медленнодействующих реле.

 

 

Реле переменного тока и трансмиттеры

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применяют двухэлементные секторные реле переменного тока типа ДСШ. Эти реле используются в качестве путевых в рельсовых цепях переменного тока частотой 50 и 25 Гц. По принципу действия двухэлементные секторные реле относятся к индукционным. Магнитная система реле выполняется на сердечниках из листовой стали для уменьшения потерь на гистерезис. Эти реле относятся к реле 1 класса надежности, а по времени срабатывания — к нормально-

действующим.

Двухэлементное секторное реле ДСШ со штепсельным включением (рис. 1.5, а) состоит из электромагнитной системы, представляющей собой два разных по назначению железных сердечника с намотанными на них обмотками. Один из них называется местным

элементом, другой — путевым. Эти элементы располагаются симметрично один относительно другого.

Местный элемент состоит из Ш-образного сердечника 1 с обмоткой 2, которая подключается к местному источнику переменного тока напряжением 110—220 В. Путевой элемент состоит из сердечника 8 с обмоткой 9, которая подключается через рельсовую цепь к путевому трансформатору. Между полюсами сердечников местного и путевого элемента располагается алюминиевый сектор 4, который вращается на оси и при помощи коромысла 3 и тяги 5 управляет контактной системой 6. В реле имеются упорные ролики 7 и 10, ограничивающие движение сектора соответственно вниз и вверх.

Принцип действия реле основан на взаимодействии магнитного потока путевого элемента с током, индуцированным в секторе магнитным потоком местного элемента. Когда один из элементов реле находится без тока, то сектор под действием собственного веса находится в нижнем крайнем положении и своим ребром нажимает на нижний упорный ролик. При прохождении переменного тока по катушке местного элемента магнитный поток, созданный током местного элемента, пересекая сектор, наводит в нем ЭДС, отстоящую по фазе на 90 ° от вызвавшего его потока. В результате этого в секторе возникают вихревые токи, которые проходят под полюсами путевого элемента, вступают во взаимодействие с его магнитным потоком и создают вращающий момент, стремящийся повернуть сектор. К аналогичным результатам приводит взаимодействие вихревых токов, созданных магнитным потоком путевого элемента, с магнитным потоком местного элемента. При равенстве магнитных потоков и совпадении их по фазе силы взаимодействия магнитных потоков и

 

Рис. 1.5. Устройство и работа реле ДСШ

вихревых токов будут равны и противоположно направлены, в результате чего сектор останется в нижнем положении.

Для приведения сектора во вращение в направлении его подъема необходимо создать определенный сдвиг фаз между магнитными потоками местного и путевого элементов или между их токами.

Таким образом, максимальный вращающий момент будет при угле сдвига фаз ϕ = 90 ° между токами или магнитными потоками в местном и путевом элементах. Этот вращающий момент перемещает сектор в верхнее положение. Вместе с сектором поворачиваются

коромысло и тяга, которая переключает контакты: размыкает тыловые Т и замыкает фронтовые Ф. При выключении тока в путевом элементе магнитный поток исчезает, и под действием собственного веса сектор опустится вниз и возвратит контакты в исходное

положение: разомкнет фронтовые Ф и замкнет тыловые Т. Условные обозначения реле ДСШ и его контактов приведены на рис. 1.5, б. Основным достоинством реле ДСШ является надежная фазовая избирательность, поэтому эти реле называют фазочувствительными. Свойство избирательности надежно исключает ложное срабатывание фазочувствительного путевого реле от источника питания смежной рельсовой цепи при замыкании изолирующих стыков, так как путевые обмотки реле включаются таким образом, чтобы положительный вращающий момент и подъем сектора вверх создавались только от тока своей рельсовой цепи.

Кроме этого, фазочувствительные реле обеспечивают надежную защиту от влияния помех тягового тока, отличающихся по частоте от тока сигнальной частоты всего на несколько герц. Фазочувствительные реле срабатывают от тока той частоты, что и частота тока в обмотке местного элемента, при определенных фазовых соотношениях между ними.

 

Трансмиттеры и электронные приборы. Трансмиттеры используются в устройствах автоматики и телемеханики в качестве датчиков импульсов. Они служат для преобразования непрерывного постоянного или переменного тока в импульсный. Наибольшее распространение получили маятниковые МТ икодовые трансмиттеры КПТ.

Маятниковые трансмиттеры МТ. Они вырабатывают равномерные импульсы постоянного тока.Трансмиттер МТ-1 используется

для импульсного питания рельсовых цепей, а МТ-2 служит для получения мигающего режима горения огней светофоров в устройствах ЭЦ, АБ и переездной сигнализации.

Трансмиттер МТ-2 отличается от МТ-1 длительностью вырабатываемых импульсов и интервалов. Маятник трансмиттера МТ-1 за 1 мин. совершает 105 ± 10 колебаний, а

МТ-2 — 40 ± 2 колебания. М а я т н и к о в ы й т р а н с м и т т е р (рис. 1.6, а) представляет собой электромагнитный механизм постоянного тока с качающимся якорем.

Основными его частями являются: магнитопровод 1 с катушками, якорь 2, на оси 3 которого находятся маятник 7 и гетинаксовые кулачковые шайбы 4, 5, 6. Ось якоря О1—О2 повернута относительно оси М1—М2 и вертикальной оси маятника. Когда в обмотках электромагнита тока нет, маятник 7 занимает вертикальное положение, а кулачковая шайба 4 замыкает управляющий контакт УК, образуя цепь питания обмоток. При нажатой кнопке К сердечники трансмиттера намагничиваются и якорь 2 поворачивается, стремясь к совмещению своей оси О1—О2 с осью магнитопровода М1—М2. Вместе с якорем поворачиваются маятник 7 (вправо) и все кулачковые шайбы, вследствие чего шайба 4 размыкает контакт УК и, следовательно, цепь питания обмотки электромагнита, а шайбы 5 и 6 замыкают контакты 31—32 и 41—42. При исчезновении магнитного поля маятник 7 по

инерции продолжает движение. Достигнув максимального отклонения, он начинает движение в обратном направлении и по инерции отклоняется вправо на некоторый угол от вертикального по-ложения. В тот момент, когда маятник 7 проходит вертикальное

положение, управляющий контакт УК замыкается и через обмотку электромагнита опять протекает ток, создающий магнитный поток, а контакты 31—32 и 41—42 размыкаются. Якорь 2 под действием магнитного поля вновь повернется, стремясь занять положение

М1—М2, раскачивая маятник. Таким образом, возникают незатухающие колебания маятника трансмиттера. При работе трансмиттера происходит поочередное замыкание и размыкание контактов 31—32 и 41—42, которые формируют равномерные импульсы постоянного тока.

Условное обозначение маятникового трансмиттера в электрических схемах показано на рис. 1.6, б.

 

 

Рис.1.6 Маятниковый трансмиттер МТ-1

 

Кодовые путевые трансмиттеры КПТ. Их применяют в устройствах кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации для преобразования непрерывного переменного тока в кодовые импульсы для питания рельсовых цепей. КПТ выпускаются нескольких типов, различающихся частотой переменного тока, от которого работает электродвигатель, и продолжительностью кодовых циклов, вырабатываемых трансмиттером.

Трансмиттер КПТ (рис. 1.7, а) состоит из однофазного асинхронного двигателя 1 переменного тока, редуктора, состоящего из червяка 2, червячного колеса 3, трех кулачковых шайб 4, 5, 6, имеющих выступы и впадины, и контактной системы 7. Двигатель через редуктор приводит во вращение кодовые кулачковые шайбы 4, 5, 6, отличающиеся одна от другой числом выступов и впадин. По поверхности этих шайб катятся ролики, укрепленные на нижних контактных пружинах. Кулачковая шайба 4 за один оборот создает три замыкания контактов, вырабатывая числовой код, состоящий из трех импульсов и трех интервалов в цикле. Такой код (рис. 1.7, б) называется кодом З (зеленого огня). Кулачковая шайба 5 за один оборот замыкает контакты два раза, вырабатывая числовой код, состоящий из двух импульсов и двух интервалов в цикле. Такой код называется кодом Ж (желтого огня). Кулачковая шайба 6 за один кодовый цикл (пол-оборота шайбы) вырабатывает числовой код, состоящий из одного импульса и одного интервала. Такой код называется кодом КЖ (красно-желтого огня). Существенными недостатками контактных реле и трансмиттеров являются зависимость срока службы от числа срабатываний и недостаточное быстродействие из-за наличия механических перемещений при работе этих приборов. Указанные недостатки можно устранить применением электронных приборов, у которых отсутствуют подвижные тр