устройство управления электроприводом стрелочного перевода

Классы МПК:B61L5/06 электрические приводы стрелок или тормозных башмаков 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-11-06
публикация патента:

Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для использования в системах управления поездной и маневровой работой на железнодорожных станциях. Устройство управления электроприводом стрелочного перевода содержит датчик положения остряков стрелки, трехфазный электродвигатель, блок-контакты, пять линейных проводов, резистор, диод, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений, коммутационные реле. Задачей изобретения является повышение надежности и снижение затрат на техническое обслуживание стрелочного электропривода. 1 ил. устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540

устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540

Формула изобретения

Устройство управления электроприводом стрелочного перевода, содержащее датчик положения остряков стрелки стрелочного перевода в виде автопереключателя с рабочими и контрольными контактами, трехфазный электродвигатель и блок-контакты электропривода стрелочного перевода, пять линейных проводов, подключенных к постовой аппаратуре электрической централизации стрелок и сигналов, включенные последовательно резистор и диод, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений, отличающееся тем, что в него введены четыре коммутационных реле, начала обмоток которых подключены к первому полюсу источника однофазного переменного напряжения, начало обмотки первого коммутационного реле подключено к замыкающему контакту первого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки второго коммутационного реле - к замыкающему контакту второго контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки третьего коммутационного реле - к размыкающему контакту третьего контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки четвертого коммутационного реле - к размыкающему контакту четвертого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, общий контакт которого подключен к общим контактам первого, второго, третьего контрольных контактов датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, а также к второму полюсу источника однофазного переменного напряжения, первый линейный провод подключен к общему контакту третьего коммутационного реле, тыловой контакт которого через первый блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключен к первой обмотке электродвигателя электропривода стрелочного перевода, вторая обмотка которого через второй блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключена к тыловым контактам четвертого и первого коммутационных реле, а третья обмотка - к пятому линейному проводу, второй линейный провод подключен к общему контакту четвертого коммутационного реле, фронтовой контакт которого подключен к фронтовому контакту второго коммутационного реле и через последовательно включенные диод и резистор - к фронтовым контактам третьего и первого коммутационных реле, общий контакт первого коммутационного реле подключен к третьему линейному проводу, а общий контакт второго коммутационного реле - к четвертому линейному проводу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для использования в системах управления поездной и маневровой работой на железнодорожных станциях.

Известно устройство управления электроприводом стрелочного перевода, содержащее датчик положения остряков стрелки стрелочного перевода в виде автопереключателя с рабочими и контрольными контактами и трехфазный электродвигатель электропривода стрелочного перевода, линейные провода, постовую аппаратуру электрической централизации стрелок и сигналов, включающую в себя нейтральное пусковое стрелочное реле, фазоконтрольный блок, вспомогательное реле, поляризованное пусковое стрелочное реле, реверсирующее реле, общее контрольное реле, контрольные реле плюсового и минусового положений стрелки стрелочного перевода, диоды, резистор, конденсатор, изолирующий трансформатор и стрелочные кнопки, станционную батарею электропитания, источники переменного трехфазного и однофазного напряжений (RU 2074830, B61L5/06, B61L 19/00, B61L 23/14, опубл. 10.03.1997 г.).

Недостатками известного устройства являются как низкая надежность, так и большие затраты на техническое обслуживание, так как, во-первых, оно имеет сложную схему, во-вторых, в нем для коммутации цепей электродвигателя электропривода стрелочного перевода используются рабочие контакты автопереключателя, требующие периодической проверки, регулировки и чистки.

Известно также устройство управления электроприводом стрелочного перевода, содержащее датчик положения остряков стрелки стрелочного перевода в виде автопереключателя с рабочими и контрольными контактами и трехфазный электродвигатель электропривода стрелочного перевода, линейные провода, постовую аппаратуру электрической централизации стрелок и сигналов, включающую в себя поляризованное и нейтральное пусковые реле, два однополярных реле контроля положения остряков стрелки стрелочного перевода, фазоконтрольный блок, трансформаторы, диоды, конденсаторы, резисторы, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений (RU 2396178, B61L 7/08, опубл. 10.08.2010 г.).

Недостатками известного устройства также являются как низкая надежность, так и большие затраты на техническое обслуживание, так как, во-первых, оно имеет сложную схему, во-вторых, в нем для коммутации цепей электродвигателя электропривода стрелочного перевода используются рабочие контакты автопереключателя, требующие периодической проверки, регулировки и чистки.

Известно также устройство управления электроприводом стрелочного перевода, содержащее датчик положения остряков стрелки стрелочного перевода в виде автопереключателя с рабочими и контрольными контактами, трехфазный электродвигатель и блок-контакты электропривода стрелочного перевода, пять линейных проводов, подключенных к постовой аппаратуре электрической централизации стрелок и сигналов, включенные последовательно резистор и диод, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений (Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.-д. трансп./ Под ред. Вл.В. Сапожникова. -М.: Транспорт, 1997, с.103-104, рис.4.29).

Это устройство принято в качестве прототипа, как более близкое к предложенному по своей технической сущности.

Недостатком противопоставленного устройства также является низкая надежность и большие затраты на его техническое обслуживание, так как в нем для коммутации цепей электродвигателя электропривода стрелочного перевода используются рабочие контакты автопереключателя, требующие периодической проверки, регулировки и чистки.

Так, вследствие быстрого изнашивания рабочих контактов автопереключателя электропривода стрелочного перевода в маршрутах, с интенсивностью движения более восьми пар поездов в сутки, требуется выполнение один раз в четыре недели операции «Чистка и регулировка контактов автопереключателя» (Устройства СЦБ. Технология обслуживания. Указание № ЦШЦ-37/159 от 16.09.1999 г. - М: «ТРАНСПОРТ», 1999, с.128).

Задачей, на выполнение которой направлено настоящее изобретение, является устранение перечисленных недостатков известных устройств управления электроприводом стрелочного перевода, а именно повышение надежности и снижение затрат на техническое обслуживание.

Решение этой задачи достигается тем, что в устройство управления электроприводом стрелочного перевода, содержащее датчик положения остряков стрелки стрелочного перевода в виде автопереключателя с рабочими и контрольными контактами, трехфазный электродвигатель и блок-контакты электропривода стрелочного перевода, пять линейных проводов, подключенных к постовой аппаратуре электрической централизации стрелок и сигналов, включенные последовательно резистор и диод, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений, источники постоянного, переменного однофазного и трехфазного напряжений, введены четыре коммутационных реле, начала обмоток которых подключены к первому полюсу источника однофазного переменного напряжения, начало обмотки первого коммутационного реле подключено к замыкающему контакту первого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки второго коммутационного реле - к замыкающему контакту второго контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки третьего коммутационного реле - к размыкающему контакту третьего контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки четвертого коммутационного реле - к размыкающему контакту четвертого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, общий контакт которого подключен к общим контактам первого, второго, третьего контрольных контактов датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, а также к второму полюсу источника однофазного переменного напряжения, первый линейный провод подключен к общему контакту третьего коммутационного реле, тыловой контакт которого через первый блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключен к первой обмотке электродвигателя электропривода стрелочного перевода, вторая обмотка которого через второй блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключена к тыловым контактам четвертого и первого коммутационных реле, а третья обмотка - к пятому линейному проводу, второй линейный провод подключен к общему контакту четвертого коммутационного реле, фронтовой контакт которого подключен к фронтовому контакту второго коммутационного реле и через последовательно включенные диод и резистор - к фронтовым контактам третьего и первого коммутационных реле, общий контакт первого коммутационного реле подключен к третьему линейному проводу, а общий контакт второго коммутационного реле - к четвертому линейному проводу.

В предложенном устройстве достигнуто увеличение надежности и снижение стоимости эксплуатации за счет исключения ненадежных рабочих контактов автопереключателя электропривода стрелочного перевода из цепей включения его электродвигателя.

Предложенное техническое решение является новым, так как из уровня техники не известны устройства управления электроприводом стрелочного перевода, в которых для коммутации цепей электродвигателя электропривода стрелочного перевода используются четыре коммутационных реле, начала обмоток которых подключены к первому полюсу источника однофазного переменного напряжения, начало обмотки первого коммутационного реле подключено к замыкающему контакту первого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки второго коммутационного реле - к замыкающему контакту второго контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки третьего коммутационного реле - к размыкающему контакту третьего контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, начало обмотки четвертого коммутационного реле - к размыкающему контакту четвертого контрольного контакта датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, общий контакт которого подключен к общим контактам первого, второго, третьего контрольных контактов датчика положения остряков стрелки стрелочного перевода, а также к второму полюсу источника однофазного переменного напряжения, первый линейный провод подключен к общему контакту третьего коммутационного реле, тыловой контакт которого через первый блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключен к первой обмотке электродвигателя электропривода стрелочного перевода, вторая обмотка которого через второй блок-контакт электропривода стрелочного перевода подключена к тыловым контактам четвертого и первого коммутационных реле, а третья обмотка - к пятому линейному проводу, второй линейный провод подключен к общему контакту четвертого коммутационного реле, фронтовой контакт которого подключен к фронтовому контакту второго коммутационного реле и через последовательно включенные диод и резистор - к фронтовым контактам третьего и первого коммутационных реле, общий контакт первого коммутационного реле подключен к третьему линейному проводу, а общий контакт второго коммутационного реле - к четвертому линейному проводу.

Предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, так как для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники, что подтверждается изложенным выше сопоставительным анализом известных и предложенного устройства управления электроприводом стрелочного перевода.

Предложенное техническое решение является промышленно применимым, так как при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличения надежности и уменьшения затрат на его эксплуатацию, а введенные в него элементы широко известны.

Из изложенного следует, что предлагаемое устройство управления электроприводом стрелочного перевода соответствует требованиям, предъявляемым к изобретению.

Пример выполнения предлагаемого устройства показан на чертеже.

Устройство управления электроприводом стрелочного перевода содержит датчик 1 положения остряков стрелки стрелочного перевода с первым 1.1, вторым 1.2, третьим 1.3 и четвертым 1.4 контрольными контактами соответственно, трехфазный электродвигатель 2 с первой 2.1, второй 2.2, третьей 2.3 обмотками статора и ротором 2.4, блок-контакты 3.1, 3.2 электропривода 4 стрелочного перевода, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8, пятый 9 линейные провода, станционную аппаратуру электрической централизации стрелок и сигналов 10, резистор 11, диод 12, источник постоянного напряжения 13, источник переменного однофазного напряжения 14, источник переменного трехфазного напряжения 15, первое 16, второе 17, третье 18, четвертое 19 коммутационные реле.

Позицией 20 на чертеже показан путевой ящик, в котором конструктивно размещены коммутационные реле 16, 17, 18, 19, резистор 11 и диод 12, позициями 10.1,устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 ,10.5 - клеммы блока управления и контроля 1, а также предохранители, фазы и полюса источников электропитания заявляемого устройства.

В заявляемом устройстве в качестве станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 использована известная типовая электрическая централизация промежуточных станций с маневровой работой ЭЦ-12-03 (Типовые материалы для проектирования 410305-ТМП. Электрическая централизация промежуточных станций с маневровой работой ЭЦ-12-03. Альбом № 2, с.92. - ОАО «РЖД», ГИПРОТРАНССИГНАЛСВЯЗЬ, 2006 г.). В качестве коммутационных реле 16, 17, 18 и 19 использованы реле переменного тока типа SCHRACK RM805730 (Справочник реле и пускателей. Каталог импульсных реле и электромагнитных пускателей различных назначений. - www.relecat.ru)

Устройство управления электроприводом стрелочного перевода изображено на чертеже в состоянии, соответствующем плюсовому положению остряков стрелки стрелочного перевода, которое условно принято в качестве исходного.

В этом состоянии третий 1.3 и четвертый 1.4 контрольные контакты датчика положения остряков стрелки 1 стрелочного перевода 4 замкнуты, а первый 1.1 и второй 1.2 его контрольные контакты разомкнуты. Третье 18 и четвертое 19 коммутационные реле включены, а первое 16 и второе 17 коммутационные реле выключены. Вследствие этого, в плюсовом положении стрелки стрелочного перевода формируется следующая контрольная электрическая цепь: клемма 10.2 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 второй линейный провод 6 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 общий - фронтовой контакты 19.1 четвертого коммутационного реле 19 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 резистор 11 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 диод 12 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 фронтовой - общий контакты 18.1 третьего коммутационного реле 18 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 первый линейный провод 5 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 клемма 10.1 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10.

В данной цепи резистор 11 ограничивает величину контрольного тока, а диод 12 осуществляет его однополупериодное выпрямление. Поэтому на клемме 10.1 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 присутствует положительный потенциал, воспринимаемый ею как плюсовое положение остряков стрелки стрелочного перевода.

Станционная аппаратура электрической централизации стрелок и сигналов 10 в этом состоянии отключает третий 7, четвертый 8 и пятый 9 линейные провода от источника переменного трехфазного напряжения 15, то есть от обмоток 2.1, 2.2 и 2.3 электродвигателя 2 электропривода 4.

Для перевода стрелки стрелочного перевода из плюсового в минусовое положение станционная аппаратура электрической централизации стрелок и сигналов 10 формирует в третьем 7, четвертом 8 и пятом 9 линейных проводах соответствующий порядок чередования фаз переменного напряжения источника 15. При этом образуются следующие электрические цепи включения электродвигателя 2 электропривода 4 стрелочного перевода. Первая цепь: клемма 10.4 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 четвертый линейный провод 8 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 общий - тыловой контакт 17.1 второго коммутационного реле 17 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 блок-контакт 3.1 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 первая 2.1 - третья 2.3 обмотки электродвигателя 2 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 пятый линейный провод 9 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 клемма 10.5 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10. Вторая цепь: клемма 10.3 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 третий линейный провод 7 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 общий - тыловой контакты 16.1 первого коммутационного реле 16 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 блок-контакт 3.2 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 вторая 2.2 - третья 2.3 обмотки электродвигателя 2 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 пятый линейный провод 9 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 клемма 10.5 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10.

Под действием поступивших в обмотки 2.1-2.3 напряжений электродвигатель 2 электропривода 4 начинает вращаться в направлении, соответствующем переводу остряков стрелки стрелочного перевода из плюсового в минусовое положение. При этом в начале перевода остряков стрелки размыкаются третий 1.3 и четвертый 1.4 контрольные контакты датчика 1 положения остряков стрелки стрелочного перевода 4, вследствие чего выключаются третье 18 и четвертое 19 коммутационные реле, разрывая своими контактами 18.1 и 19.1 цепь контроля положения остряков стрелки стрелочного перевода.

После штатного завершения перевода остряков стрелки стрелочного перевода в минусовое положение замыкаются контрольные контакты 1.1 и 1.2 датчика 1 стрелочного электропривода 4, вследствие чего включаются первое 16 и второе 17 коммутационные реле соответственно, контактами 16.1 и 17.1 которых разрываются цепи включения электродвигателя 2 электропривода 4. При этом формируется следующая электрическая цепь контроля минусового положения остряков стрелки: клемма 10.4 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 четвертый линейный провод 8 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 общий - фронтовой контакты 17.1 второго коммутационного реле 17 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 резистор 11 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 диод 12 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 фронтовой - общий контакты 16.1 первого коммутационного реле 16 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 третий линейный провод 7 устройство управления электроприводом стрелочного перевода, патент № 2514540 клемма 10.3 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10. Положительный потенциал, появляющийся в этом случае на клемме 10.3 станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10, воспринимается как нахождение остряков стрелки стрелочного перевода в минусовом положении.

Возврат стрелки стрелочного перевода в плюсовое положение производится по команде станционной аппаратуры электрической централизации стрелок и сигналов 10, которая в этом случае формирует соответствующее чередование фаз напряжений трехфазного источника переменного напряжения 15 в первом 5 и втором 6 линейных проводах. Эти напряжения через замкнутые общий - тыловой контакты 18.1 третьего коммутационного реле 18 поступают в первую 2.1, а через замкнутые общий - тыловой контакты 19.1 четвертого коммутационного реле 19 поступают во вторую 2.2 обмотку электродвигателя 2 электропривода 4 соответственно. Направление вращения электродвигателя 2 электропривода 4 обеспечивает перевод остряков стрелки стрелочного перевода из минусового в плюсовое положение. При этом в начале перевода остряков стрелки контакты 1.1 и 1.2 датчика 1 выключаются, разрывается цепь контроля минусового положения остряков стрелки стрелочного перевода. Станционная аппаратура электрической централизации стрелок и сигналов 10 на время перевода остряков стрелки не имеет контроля их положения.

После штатного завершения перевода остряков стрелки стрелочного перевода в плюсовое положение замыкаются контакты 1.3 и 1.4 датчика 1 контроля электропривода 4. При этом включаются третье 18 и четвертое 19 коммутационные реле, контактами 18.1 и 19.1 соответственно разрываются цепи электропитания электродвигателя 2 электропривода 4 и формируется описанная выше электрическая цепь контроля плюсового положения остряков стрелки стрелочного электропривода.

Данное устройство управления стрелочным электроприводом стрелочного перевода по сравнению с прототипом обладает более высокой надежностью вследствие исключения контактов автопереключателя из цепей включения электродвигателя стрелочного электропривода, меньшими затратами на техническое обслуживание электропривода стрелочного перевода за счет исключения операций чистки контактов автопереключателя.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2514540

patent-2514540.pdf

Класс B61L5/06 электрические приводы стрелок или тормозных башмаков 

механизм привода стрелочного перевода -  патент 2501696 (20.12.2013)
привод стрелочного перевода -  патент 2499712 (27.11.2013)
способ работы привода горочного стрелочного перевода и устройство для его осуществления -  патент 2493993 (27.09.2013)
стрелочный электропривод -  патент 2477695 (20.03.2013)
гарнитура стрелочного электропривода -  патент 2457132 (27.07.2012)
гарнитура стрелочного электропривода -  патент 2456191 (20.07.2012)
автопереключатель -  патент 2431580 (20.10.2011)
стрелочный электропривод -  патент 2412845 (27.02.2011)
устройство стрелочного привода -  патент 2410265 (27.01.2011)
способ контроля соединения остряка с шибером, прилегания остряка к рамному рельсу и устройство для его осуществления -  патент 2408488 (10.01.2011)
Наверх