Бесконтактное реверсирующее реле Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов УДК 681.584.71

С. Л. Кондратенко, канд. техн. наук,

Р. И. Селезнев

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

БЕСКОНТАКТНОЕ РЕВЕРСИРУЮЩЕЕ РЕЛЕ

Введение

В настоящее время на российских железных дорогах для управления стрелками применяются стрелочные электроприводы, более 50 % из которых оборудованы двигателями постоянного тока [1]. Для управления этими электроприводами в системах релейной электрической централизации применяется двухпроводная схема [2].

Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом получила широкое распространение на сети железных дорог. Схема экономична по расходу кабеля, прокладываемого между постом электрической централизации и стрелочным электроприводом. Управление стрелкой и контроль ее положения осуществляется по двум проводам благодаря применению напольного реверсирующего поляризованного реле.

Многолетний опыт эксплуатации этой схемы выявил недостатки, которые по данным официальной статистики ведут к ежегодно повторяющимся отказам [3]. Авторы данной статьи поставили задачу устранить данные недостатки, чтобы повысить надежность работы типовой двухпроводной схемы управления стрелочным электроприводом.

1. Типовая двухпроводная схема

Типовая двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом изображена на рис. 1.

Основными недостатками применяемой схемы являются:

■ отключение двигателя по окончании перевода стрелки производится контактами автопереключателя, которые при этом искрят, обгорают, индевеют, что приводит к потере контакта, т. е. к нарушению нормальной работы схемы [4];

■ двигатель постоянного тока имеет щеточный узел, отказ которого приводит к невозможности дистанционного перевода стрелки;

■ наличие напольного электромагнитного реверсирующего поляризованного реле, контакты которого искрят при пуске и переводе стрелки из среднего положения, что приводит к их отказу [5];

28

Системы и устройства автоматики и телемеханики

■ наличие искрогасящих конденсаторов, которые недостаточно эффективно справляются со своей задачей, а их обрыв не контролируется;

■ необходимость обогрева контактов автопереключателя привода из-за того, что нагрев контактов при искрении и последующее их остывание приводит к конденсации влаги на их поверхности, что в холодное время года ведет к их заиндевению и потере контакта [6].

Для решения вышеописанной проблемы в существующей схеме предусмотрена цепь обогрева контактов автопереключателя. Такое решение требует дополнительного расхода кабеля и выделения мощности постового источника питания.

Пост ЭЦ Кабельная сеть Напольное оборудование

1 1 1 Л1 1

Источник Пусковой стрелочный блок 1 1 1 1 1 I Реверсирующее Стрелочный

питания 1 1 1 Л2 1 1 1 реле электропривод

1 1 1 1

I

Рис. 1. Функциональная схема управления стрелочным электроприводом

с двигателем постоянного тока

Многолетний опыт эксплуатации этой схемы выявил недостатки, которые ежегодно повторяются по данным официальной статистики [3]. Авторами статьи была поставлена задача устранить эти недостатки, чтобы повысить надежность работы типовой схемы.

2. Новое техническое решение

Для устранения недостатков типовой схемы управления авторами статьи было разработано техническое решение, которое повышает надежность схемы управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока. На рис. 2 представлена функциональная схема.

Взамен реверсирующего реле (ППР3-5000) было разработано бесконтактное реверсирующее реле, которое состоит из электронного силового ключа и узла гальванической развязки.

Электронный силовой ключ управляется рабочими контактами автопереключателя по слаботочной цепи, а коммутация электродвигателя осуществляется силовыми тиристорами.

29

Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов

Пост ЭЦ

Кабельная сеть

Напольное оборудование

Источник

питания

Пусковой стрелочный блок 1 1 ^Бесконтактное реверсирующее реле.

1 Л1 1 , Узел гальва- нической развязки Электрон- ный силовой ключ

1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! лк ! |

1 1 |

1 1 1_.

Стрелочный

электропривод

Рис. 2. Функциональная схема управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока, основанная на применении бесконтактного реверсирующего реле

Узел гальванической развязки фиксирует наличие рабочего напряжения источника питания в линейных проводах Л1, Л2 и подключает к ним электронный силовой ключ.

В зависимости от полярности рабочего напряжения источника питания в линейных проводах и состояния рабочих контактов автопереключателя электронный силовой ключ подключает соответствующую обмотку электродвигателя.

По окончании перевода стрелки рабочий контакт автопереключателя размыкается и посылает команду электронному ключу на остановку электродвигателя, а пусковой стрелочный блок поста ЭЦ отключает источник рабочего напряжения от линейных проводов и подключает к ним контрольную цепь.

Узел гальванической развязки фиксирует отсутствие рабочего напряжения в линейных проводах и отключает электронный силовой ключ от кабельной сети в контрольном режиме работы схемы. Это необходимо для защиты схемы от ложного контроля положения стрелки при вероятном отказе и преобразовании элементов электронного ключа в выпрямительный элемент.

Исключение рабочих контактов автопереключателя привода из цепи включения/отключения обмоток электродвигателя, а также управление электронным силовым ключом по слаботочной цепи позволяет значительно повысить ресурс контактов автопереключателя, а также исключить цепь обогрева контактов.

Применение полупроводниковых элементов позволяет осуществлять безыскровую коммутацию электродвигателя, что повышает ресурс реверсирующего устройства и позволяет отказаться от искрогасящих конденсаторов.

30

Системы и устройства автоматики и телемеханики

Переход от типовой схемы управления к предложенной осуществляется без изменений в постовой части аппаратуры и кабельной сети.

Заключение

Таким образом, применение данной схемы решает комплекс задач по обслуживанию и повышению надежности схемы управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока. К достоинствам схемы можно отнести ее совместимость с любыми типами электрической централизации, а также возможность применения электроприводов с любыми типами автопереключателя - ножевого (СП-6М), на микропереключателях (ВСП-150), на герконах (СП-6МГ), на контакторах (СП-10) и т. п.

Библиографический список

1. Бочкарев С. В. Совершенствование методов диагностирования стрелочного переводного устройства / С. В. Бочкарев, А. А. Лыков, Д С. Марков // Автоматика на транспорте. - 2015. -Т. 1. - № 1. - С. 40-50.

2. Станционные системы автоматики и телемеханики / Вл. В. Сапожников, Б. Н. Елкин, И. М. Кокурин, Л. Ф. Кондратенко, В. А. Кононов. - М. : Транспорт, 1997. - 432 с.

3. Статистический отчет о работе железных дорог за 1999 год. - М. : МПС, Управление статистики. - 2000. - 60 с.

4. Валиев Р. Ш. Двухпроводная схема управления стрелкой с пусковым блоком ПС с центральным питанием / Р. Ш. Валиев, Ш. К. Валиев. - Екатеринбург : ООО «Вебстер», 2011. - 15 с.

5. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики / А. С. Переборов,

А. М. Брылеев, Вал. В. Сапожников, А. В. Смирнова, А. А. Эйлер ; под ред. А. С. Пере-

борова. - 3-е изд., перераб и доп. - М. : Транспорт, 1984. - 384 с.

6. Резников Ю. М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики / Ю. М. Резников. - М. : Транспорт, 1985. - 274 с.

E-mail: russel [email protected]

31