Двухпроводная схема управления стрелкой схема

Двухпроводная схема управления стрелкой схема
Двухпроводная схема управления стрелкой схема
Двухпроводная схема управления стрелкой схема
Двухпроводная схема управления стрелкой схема
1. /Книга Строков В.Г.исправ..doc Учебное пособие для академических лицеев и колледжей железнодорожного транспорта. Ташкент, 2009 161 с
§20 Двухпроводная схема управления стрелкой

Двухпроводная схема управления стрелкой является основной при цен­тральном питании и стрелочных электроприводах с двигателями постоянного тока на рабочее напряжение 160 В. В этой схеме применен принцип разде­ления во времени (временного уплотнения) функций контроля и управления. Это позволило объединить в двух проводах контрольную и управляющую цепи и значительно сэкономить затраты на устройство кабельных сетей. Пер­воначально устройство управления стрелкой по двухпроводной схеме монти­ровалось на стативе свободного монтажа с использованием реле типа НШ, КШ, СКПШ. Позже схема была переработана, предполагала использование при монтаже малогабаритных реле типа НМП, ПМП, КМ, причем они раз­мещались в специальных закрытых блоках типа ПС. Двухпроводная схема управления стрелкой с блоком ПС представлена на рисунке 48.

При плюсовом положении стрелки приборы её автомата управления и контроля (см. рис. 48) находятся в следующих состояниях:

реле НПС отключено от источника питания и поэтому у него замкнуты тыловые контакты;

реле ППС отключено от источника питания. У него замкнуты кон­такты прямой полярности, так как при переводе стрелки в плюсовое положе­ние по его верхней по схеме обмотке протекал ток прямой полярности;

реле ПК возбуждено, так как по его обмотке протекает ток по цепи: полюс П; фронтовой контакт реле ОК; контакт прямой полярности реле ППС; контакт прямой полярности реле ОК; обмотка реле ПК; полюс М;

реле ОК возбуждено током прямой полярности, который является посто­янной составляющей несинусоидального тока, протекающего по обмотке реле. У реле ОК замкнуты фронтовые контакты нейтрального якоря и кон­такты прямой полярности поляризованного якоря;

ветвь с обмоткой реле Р подключена параллельно обмотке реле ОК и по­этому через обмотку реле Р протекает ток прямой полярности, который явля­ется постоянной составляющей несинусоидального тока, протекающего через реле Р.

Образование постоянной составляющей токов, протекающих по обмоткам реле ОК и Р, поясняется при помощи рис. 48б, на котором наименование элементов электрической цепи обозначены в виде дроби. В числителе дроби указано обозначение элемента по схеме рис 48а, а в знаменателе указано сопротивление элемента постоянному току. На рис. 48б указана полярность вторичной обмотки трансформатора Т при действии положительной полуволны напряжения. Указанная полуволна воздействует на следующие три параллельно включенные ветви:

1-я ветвь – содержит обмотку реле ОК;

Рис. 48 Двухпроводная схема управления стрелкой

2-я ветвь – состоит из последовательно включенных обмотки реле Р и резистора R1 = 12 кОм;

3-я ветвь – содержит последовательно включенные контакты 31-32 автопе­реключателя, вентиль ВС и резистор R1 = 1 кОм и контакты 33-34 автопе­реключателя.

Из рис. 48б видно, что напряжение положительной полуволны прилага­ется к вентилю ВС в непроводящем направлении (создается обратное смеще­ние р-n - перехода). Тогда сопротивление между выводами «катод (к) - анод (а)» вентиля ВС может считаться равным бесконечности (∞). Поэтому ток по третей ветви не протекает. Следует отметить, что токи, протекающие под действием положительной полуволны напряжения, по первой (i0K+) и второй (ip+) ветвям будут наибольшими, т.е. i0K+= i0K+тах и ip+= ip+max. Это объясня­ется тем, что из-за действия ЭДС самоиндукции сопротивление обмотки реле переменному току в 15-20 раз превышает её сопротивление постоян­ному току. Тогда, можно считать, что сопротивление реле ОК составляет 45-50 кОм, а сопротивление последовательно включенных конденсатора С и ре­зистора R2 не превышает 1,2-1,3 кОм, т.е. практически все напряжение вто­ричной обмотки трансформатора подведено к обмотке реле ОК и тогда i0K+= i0K+тах.Поскольку вторая ветвь включена параллельно первой, то и ip+= ip+max. Таким образом, во время действия положительной полуволны по обмотке реле протекает максимальный ток прямой полярности.

При действии отрицательной полуволны напряжения вторичной обмотки трансформатора Т полярность на её выходах противоположных полярности, указанной на рис 48б. Тогда напряжение отрицательной полуволны прилага­ется к вентилю ВС в проводящем направлении (создается прямое смещение р-п перехода), в результате чего сопротивление между выводами а-к вен­тиля практически будет равно нулю. В этом случае параллельно первой и второй ветвям подключается резистор Rp=1 кОм, который совместно с ре­зистором R2=1 кОм является делителем напряжения вторичной обмотки трансформатора Т. В связи с наличием в цепи делителя конденсатора С на­пряжение, подводимое к ветвям содержащим обмотки реле ОК и Р снизится более чем в 2 раза. Поэтому токи, протекающие по обмоткам реле (i0K, ip) будут иметь наименьшее значение (|iok-min |<| ioк+max|) и направление противополож­ное направлениям токов i0K+, ip+, т.е. во время действия отрицательной полу­волны через обмотки реле протекает минимальный ток обратной полярности.

Реле ОК и Р реагируют на среднее за период значение тока, которое опре­деляется как разность средних значений тока за время действия положитель­ной (i0K+, ip+) и отрицательной (i0K-, ip-) полуволн, т.е. | i0K+max | - |iОК-min | > 0. Это среднее за период значение тока и есть постоянная составляющая, тока в обмотке реле. Направление постоянной составляющей соответствует направ­лению тока i0K+, т.е. реле ОК возбуждено током прямой полярности и по обмотке реле Р протекает ток прямой полярности. Таким образом, образование тока прямой полярности, протекающего через обмотки реле ОК и Р происходит за счет того, что во время действия отрицательной полуволны к ветвям, содержащим обмотки этих реле, подключается шунт в виде резистора Rp (рис. 48б). Подключение этого шунта осуществляется приложением к вентилю ВС прямого напряже­ния (вентиль проводит ток). В рассматриваемом случае контактами автопе­реключателя катод вентиля ВС подключен к проводу Л1, а анод через рези­стор Rp к проводу Л2 (см. рис. 48 а, б).

Для перевода стрелки в минусовое положение необходимо рукоятку
Cmp1 перевести в положение «-». В результате срабатывает реле 1НПС по цепи: полюс ТП; Стр1С; Cmp1-; контакт прямой полярности реле 1ППС; вентиль VD1; верхняя по схеме обмотка реле НПС; фронтовой контакт реле 1З; фронтовой контакт реле 1СП; полюс М. В этой цепи проверяются:

отсутствие замыкания стрелки в маршруте контактами реле 1З;

свободность стрелки от подвижного состава контактами реле 1СП.

Включением в цепь реле 1НПС контактов реле 1ППС обеспечивается

противоповторное замыкание.

Реле 1НПС возбудившись:

а) своими тыловыми контактами отключают от проводов Л1 и Л2 об­мотку реле 1ОК в результате чего через обмотку реле 1ОК будет протекать переменный ток без постоянной составляющей и реле 1ОК отпустит свой ней­тральный якорь. Фронтовым контактом нейтрального якоря реле 1ОК выклю­чится реле ПК, которое своим тыловым контактом включит красную (к) лам­почку на аппарате управления. Кроме того отключение источника перемен­ного тока от проводов Л1 и Л2 приводит к исчезновению постоянной состав­ляющей тока прямой полярности протекающего через реле Р;

б) одним фронтовым контактом реле 1НПС подключает рабочей батареи РПБ к проводу Л1, а полюс РМБ к проводу Л2. Поэтому через обмотку реле Р будет протекать ток прямой полярности по цепи: полюс РПБ; предо­хранитель; контакт прямой полярности реле ППС; фронтовой контакт НПС; провод Л1; обмотка реле Р; резистор R1; фронтовой контакт реле 1НПС; контакт прямой полярности реле ППС; нижняя по схеме (удерживающая) обмотка реле НПС; полюс РМБ. Величина этого тока ограничивается рези­стором R1 и её численное значение значительно меньше величины тока удерживания якоря реле НПС по нижней обмотке;

в) другими фронтовыми контактами реле НПС обеспечивается возбужде­ние реле ППС током обратной по цепи: полюс ТП; Cmp1С; Cmр1- ; фронто­вой контакт реле НПС; нижняя по схеме обмотка реле ППС; фронтовой кон­такт реле 1З; фронтовой контакт реле 1СП; полюс М.

Реле 1ППС возбуждаясь, размыкает свои контакты прямой полярности и замыкает контакты обратной полярности.

Один из контактов ППС обрывает цепь питания верхней по схеме обмотки реле НПС. Однако, не смотря на то, что величина тока в нижней по схеме обмотка реле НПС меньше тока удер­живания, реле остается некоторое время возбужденным за счет разряда кон­денсатора С1.

Другими контактами реле ППС осуществляется переключение полюсов рабочей батареи в цепи реле Р и через его обмотку начинает проте­кать ток обратной полярности по цепи: полюс РПБ; предохранитель; контакт обратной полярности реле ППС; фронтовой контакт реле НПС; провод Л2; резистор R1; обмотка реле Р; провод Л1; фронтовой контакт реле НПС; контакт обратной полярности реле ППС; нижняя по схеме обмотка реле НПС; полюс РМБ. Реле Р возбуждается током обратной полярности, однако его величина недостаточна для удержания якоря реле НПС, которое продолжает удерживать свой якорь за счет разряда конденсатора С1. В результате возбу­ждения реле Р размыкаются его контакты прямой полярности, а замыкаю­щимися контактами обратной полярности подключает параллельно ветви с реле Р двигатель стрелочного электропривода. По двигателю начинает протекать рабочий ток по цепи: полюс РПБ; предохранитель; контакт об­ратной полярности реле ППС; фронтовой контакт реле НПС; провод Л2; контакт БК; обмотка двигателя; обмотка возбуждения В1; контакты 11-12 автопереключателя; контакты обратной полярности реле Р; провод Л1; фронтовой контакт реле НПС; контакт обратной полярности реле ППС; нижняя по схеме обмотка реле НПС; полюс РМБ. Величина этого тока более чем на 2 порядка (в 250 и более раз) превышает величину тока, протекающего через реле Р и его достаточно для удерживания якоря реле НПС. Поэтому реле НПС остается в возбужденном состоянии, не смотря на то, что разряд кон­денсатора вскоре заканчивается. С началом протекания тока через двигатель начинается перевод стрелки, что приводит сначала к размыканию третьей группы контактов (31-32, 33-34, 35-36), а затем к замыканию четвертой группы контактов (41-42, 43-44, 45-46) автопереключателя.

После окончания перемещения остряков стрелки в минусовое положение и механического замыкания шибера в электроприводе последовательно раз­мыкается первая группа (11-12, 13-14, 15-16) и замыкается вторая группа (21-22, 23-24, 25-26) контактов автопереключателя. Разомкнувшимися контактами 11-12 автопереключателя от проводов Л1 и Л2 отключается электродвигатель в результате чего величина тока в проводах Л1 и Л2, а также в нижней по схеме обмотке реле НПС уменьшается в 250 и более раз. Этой величины не­достаточно для удерживания якоря реле 1НПС и оно его отпускает. Размы­кающимися фронтовыми контактами реле 1НПС от проводов Л1 и Л2 отклю­чаются полюса рабочей батареи (РПБ, РМБ), а замыкающимися тыловыми контактами реле 1НПС к проводам Л1 и Л2 подключается обмотка реле ОК, в результате чего оно возбудится током обратной полярности.

Образование тока обратной полярности при минусовом положении стрелки может быть рассмотрено аналогично образованию тока прямой по­лярности. При этом необходимо учесть, что, если при плюсовом положении стрелки катод вентиля ВС через контакты 31-32 автопереключателя и кон­такт прямой полярности реле Р был подключен к проводу Л1, а анод через резистор Rp и контакты 33-34 автопереключателя к проводу Л2 (см. рис. 48а), то при минусовом положении стрелки наоборот – катод ВС через контакты 23-24 автопереключателя подключается к проводу Л2, а анод ВС через резистор Rp, контакты 21-22 автопереключателя и контакты обратной полярности реле Р подключается к проводу Л1.

Возбудившись током обратной полярности, реле ОК включает реле МК по цепи: полюс П; фронтовой контакт реле 1ОК; контакт обратной полярности реле 1ОК; контакт обратной полярности реле 1ППС; обмотка реле МК; полюс М. Тыловым контактом реле МК отключается красная контрольная лампочка, а фронтовым контактом этого же реле включается желтая контрольная лам­почка.

При переводе стрелки из минусового положения в плюсовое работа уст­ройств происходит в той же последовательности, но при этом:

а) реле 1ППС и Р возбуждаются током прямой полярности;

б) рабочий ток будет протекать по обмотке возбуждения В2;

в) размыкание рабочей цепи по окончанию перевода стрелки будет произве­дено контактами 41-42 автопереключателя.

Использование одних и тех же проводов Л1 и Л2 для рабочей и контроль­ной цепи привело к тому, что когда реле 1ППС переключает свой якорь, а реле Р еще не успело переключить свой якорь, вентиль ВС оказывается включенным в про­водящем направлении под полное напряжение рабочей батареи. Для того чтобы вентиль не пробило последовательно с ним включен резистор Rp.

В схеме рис. 48 конденсатор С2 исключает протекание постоянной составляю­щей контрольного тока через вторичную обмотку трансформатора Т, что ис­ключает подмагничивание трансформатора и повышает коэффициент полез­ного действия однопульсового выпрямителя ВС. Кроме того последова­тельно с конденсатором С2 включен резистор R2, который не только защи­щает трансформатор от перегрузки в случае сообщения между проводами Л1 и Л2, но и защищает реле 1ОК от ложного срабатывания в случае, если стрелка остано­вится в среднем положении из-за обрыва рабочей цепи между щеткой и кол­лектором электродвигателя. В рассматриваемом случае защищенность реле 1ОК от ложного срабатывания повышается за счет включения параллельно обмоткам двигателя бумажных конденсаторов.

Контакты поляризованного якоря реле 1ОК не относится к первому классу надежности. Поэтому в ответственных электрических цепях централизации вместо контактов реле 1ОК используются контакты реле ПК и МК. В цепи включения обмоток реле ПК и МК осуществляется защита от ложного контроля при несрабатывании (заклинивании) поляризованного якоря реле 1ОК. Защита выполнена путем включения в цепи возбуждения реле ПК, МК кон­тактов поляризованных якорей двух реле - 1ОК и 1ППС. Однако эта защита эффективна в том случае, если алгоритмом работы устройств при переводе стрелки предусмотрено сначала срабатывание реле НПС, а затем реле 1ППС. Иначе может возникнуть ситуация, когда дежурный, переводя стрелку и не по­лучив контроля её положения из-за заклинивания якоря реле 1ОК, переведет стрелочную рукоятку для возвращения стрелки в исходное состояние. Если реле 1ППС сработает первым, то цепь возбуждения реле 1НПС будет разомкнута контактом реле 1ППС и возникнет ложный контроль положения стрелки.

Основным недостатком устройств управления стрелками, собранными по двухпроводной схеме является, хотя и маловероятная, возможность возник­новения опасного отказа в виде длительного ложного контроля. Это видно из следующего примера.

Допустим, то при производстве работ по обслуживанию требовалось отключение проводов Л1 от клеммы 116, а провода Л2 от клеммы 114 (см. рис. 48а). Если после завершения работ по обслуживанию, провод Л1 был ошибочно подключен к клемме 114, а провод Л2 – к клемме 116 (произошло перепутывание проводов), то направление постоянной со­ставляющей тока, протекающего через реле 1ОК изменится на противополож­ное. Тогда при плюсовом положении стрелки реле 1ОК будет возбуждено то­ком обратной полярности. Своим контактом прямой полярности оно выклю­чит реле ПК, что исключает контроль положения стрелки. Однако если по­сле такого положения рукоятку Cmp1 перевести в минусовое положение, то будут возбуждаться сначала реле 1НПС, а затем реле 1ППС током обратной полярности. Эти реле подключат полюс РПБ к проводу Л1, а полюс РМБ к проводу Л2. Тогда через реле Р будет протекать ток прямой полярности и его контакты останутся в положении указанном на рис. 48а. По окончанию раз­ряда конденсатора С1 реле 1НПС отпустит свой якорь и своими тыловыми контактами подключит обмотку реле 1ОК к проводам Л1 и Л2. Поскольку эти про­вода были перепутаны, то реле 1ОК возбудится током обратной полярности. Тогда, хотя стрелка находится в плюсовом положении возникает ложный контроль минусового положения стрелки, так как срабатывает реле МК по цепи: полюс П; фронтовой контакт реле 1ОК; контакт обратной полярности реле 1ОК; контакт обратной полярности реле 1ППС; обмотка реле МК; полюс М.

Ложный контроль положения стрелки может возникнуть и в случае пооче­редного заклинивания поляризованных якорей реле 1ППС, Р, 1ОК.

§21 Пятипроводная схема управления стрелкой.

Пятипроводная схема управления стрелкой используется в случае приме­нения электроприводов с установленными в них трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Свое название она полу­чила потому, что требует укладки пяти проводов (Л1-Л5) межу постом ЭЦ и стрелочным электроприводом. Эта схема приведена на рисунке 49, и она во многом совпадает с двухпроводной схемой управления стрелкой.

Рис. 49. Схема управления стрелкой с электроприводом переменного

тока

Отличие пусковой цепи схемы рис.49 от пусковой цепи двухпроводной схемы управ­ления стрелкой состоит в том, что в цепях возбуждения реле ППС схемой рис.49 предусматривается использование двух вентилей (VD1, VD2) и од­ного фронтового контакта реле НПС вместо двух. Освободившийся фронтовой контакт реле НПС используется для размы­кания фазы С3Ф (рис.49). Вентили VD1 и VD2 нужны для того, чтобы избе­жать повторного возбуждения реле НПС и как следствие, потери контроля стрелки после окончания её перевода. Действительно, если стрелочная руко­ятка была переведена в плюсовое положение и осталась в этом положении после окончания перевода стрелки, а вентилей VD1 и VD2 не было бы, то че­рез обмотку реле НПС протекал бы ток по цепи: полюс П; контакт Стр1+; верхняя по схеме обмотка реле ППС; нижняя по схеме обмотка реле ППС; контакт прямой полярности реле ППС; верхняя по схеме обмотка реле ППС; фронтовой контакт реле 1З; фронтовой контакт реле 1СП; полюс М.

В этой цепи сопротивление одной обмотки реле ППС составляет 150 Ом, а сопротивление верхней обмотки НПС 1200 Ом. Благодаря такому соотношению сопротивлений обмоток реле, 80 % напряжения батареи будет подведено к обмотке реле НПС и оно возбудится. Включение в выше­описанную цепь вентилей VD1 и VD2 исключит протекание по ней тока.

Второе отличие пусковой цепи состоит в отсутствии ветви с конденсатором и резистором, которые в двухпроводной схеме управления стрелкой подключались к выводам 2 и 4 обмотки реле НПС. В двухпроводной схеме управления стрелкой эта ветвь обеспечивала замедление реле НПС на отпадание. В схеме рис.49 замедление обеспечивается за счет того, что вывод 1 обмотки реле НПС соединен с выводом 3 через вентили мостового выпрямителя.

Отличие рабочей цепи схемы рис.49 от рабочей цепи двухпроводной схемы состоит в том, что схемой рис.49 предусматривается центральное реверсирование. Поэтому установка реверсирующего реле Р не предусматривается. Реверсирование заключается в том, что при переводе стрелки в плюсовое положение контактами реле ППС фаза С1Ф через провод Л1 и контакты 43-44АП подключается к обмотке 2 двигателя, а фаза С2Ф через и провод Л2 и контакты 41-42АП подключается к обмотке 3 двигателя. При переводе стрелки в минусовое положение порядок подключения фаз С1Ф и С2Ф меняется.

Особенностью рабочей цепи пятипроводной схемы управления стрелкой является образование цепи тока удерживающей (нижней по схеме) обмотки реле НПС на время протекания рабочего тока (время перевода стрелки). Трансформаторы T1, T2, ТЗ сконструированы таким образом, что при проте­кании в рабочей цепи тока их магнитопроводы насыщаются, в результате чего напряжения на их вторичных обмотках являются периодическими несину­соидальными функциями времени и содержат различные гармоники. Вто­ричные обмотки трансформаторов T1, T2, ТЗ включены по схеме разомкну­того треугольника. Тогда напряжение, между точками «а» и «в» (см. рис. 49) бу­дет определяться алгебраической суммой напряжений всех трех вторичных обмоток трансформаторов T1, T2, ТЗ. Из курса электротехники известно, что гармоники, кратные трем, действующие на выводах вторичных обмоток трансформаторов сдвига по фазе между собой не имеют. Поэтому алгебраи­ческая сумма напряжений вторичных обмоток всех трех трансформаторов определяется простым сложением напряжений. Для настройки электрической цепи на 3-ю гармонику к точкам «а» и «в» подключен конденсатор С. Таким обра­зом, при протекании рабочего тока по всем фазам суммарное напряжение третьих гармоник всех трех вторичных обмоток трансформаторов через мос­товой однофазный выпрямитель подается на нижнюю обмотку реле НПС. За счет этого реле удерживает свой якорь во время перевода стрелки. Если по ка­кой-либо причине произойдет обрыв одной из фаз, то через первичные об­мотки двух других трансформаторов будет протекать один и тот же ток, при­чем в одном трансформаторе ток будет протекать от начала обмотки к концу, а в другом - наоборот (встречное включение первичных обмоток). Поэтому, равные по величине напряжения вторичных обмоток трансформаторов будут направлены встречно друг другу (сдвиг на фазе 180°) и напряжение на выходе выпрямителя будет равно нулю. Тогда по удерживающей обмотке реле НПС ток протекать не будет, и оно отпустит свой якорь и отключит от двигателя остальные две фазы.

Цепь включения реле ОК пятипроводной схемы аналогична цепи включе­ния реле ОК двухпроводной схемы, но имеет более высокую защищенность от опасных отказов. Это связанно с тем, что для включения реле ОК пятипроводная схема предусматривает использование четырех проводов вместо двух. Более высокая защищенность от опасных отказов цепи реле ОК пятипро­водной схемы видна из следующих рассуждений.

После отключения проводов в двухпроводной схеме имеются только два варианта их подключения - правильное (провода не перепутаны) и непра­вильное (провода перепутаны). В §20 было показано, что при перепутывании проводов возможен опасный отказ. Вероятность (Р2) перепутывания проводов при их произвольном подключении составит Р2=1:2=0,5. После отключения проводов в пятипроводной схеме количество вариантов их подключения оп­ределяется по закону перестановок, а именно: 5!=1∙2∙3∙4∙5=120 вариантов. Из них только при одном варианте (Л1 с Л2; ЛЗ с Л4) возможно возникновение опасного отказа. Вероятность такого перепутывания проводов (Р5) составит Р5=1:120=0,00833. Из сравнения Р2 и Р5 видно, что пятипроводная схема предполагает более низкую (в 60 раз) вероятность ошибочного подключения линейных проводов и как следствие более низкую вероятность возникнове­ние опасного отказа.

Цепи включения реле ПК, МК и цепи индикации (на рис. 49 не показаны) в пятипроводной (рис. 49) и двухпроводной (рис.48) абсолютно одинаковы.

Порядок работы реле и цепи протекания токов при переводе стрелки из одного положения в другое предусмотренный пятипроводной схемой управ­ления стрелкой аналогичны соответствующему порядку работы реле двух­проводной схемы управления стрелкой.

Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема Двухпроводная схема управления стрелкой схема

Изучаем далее:



Схема производства сыра брынза

Как сделать лепёшки без яиц и дрожжей

Поздравление с днём рождения женщине начальнице коллеге в прозе

Как сделать заводские настройки на самсунге дуос

Укладка тротуарной плитки на отмостку из бетона своими руками
Читать новость Двухпроводная схема управления стрелкой схема фото. Поделитесь новостью Двухпроводная схема управления стрелкой схема с друзьями!