CS257559B1

CS257559B1 - Zapojeni dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače

Info

Publication number: CS257559B1
Application number: CS857596A
Authority: CS
Inventors: Stanislav SRB; Tomas Srb; Antonin Faran
Original assignee: Stanislav SRB; Tomas Srb; Antonin Faran
Priority date: 1985-10-23
Filing date: 1985-10-23
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS759685A1

Abstract

Zapojeni dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače je určeno pro bezpečné vyhodnocení volnosti kolejového obvodu, což je co do závažnosti primární informace na jejímž základě je odvozena výsledná bezpečnost navazujícího zabezpečovacího zařízení. Dosud známé bezkontaktní přijímače jsou neúměrné, tj. několikanásobně dražší než kontaktní kolejová relé a proto jsou u ČSD používány a dále projektovány převážně kontaktní kolejová relé. U naposled jmenovaných relé se v poslední době projevila řada závažných závad. Princip zapojení bezkontaktního kolejového přijímače umožňuje podstatně snížit cenu ve srovnání s dosud známými řešeními.

Description

Vynález se týká zapojení dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače s vysokou imunitou proti rušivým vlivům a s bezpečnou kontrolou rozhodujících prvků zařízení.

Dosud známý bezkontaktní kolejový přijímač používaný u ČSD, má sice také vysoké technické parametry, tj. vysokou imunitu proti rušivým vlivům a vysoký činitel vypnutí, jeho cena však je v .důsledku použití speciálních prvků a složité konstrukce vysoká.

Shora uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení dvoufázového.bezkontaktního kolejového přijímače podle vynálezu uspořádaného tak, že prvý výstup místního transformátoru je připojen na vstup prvého generátoru, kdežto druhý výstup místního transformátoru je připojen na vstup prvého usměrňovače, přičemž výstup prvého generátoru je připojen na vstup prvého spínacího prvku a současně na vstup druhého spínacího prvku tak, že prvá pracovní svorka prvého spínacího prvku je připojena v sérii s vysílačem prvého prvku na první výstup kolejového transformátoru, kdežto druhá pracovní svorka prvého spínacího prvku je připojena v sérii s prvým odporem jednak na prvý kondenzátor, jednak na druhou svorku výstupního transformátoru, přičemž druhá pracovní svorka prvého spínacího prvku je ještě připojena k druhé pracovní svorce druhého spínacího prvku, kdežto první pracovní svorka druhého spínacího prvku je připojena v sérii s vysílačem druhého kontrolního prvku a v sérii s druhým odporem jednak na druhou svorku kolejového transformátoru, jednak na druhou svorku prvého kondenzátoru, přičemž prvá výstupní svorka prvého usměrňovače je připojena na druhou svorku pomocného transformátoru, zatímco druhá výstupní svorka prvého usměrňovače je připojena jednak v sérii s přijímačem prvého kontrolního prvku na prvou svorku pomocného transformátoru, jednak v sérii s přijímačem druhého kontrolního prvku na třetí svorku pomocného transformátoru, kdežto výstup pomocného transformátoru je připojen na vstup druhého usměrňovače, přičemž výstup druhého usměrňovače je připojen na vstup druhého generátoru, kdežto prvý výstup druhého generátoru je připojen na vstup třetího spínacího prvku, avšak druhý výstup druhého generátoru je připojen na vstup čtvrtého spínacího prvku, zatímco prvá pracovní svorka třetího spínacího prvku je připojena na prvou svorku výstupního transformátoru, kdežto prvá pracovní svorka čtvrtého spínacího prvku je připojena na třetí svorku výstupního transformátoru, přičemž k výstupu výstupního transformátoru jsou připojeny vyhodnocovací prvky bezkontaktního kolejového přijímače, zatímco vstup kolejového transformátoru je připojen na výstup vyhodnocovaného obvodu.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že dvoufázový bezkontaktní kolejový přijímač podle vynálezu dosahuje srovnatelné technické parametry jako špičkový dvoufázový feritotranzistorový kolejový přijímač používaný u ČSD, ale ve srovnání s naposled jmenovaným přijímačem je podstatně levnější díky originálnímu řešení bezpečných kontrol rozhodujících spínacích prvků. Zmíněné kontroly jsou především založeny na diskretizaci diskriminátorem zpracovávaného signálu. Vysoký činitel vypnutí se především dosahuje diky pravoúhlé hysterezní smyčce feromagnetického materiálu výstupního transformátoru, případně i pomocného transformátoru.

V důsledku přesytitelnosti magnetického obvodu výstupního transformátoru signálními proudy ležícími v oblasti 50 Hz se vedle imunity zajištěné vlastním diskriminátorem podstatně zvyšuje imunita proti nebezpečnému ovlivnění rušivou průmyslovou frekvencí a jejími blízkými harmonickými násobky.

Je třeba připomenout, že nominální pracóvní frekvence diskretizačního signálu, zajišťovaná prvním generátorem, ale i frekvence proudů výstupního transformátoru, kterou určuje druhý generátor se pohybuje v oblasti, která je přibližně o dva řády vyšší než je signální frekvence. V důsledku toho mohou být rozměry výstupního a pomocného transformátoru relativně malé. Proto i zapojení dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače podle vynálezu je výhodnější, než u dosud známých řešení.

Na obrázku i je zapojení dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače. Na obrázku 2a je znázorněna diskretizace místního napětí. Na obrázku 2b je znázorněn obecný průběh místního napětí a kolejového napětí. Na obrázku 2c je uveden příklad průběhu diskriminátorového proudu.

Na obrázku 1 je prvý výstup 1-3; 1-4 místního transformátoru JL připojen na vstup 3-1; 3-2 prvého generátoru 3, kdežto druhý výstup 1-5; 1-6 místního transformátoru i je připojen na vstup 4-1; 4-2 prvého usměrňovače i_, přičemž výstup 3-2; 3-3 prvého generátoru 3 je připojen na vstup 9-1; 9-3 prvého spínacího prvku 9 a současně,na vstup 10-1; 10-3 druhého spínacího prvku 10 tak, že prvá pracovní svorka 9-2 prvého spínacího prvku 9 je připojena v sérii s vysílačem 71 prvého kontrolního prvku 7. ^na prvou výstupní svorku 2-3 kolejového transformátoru 2, kdežto druhá pracovní svorka 9-3 prvého spínacího prvku 2 je připojena v sérii s prvým odporem 11 jednak na prvý kondenzátor _1_2, jednak na druhou svorku 16-2 výstupního transformátoru 16, přičemž druhá pracovní svorka 9-3 prvého spínacího prvku 2 3® ještě připojena k druhé pracovní svorce 10-3 druhého spínacího prvku 10, kdežto první pracovní svorka 10-2 druhého spínacího prvku 10 je připojena v sérii s vysílačem 81 druhého kontrolního prvku 8 a v sérii s druhým odporem 13 jednak na druhou svorku 2-4 kolejového transformátoru 2, jednak na druhou svorku 12-2 prvého kondenzátoru 12, přičemž prvá výstupní svorka 4-3 prvého usměrňovače 2 je připojena na druhou svorku 5-2 pomocného transformátoru 5, zatímco druhá výstupní svorka 4-4 prvého usměrňovače £ je připojena jednak v sérii s přijímačem 72 prvého kontrolního prvku 7_ na prvou svorku 5-1 pomocného transformátoru 5, jednak v sérii s přijímačem 82 druhého kontrolního·prvku 8 na třetí svorku 5-3 pomocného transformátoru 5, kdežto výstup 5-4; 5-5 pomocného transformátoru 5 je připojen na vstup 17-1; 17-2 druhého usměrňovače 17 přičemž^- výstup 17-3; 17-4 druhého usměrňovače 17 je připojen na vstup 6-1; 6-3 druhého generátoru 8, kdežto prvý výstup 6-2; 6-3 druhého generátoru je připojen na vstup 14-1; 14-3 třetího spínacího prvku 14, avšak druhý výstup 6-4; 6-3 druhého generátoru 2 je připojen na vstup 15-1; 15-3 čtvrtého spínacího prvku 15., zatímco prvá pracovní svorka 14-2 třetího spínacího prvku '14 je připojena na prvou svorku 16-1 výstupního transformátoru 16, kdežto prvá pracovní svorka 15-2 čtvrtého spínacího prvku 15 je připojena na třetí svorku 16-3 výstupního transformátoru 16, přičemž k výstupu 16-4; 16-5 výstupního transformátoru 16 jsou připojeny vyhodnocované prvky bezkontaktního kolejového přijímače, zatímco vstup 2-1; 2-2 kolejového transformátoru 2 3® připojen na výstup vyhodnocovaného kolejového obvodu. Na obrázku 2a je uvedena závislost diskretizovaného místního napětí 100 na čase t. Na obrázku 2b je zřejmý fázový úhel mezi průběhem místního napětí 001 a kolejovým napětím 1000. Na obrázku 2c je znázorněna závislost diskriminovaného proudu 1001 na čase t.

Z obrázku 1 je zřejmý princip činnosti dvoufázového kolejového přijímače. Místní napětí 001 je jednocestně diskretizováno prvním generátorem 3, který například generuje obdélníkové kmity, jejichž frekvence leží v oblasti, která je přibližně o dva řády vyšší než signální frekvence, tedy frekvence místního napětí. Na výstupu 3-3; 3-2 prvého generátoru 2 je proto generováno diskretizované místní napětí 100 viz obrázek 2a.

V době impulsu diskretizovaného napětí 100 je buzen například prvý spínací prvek 9, kdežto v době, která odpovídá mezeře diskretizovaného napětí 100 je v tom případě buzen druhý spínací prvek 10., případně naopak. Za předpokladu, že existuje nenulový průnik časového průběhu místního napětí 001 a kolejového napětí 1009 viz obrázek 2b, jsou vytvořeny podmínky pro průtok diskriminátorového proudu 1001 viz obrázek 2c, jehož zdrojem je kolejový transformátor 2 ^{a z}&~ těží prvý odpor 11, prvý kondenzátor 12 a obvod výstupního transformátoru 16.

Průtok proudu prvého spínacího prvku je kontrolován prvým kontrolním prvkem 7_, jehož výstupní svorka 7-4 je připojena na prvou svorku 5-1 pomocného transformátoru 5. Průtok proudu druhého spínacího prvku 10 je kontrolován druhým kontrolním prvkem 2, jehož výstupní svorka 8-4 je připojena na třetí svorku 5-3 pomocného transformátoru 2· ^Za předpokladu bezporuchového průtoku proudu prvým spínacím prvkem 10 je generováno napětí na výstupu 5-4; 5-5 pomocného transformátoru 5, jehož magnetický obvod je vytvořen z feromagnetika, jehož hysterezní smyčka je pravoúhlá nebo se pravoúhlé blíží. Jinými slovy jednocestně buzení pomocného transformátoru 5 nebude mít za důsledek generování výstupního napětí pomocného transformátoru 2·

Za předpokladu, že pomocný transformátor 2 generuje výstupní napětí, jsou vytvořeny podmínky pro činnost druhého generátoru 2» který je napájen z výstupu 17-3; 17-4 druhého usměrňovače 17. Při řádné činnosti druhého generátoru 17 jsou vytvořeny podmínky pro impulsní spínání třetího spínacího prvku 14 a čtvrtého spínacího prvku 2-2.· ^v případě, že kolejové napětí je větší nebo rovno hodnotě přítahu kolejového přijímače, dochází ke generování výstupního napětí na výstupu 16-4? 16-5 výstupního transformátoru.

Pracovní proud druhého spínacího prvku 10 má zdroj tvořený prvním kondenzátorem 12. Porucha prvého kondenzátoru 12 je tedy převedena bezkontaktním kolejovým přijímačem podle vynálezu bezpečnějším směrem. Vzhledem k tomu, že i “magnetický obvod výstupního transformátoru 16 je vytvořen z feromagnetika s pravoúhlou hysterezní smyčkou, je na výstupu 16-4; 16-5 generováno napětí jen při řádné činnosti třetího spínacího prvku 14 a čtvrtého spínacího prvku 15 a při dostatečné intenzitě diskriminátorového proudu 1001. Navíc se díky zmíněné pravoúhlosti hysterezní smyčky materiálu magnetického obvodu výstupního transformátoru 16 a pomocného transformátoru .5 dosahuje vysoký činitel vypnutí, kterým je rozhodujícím způsobem charakterizována kvalita kolejového přijímače.

Dalším rozhodujícím parametrem je imunita přijímače proti rušivým vlivům zejména průmyslové frekvenci. Té se dosahuje jednak vlastním diskriminátorem, jednak tím, že magnetický obvod výstupního transformátoru 16 je volen tak, aby se průmyslovou frekvencí přesytil. V důsledku toho zanikne přenos, čímž je porucha převedena bezpečnějším směrem. V neposlední řadě eliminaci rušivých proudů zajišťuje obvod druhého spínacího prvku 10, jehož činnost je bezpečně kontrolována výše popsaným způsobem.

Předložené řešení diskriminátoru je z důvodu snazšího výkladu popsáno jako jednocestný systém. Je zřejmé, že návrh diskriminátoru lze koncipovat i dvoučinně. V tom případě by jak místní transformátor 1., tak kolejový transformátor 2^ měl o jedno vinutí a navazující obvody víc. Teplotní nezávislost rozhodujících parametrů kolejového přijímače je snadněji dosažitelná, než u dosud známých kolejových přijímačů vzhledem k tomu, že lze volit teplotně stabilnější režim rozhodujících spínacích prvků nehledě k tomu, Curieova teplota feromagnetika, z nichž jsou zhotoveny magnetické obvody výstupního transformátoru 16 a pomocného transformátoru _5 může být podstatně vyšší než u feritových materiálů s pravoúhlou hysterezní smyčkou.

Dvoufázový bezkontaktní kolejový přijímač lze využít např. při inovaci stávajícího kolejového přijímače řady DSš u československých státních drah, která se v poslední době jeví jako mimořádně aktuální.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Zapojení dvoufázového bezkontaktního kolejového přijímače vyznačené tím, že prvý výstup (1-3? 1-4) místního transformátoru (1) je připojen na vstup (3-1? 3-
2) prvého generátoru (
3), a výstup (1-5? 1-6) místního transformátoru (1) je připojen na vstup (
4-1? 4-2) prvého usměrňovače (4), přičemž výstup (3-4? 3-3) prvého generátoru (3) je připojen na vstup (9-1? 9-3) prvého vypínacího prvku (9) a současně na vstup (10-1; 10-3) druhého spínacího prvku (10) přičemž prvá pracovní svorka (9-2) prvého spínacího prvku (9) je připojena v sérii s vysílačem (71) prvého prvku (7) na první výstupní svorku (2-3) kolejového transformátoru (2), druhá pracovní svorka (9-3) prvého spínacího prvku (9) je připojena v sérii s prvým odporem (11) jednak na prvý kondenzátor (12), jednak na druhou svorku (16-2) výstupního transformátoru (16), a první pracovní svorka (10-2) druhého spínacího prvku (10) je připojena v sérii s vysílačem (81) druhého kontrolního prvku (8) a v sérii s druhým odporem (13) jednak na druhou svorku (2-4) kolejového transformátoru (2), jednak na druhou svorku (12-2) prvého kondenzátoru (12), a prvá výstupní svorka (4-3) prvého usměrňovače (4) je připojena na druhou svorku (
5-2) pomocného transformátoru (5), zatímco druhá výstupní svorka (4-4) prvého usměrňovače (4) je připojena jednak v sérii s přijímačem (72) prvého kontrolního prvku (7) na prvou svorku (5-1) pomocného transformátoru (5), jednak v sérii s přijímačem (82) druhého kontrolního prvku (8) na třetí svorku (5-3) pomocného transformátoru (5), a výstup (5-4? 5-5) prvního transformátoru (5) je připojen na vstup (17-1? 17-2) druhého usměrňovače (17), a výstup (17-3? 17-4) druhého usměrňovače (17) je připojen na vstup (6-1? 6-3) druhého generátoru (6), a prvý výstup (6-2?
6-3) druhého generátoru (6) je připojen na vstup (14-1; 14-3) třetího spínacího prvku (14), a druhý výstup (6-4; 6-3) druhého generátoru (6) je připojen na vstup (15-1; 15-3) čtvrtého spínacího prvku (15) , a prvá pracovní svorka (14-2) třetího spínacího prvku (14) je připojena na prvou svorku (16-1) výstupního transformátoru (16), a prvá pracovní svorka (15-2) čtvrtého spínacího prvku (15) je připojena na třetí svorku (16-3) výstupního transformátoru (16) a k výstupu (16-4; 16-5) výstupního transformátoru (16) jsou připojeny vyhodnocovací prvky bezkontaktního kolejového přijímače, a vstup (2-1; 2-2) kolejového transformátoru (2) je připojen na výstup vyhodnocovaného kolejového obvodu.