DE1912414B2 - Gleisstromkreis mit isolierten Schienenstoßen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleisstrom- 55 nungsimpulse Werte erreicht, bei denen der eine bzw. kreis mit isolierten Schienenstößen, welcher am einen der andere sättigbare Magnetkern in die Sättigung Ende einen Sender und am anderen Ende einen gebracht wird, und daß der zweite Magnetkreis die Empfänger aufweist, wobei der Sender eine Wechsel- Übertragung des Eingangssignals zum Ausgangsspannung liefert, deren Frequenz etwa gleich weit transformator nur dann zuläßt, wenn er in der Sättivon der Grundfrequenz des Bahnstroms und seiner 60 gung ist, während der erste Magnetkreis nur dann zweiten Oberwelle entfernt ist und die in Form von übertragen kann, wenn er nicht gesättigt ist. Durch Impulsen mit sehr niedriger Folgefrequenz getastet geeignete Bemessung der Magnetkreise und ihrer ist und wobei der Empfänger mit einem auf die FoI- Wicklungen kann daher erreicht werden, daß eine gefrequenz der Impulse ansprechenden Demodulator übertragung nur in einem engen Bereich möglich ist. ausgestattet ist. 65 Die Schaltung ist vollkommen eigensicher, weil jeder

Es ist bekannt, Gleisstromkreise mit Wechselspan- Fehler eines Schaltungselemente ein Fehlen des Ausnungen zu speisen, deren Frequenz etwa gleich weit gangssignals zur Folge hat. Dies gilt insbesondere von der Grundfrequenz des Bahnstroms und von dann, wenn durch einen solchen Fehler beide Ma-

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gnetkreise gleichzeitig in die Sättigung gebracht oder Fig.3 dargestellt. Er besteht aus zwei magnetischen

gleichzeitig entsättigt werden. ' Ringkernen TO 1 und TO 2, deren Primärwicklungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der die Windungszahlen n_t bzw. n.₂ haben. Der Ringkern

Zeichnung dargestellt. TO 1 besitzt nur diese einzige Wicklung, während

Darin zeigt 5 der Ringkern TO 2 mit einer Sekundärwicklung ver-

Fig. 1 ein Blockschaltbild des an die Sendeseite sehen ist, welche eine Wechselspannung U₂ liefert,

des Gleisstromkreises angeschlossenen Wechsel- Die Primärwicklungen der Ringkerne TO 1 und TO 2

Stromgenerators, sind in Reihe geschaltet. Die Windungszahl H₁ des

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Empfängers, Ringkerns TOl ist größer als die Windungszahl "

jp ig.3 das Schaltbild des Amplitudendiskrimina- io des Ringkerns TO2, und da diese beiden Ringke

tors des Empfängers von F i g. 2 und rechteckige magnetische Kennlinien haben, wird,

Fig.4 das Schaltbild des Demodulators des Emp- wenn der Strom in den beiden in Reihe geschalteten

fängers von F i g. 2. Primärwicklungen einen gewissen Wert erreicht, der

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Senders, Ringkern TOl plötzlich gesättigt, aber nicht der welcher mit einer an die beiden Schienen angelegten 15 Ringkern TO 2. Dies hat zur Folge, daß die Impe-Spannung das Ende eines isolierten Gleisabschnitts danz der Wicklung /I₁ des Ringkerns TO 1 praktisch speist. Er enthält einen Steueroszillator O, welcher null wird und die ganze an die beiden in Reihe geeine Trennstufe S mit hoher Eingangsimpedanz be- schalteten Wicklungen angelegte Spannung U1 dann aufschlagt, so daß ihre Belastung die Stabilität des an der Primärwicklung n., des Ringkerns TO 2 liegt, Oszillators O nicht beeinträchtigt. Diese Trennstufe 20 so daß dieser Ringkern an seiner Sekundärwicklung synchronisiert einen Kippschwinger OR, welcher eine höchste Spannung U₂ liefert. Wenn dagegen die einen Leistungsverstärker Λ ansteuert, dessen Aus- Amplitude der Spannung'L'j zu niedrig ist, ist prakgang V die beiden Schienen an dem Ende eines nicht tisch keine Spannung U₂ vorhanden. Diese Schaltung dargestellten isolierten Gleisabschnitts speist. Der unterdrückt also die niedrigen Spannungen, unter Ausgangsstrom des Verstärkers A beeinflußt die Am- 25 welchen sich insbesondere die von dem Bahnstrom plitude des Ausgangsstroms des Kippschwingers OR herrührenden Störspannungen befinden, welche, wie über einen Regler Rg, auf welchen auch ein Modula- oben ausgeführt, durch das Filter F geschwächt wertor M wirkt, welcher den Kippschwinger OR impuls- den.

förmig tastet, so daß dieser Wechsekpannungsim- Fig.4 zeigt die Schaltung des DemodulatorsD pulse mit einer gewissen Dauer und mit einer gewis- 30 der F i g. 2. Er enthält zwei magnetische Ringkerne sen Folgefrequenz erzeugt, wobei diese beiden Grö- TO 3 und TO 4 aus einem Material mit einer rechtßen getrennt einstellbar sind und ein bestimmtes eckigen magnetischen Kennlinie, von denen der Tastverhältnis ergeben. Der Regler dient dazu, den Ringkern TO 3 drei Wicklungen n₄, n₅, n_e und der Eingangsstrom des Verstärkers Λ in Grenzen zu hai- Ringkern TO 4 zwei Wickluneen η_Ί und «₈ trägt, ten, welche mit dem richtigen Arbeiten und einer 35 Der Demodulator empfängt seme Eingangsspan-Verme^:dung der Überlastung seiner Transistoren ver- nung von ei.iem Transformator TR1 mit zwei träglich sind. In dem vorliegenden Beispiel beträgt Sekundärwicklungen, von denen die eine die Wickdie Frequenz der Fahrdrahtspannung 50 Hz und die lung n₄ über einen Widerstand r speist, während die Frequenz des Oszillators O und somit die Trägerfre- andere an ein Potentiometer P angeschlossen ist, desquenz der Wechselspannungsimpulse am Ausgang V ^ sen Aufgabe weiter unten erläutert ist. Die Wicklung 73 Hz, was einen Zwischenwert zwischen der Grund- n„ des Ringkerns TO 3 speist die Primärwicklung frequenz und der zweiten Oberwelle des Bahnstroms eines Ausgangstransformators TR 2 über die Wickdarstellt. Die Folgefrequenz der Wcchselspannungs- lung η. des Ringkerns TO 4. Der Basis-Emitterkreis impulse ist natürlich sehr viel niedriger. eines von einer Stromquelle AL gespeisten Transi-

F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild des Empfängers, 45 stors T wird durch das Potentiometer P gespeist, und

welcher an das Ende des Gleisabschnittes ange- der Kollektorstrom des Transistors T fließt über die

schlossen ist, welches dem an den Sender angeschlos- Wicklungen n₅ und n₈, welche mit einer Glätrungs-

senen Ende entgegengesetzt ist. Er wird am Eingang drossel L in Reihe geschaltet sind. Ein Kondensa-

durch die Spannung E_v gespeist, welche zwischen tor C mit großer Kapazität dient zur Glätlung der

den beiden Schienen abgenommen wird. Diese Span- 50 Schwankungen des Kollektorstroms des Transistors

nung wird durch ein Filter F gealtert, welches die T, die durch Speisung seiner Basis mit Wechselstrom

ungewünschten beiderseits der Nutzfrequenz von 73 verursacht werden. Die Bauteile der Schaltung und

Hz liegenden Frequenzen sperrt, insbesondere 50 die Einstellung des Potentiometers P sind so gewählt,

und 100 Hz. Der Ausgang des Filters F ist an einen daß die Schaltung eine Ausgangsspannung für die

Amplitudendiskriminator DA angeschlossen, dessen 55 Folgefrequenz und das Tastverhältnis der Signale des

Ausbildung weiter unten erläutert ist. Er scheidet die Senders liefert. Für andere Folgefrequenzen der

Signale aus, deren Amplitude unter einem gewissen Wechselspannungsimpulse und für eine kontinuier-

Pegel liegt. Ihm ist eine elektronische Kippschal- liehe ungetastete Wechselspannung ist diese Aus-

tungß nachgeschaltet, welche Rechtecksignale der gangsspannung vernachlässigbar.

Frequenz 73 Hz liefert, welche in gleicher Weise wie 60 Für eine gegebene Einstellung des Potentiome-

die Eingangssignale E_v impulsförmig getastet sind. tersP erhält man nämlich offenbar bei Anlegung

Diese Signale werden nach Verstärkung durch einen einer unmodulierten Wechselspannung an die Pri-

Verstärker A_x in einer Schaltung D demoduliert, de- märwicklung des Transformators TR 1 einen größten

ren Ausbildung ebenfalls weiter unten erläutert ist. Emitterstrom an dem Transistor T, und dieser Strom

Die demodulierten Signale betätigen nach Verstär- 65 nimmt um so mehr ab, je kürzer die Dauer der durch

kung durch einen Verstärker A₂ das Gleisrelais R die Tastung erzeugten Wechselspannungsimpulse der

über einen Gleichrichter RD. Sendung und somit — bei konstanter Folgefrequenz

Der Amplitudendiskriminator DA der F i g. 2 ist in — je länger die Pausen zwischen diesen Wechsel-

der Ringkern TO 4 gesättigt. Der Ringkern TO 3 arbeitet dann als Transformator, da aber der Ringkern TO 4 nicht gesättigt ist, besitzt die entsprechend bemessene Wicklung «₇ eine sehr starke Reaktanz, so daß die vom Transformator TR 2 gelieferte Ausgangsspannung klein ist. Bei Zunahme des Kolektorstroms des Transistors T tritt ein Zustand ein, in welchem der Ringkern TO 3 immer noch nicht gesättigt ist, während der Ringkern TO 4 gesättigt ist. Die Reaktanz der Wicklung n₇ fällt dann fast auf Null, und die Ausgangsspannung des Transformators TR 2 ist groß. Bei weiterer Erhöhung des Kollektorstroms wird der Ringkern TO 3 seinerseits gesättigt, und die Kopplung zwischen der Primärwicklung n₄ und der Sekundärwicklung n₀ fällt ab, so daß die Ausgangsspannung des Transformators TR 2 ebenfalls abfällt. Es ist zu bemerken, daß die in F i g. 4 dargestellte Schaltung eine Eigensicherheit hat. Jeder zufällige Fehler eines beliebigen Bauteils derselben hat ein Fehlen der Ausgangsspannung zur Folge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

i 912 414 dessen erster Oberwelle entfernt ist, damit eine VerPatentansprüche: wechslung mit diesen Frequenzen in den Demodula- toren der Empfänger vermieden wird. Beispielsweise

1. Gleisstromkreis mit isolierten Schienenstö- werden in verschiedenen Langem mit 50 Hz-Bahnßen, welcher am einen Ende einen Sender und 5 strom Wechselstrom-Gleisstromkreise mit einer Fream anderen Ende einen Empfänger aufweist, wo- quenz von 75 oder 83Va Hz betrieben. Solche Frebei der Sender eine Wechselspannung liefert, de- quenzen sind aus verschiedenen Gründen besonders ren Frequenz etwa gleich weit von der Grundfre- bessere Unterscheidung kann in diesem Fall dadurch quenz des Bahnstroms und seiner zweiten Ober- für sehr lange Gleisstromkreise geeignet. Eine noch welle entfernt ist und die in Form von Impulsen io erreicht werden, daß die Wechselspannung mit einer mit sehr niedriger Folgefrequenz getastet ist und definierten Folgefrequenz impulsförmig getastet wobei der Empfänger mit einem auf die Folgefre- wird. Da aus den vorstehend angegebenen Gründen quenz der Impulse ansprechenden Demodulator die Frequenz der Wechselspannung ziemlich niedrig ausgestattet ist, dadurch gekennzeich- ist, muß mit einer sehr niedrigen Folgefrequenz der net, daß der Demodulator (D) einen Eingangs- 15 Impulse gearbeitet werden. Der Empfänger muß transformator (TRl) mit zwei Sekundärwick- dann mit einem Demodulator ausgestattet sein, der Kragen aufweist, an dessen Primärwicklung die auf so niedrige Impulsfolgefrequenzen ansprechen Wechselspannungsimpulse angelegt werden, daß kann und dabei die gestellten Anforderungen hinan die eine Sekundärwicklung des Eingangstrans- seitlich einfachem und betriebssicherem Aufbau formators (TR 1) die Primärwicklung (n₄) eines 20 und Eigensicherheit erfüllt.

ersten sättigbaren Magnetkreises (TO 3) zage- Die Verwendung von sättigbaren Magnetkernen

schlossen ist, an dessen Sekundärwicklung (n_e) mit rechteckiger Hysteresisschleifc ist bei Glcisstromdie Primärwicklung eines Ausgangstransforma- kreisen zur Bildung von Amplitudendiskriminatoren tors (TR 2) in Reihe mit einer Wicklung (n₇) bekannt. Solche Schaltungen eignen sich aber nicnt eines zweiten sättigbaren Magnetkreises (TO 4) 25 als Demodulatoren für Wechselspannungsimpulse.
angeschlossen ist, daß eine weitere Wicklung («₈) Aufgabj der Erfindung ist die Schaffung eines

des zweiten Magnetkreises (TO 4) in Reihe mit Gleisstromkreises der eingangs angegebenen Art mit einer dritten Wicklung (n.) des ersten Magnet- einem auf die Folgefrequenz der Wechselspannungskreises (TO 3) im Stromkreis eines Transistors impulse ansprechenden Demodulator von einfachem (T) liegt, an dessen Basis die Spannung der zwei- 30 und betriebssicherem Aufbau,
ten Sekundärwicklung des Eingangstransforma- Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

tors (TR V) über ein Potentiometer (P) angelegt gelöst, daß der Demodulator einen Eingangstransforist, und daß eine Anordnung (L, C) zur Glättung mator mit zwei Sekundärwicklungen aufweist, an des über die beiden Wicklungen (n₅, n₈) fließen- dessen Primärwicklung die Wechselspannungsimden Transistorstroms vorgesehen ist. 35 pulse angelegt werden, daß an die eine Sekundär-

2. Gleisstromkreis nach Anspruch 1, dadurch wicklung des Eingangstransformators die Primärgekennzeichnet, daß eine Drosselspule (L) in wicklung eines ersten sättigbaren Magnetkreises an-Reihe mit den beiden Wicklungen (n₅, n₈) in den geschlossen ist, an dessen Sekundärwicklung die Pri-Transistorstromkreis eingeschaltet ist und daß märwicklung eine·« Ausgangstransformators in Reihe ein Glättungskondensator (C) parallel zu der Rei- 40 mit einer Wicklung eines zweiten sättigbaren Mahenschaltung aus Wicklungen und Glättungsdros- gnetkreises angeschlossen ist, daß eine weitere Wicksei geschaltet ist lung des zweiten Magnetkreises in Reihe mit einer

3. Gleisstromkreis nach Anspruch 1 oder 2, da- dritten Wicklung des ersten Magnetkreises im Stromdurch gekennzeichnet, daß die beiden sättigbaren kreis eines Transistors liegt, an dessen Basis die Magnetkreise und ihre vom Transistorstrom 45 Spannung der zweiten Sekundärwicklung des Eindurchflossenen Wicklungen (n_B, n₈) so ausgelegt gangstransformators über ein Potentiometer angelegt sind, daß sie bei unterschiedlichen Werten des ist, und daß eine Anordnung zur Glättung des über Transistorstroms in die Sättigung gelangen. die beiden Wicklungen fließenden Transistorstroms

vorgesehen ist.

50 Der Demodulator des nach der Erfindung ausgeführten Gleisstromkreises besteht aus wenigen robusten und betriebssicheren Schaltungselementen. Seine Wirkung beruht darauf, daß der Transistorstrom nur bei bestimmten Folgefrequenzen der Wechselspan-