ES2562646T3 - Sistema de suministro de potencia para dispositivos de señalización de ferrocarril - Google Patents
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Abstract
Un sistema de suministro de potencia para dispositivos de señalización de ferrocarril en el que una fuente de voltaje ca (3) alimenta por medio de un cable de suministro de dos hilos (4) un primer dispositivo de señalización (6) del tipo de ferrocarril; un dispositivo controlador de corriente (8) está colocado entre la fuente de voltaje (3) y una entrada (4-in) del cable de suministro para controlar si la corriente absorbida por el primer dispositivo de señalización cae dentro de un rango de seguridad, por ejemplo, la corriente absorbida es más alta que un valor umbral mínimo y es menor que un valor umbral máximo, donde dicho sistema incluye: - al menos un primer filtro de entrada sintonizado (10) diseñado para permitir la circulación de al menos un componente armónico de dicho voltaje ca en dicho controlador de corriente (8) y por lo tanto en dicho cable de suministro de dos hilos (4); - al menos un filtro de salida sintonizado (12) conectado en entrada a un terminal de salida (4-out) de dicho cable de dos hilos y en salida al primer dispositivo de señalización (6); estando diseñado dicho filtro de salida sintonizado (12) para permitir la circulación de dicho único componente armónico para suministrar a dicho primer dispositivo de señalización (6) una corriente que cae dentro de dicho rango de seguridad; - un dispositivo rectificador (14) diseñado para extraer un componente cc de dicho voltaje ca para inyectarlo a dicho cable de suministro de dos hilos hacia abajo de dicho controlador de corriente (8); y - un dispositivo de extracción de componente cc (16) conectado en entrada al terminal de salida (4-out) de dicho cable de dos hilos y en salida a una entrada de suministro de potencia de un segundo dispositivo de señalización de ferrocarril (20) para suministrar a dicho segundo dispositivo solamente el componente cc sin modificar el valor de la corriente que circula a través de dicho controlador de corriente y que es absorbida solamente por el primer dispositivo de señalización (6).
Description
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DESCRIPCION
Sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril.
Antecedentes de la invencion
Se conocen en la tecnica sistemas de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril (vease la figura 1, que representa la tecnica conocida) en los que una fuente de voltaje 3 de tipo ca (por ejemplo, 220 V 50 Hz, o tambien 125 V 60 Hz, o 150 V 50 Hz) alimenta por medio de un cable de suministro de dos hilos 4 un dispositivo de senalizacion 6 (por ejemplo, un dispositivo de senalizacion luminosa). Convenientemente, el cable de suministro 4 se extiende a lo largo de una via de ferrocarril (no ilustrada) a lo largo de la que se pone el dispositivo de senalizacion 6.
Se coloca un dispositivo controlador de corriente 8 entre la fuente de voltaje ca 3 y una entrada 4-in del cable de suministro 4 y esta disenado para controlar de forma continua si la corriente Il absorbida por el dispositivo de senalizacion 6 cae dentro de un rango de seguridad, a saber, si es mas alta que un valor umbral mmimo Imin (que indica tfpicamente un fallo en el encendido del dispositivo 6) y menor que un valor umbral maximo Imax (que indica tfpicamente un cortocircuito del dispositivo de senalizacion 6). En el caso donde la corriente medida Im permanece en el rango de seguridad (Imin<Im<Imax) se detecta la operacion apropiada del dispositivo de senalizacion 6; de otro modo, se detecta malfuncionamiento del dispositivo 6.
En el caso donde surge la necesidad de proporcionar otro dispositivo de senalizacion 20 (por ejemplo, puesto en paralelo con el dispositivo 6), hay que llevar a la practica una operacion de recalibracion del dispositivo controlador de corriente 8 en la medida en que la corriente general absorbida por los dos dispositivos de senalizacion es obviamente mas alta que la corriente absorbida por el dispositivo de senalizacion 6 solo.
Obviamente, la recalibracion del dispositivo controlador de corriente no es necesaria en el caso donde se use una lmea de suministro dedicada para dicho dispositivo adicional 20 (sin embargo, el tendido de una lmea de suministro distinta y dedicada es una operacion larga y costosa).
US 2006/0214067 A1 describe un sistema de suministro de potencia para ferrocarril conocido en la tecnica y un metodo correspondiente para alimentar electricamente un dispositivo electrico. El dispositivo electrico esta situado a lo largo de un ferrocarril y es alimentado a traves de una lmea conductora electrica generalmente usada para llevar una senal electrica a un dispositivo de senalizacion de ferrocarril. El sistema de suministro de potencia incluye un inyector de potencia acoplado a la lmea. La lmea se usa para llevar una senal al dispositivo de senalizacion a un primer valor de frecuencia para realizar una operacion de senalizacion. El inyector de potencia esta configurado para introducir en la lmea una senal de potencia para alimentar el dispositivo electrico. La potencia inyectada esta a un segundo valor de frecuencia que esta suficientemente separado del primer valor de frecuencia para evitar la interferencia con la operacion de senalizacion del dispositivo de senalizacion de ferrocarril. El sistema de suministro de potencia incluye ademas un colector de potencia acoplado a la lmea y al dispositivo electrico para pasar la senal para alimentar el dispositivo electrico.
Descripcion de la invencion
La finalidad de la presente invencion es permitir, en un sistema de suministro de potencia del tipo definido en la figura 1, la alimentacion de otro dispositivo de senalizacion sin que implique el tendido de una lmea de suministro auxiliar o la recalibracion del dispositivo 8.
La finalidad anterior se logra con la presente invencion en la medida en que se refiere a un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril en el que una fuente de voltaje ca alimenta por medio de un cable de suministro de dos hilos un primer dispositivo de senalizacion del tipo de ferrocarril; un dispositivo controlador de corriente esta colocado entre la fuente de voltaje y una entrada del cable de suministro para controlar si la corriente absorbida por el primer dispositivo de senalizacion cae dentro de un rango de seguridad, por ejemplo, la corriente absorbida es mas alta que un valor umbral mmimo y es menor que un valor umbral maximo, donde
dicho sistema incluye:
- al menos un primer filtro de entrada sintonizado disenado para permitir la circulacion de al menos un componente armonico de dicho voltaje ca en dicho controlador de corriente y por lo tanto en dicho cable de suministro de dos hilos;
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- al menos un filtro de salida sintonizado conectado en entrada a un terminal de salida de dicho cable de dos hilos y en salida al primer dispositivo de senalizacion; estando disenado dicho filtro de salida sintonizado para permitir la circulacion de dicho unico componente armonico para suministrar a dicho primer dispositivo de senalizacion una corriente que cae dentro de dicho rango de seguridad;
- un dispositivo rectificador disenado para extraer un componente cc de dicho voltaje ca con el fin de inyectarlo a dicho cable de suministro de dos hilos hacia abajo de dicho controlador de corriente;
- un dispositivo de extraccion de componente cc conectado en entrada al terminal de salida de dicho cable de dos hilos y en salida a una entrada de suministro de potencia de un segundo dispositivo de senalizacion de ferrocarril para suministrar solamente el componente cc a dicho segundo dispositivo sin modificar el valor de la corriente que circula a traves de dicho controlador de corriente y que es absorbida solamente por el primer dispositivo de senalizacion.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se describira ahora con referencia a las figuras adjuntas, que ilustran una realizacion preferida no limitadora de la misma y en las que:
- La figura 1 ilustra un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril proporcionado segun la tecnica conocida.
- La figura 2 ilustra un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril proporcionado segun la presente invencion.
- Y la figura 3 ilustra una generalizacion del sistema de suministro de potencia de la figura 2.
Mejor modo de llevar a la practica la invencion
En la figura 2 se designa en conjunto con 1 un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril en el que una fuente de voltaje 3 de tipo ca (por ejemplo, V((u>)=220 V 50 Hz, o en otro caso V((u>)=125 V 60 Hz, o V((w)=150 V 50 Hz) alimenta por medio de un cable de suministro de dos hilos 4 (de un tipo conocido e incluyendo un primer conductor 4a y un segundo conductor 4b) un primer dispositivo de senalizacion 6 (de tipo conocido - por ejemplo una lampara de 20 W).
Convenientemente, el cable de suministro 4 se extiende a lo largo de una via de ferrocarril (no ilustrada) a lo largo de la que esta situado el dispositivo de senalizacion 6.
Un dispositivo controlador de corriente 8 (de tipo conocido y en consecuencia ilustrado solo esquematicamente) esta colocado entre la fuente de voltaje ca 3 y una entrada 4-in del cable de suministro 4 y esta disenado para controlar de forma continua si la corriente absorbida por el primer dispositivo de senalizacion 6 cae dentro de un rango de seguridad, es decir, si es mas alta que un valor umbral mmimo Imin (que indica tfpicamente un fallo en el encendido del dispositivo 6) y es mas baja que un valor umbral maximo Imax (que indica tfpicamente un corto circuito del dispositivo 6). En el caso donde la corriente medida Im permanece en el rango de seguridad (Imin<Im<Imax), se detecta operacion apropiada del dispositivo de senalizacion 6; en caso contrario, se detecta mal funcionamiento del dispositivo de senalizacion 6.
Segun la presente invencion se facilita:
- al menos un filtro de entrada sintonizado 10 disenado para permitir la circulacion de al menos un componente armonico del voltaje ca V((w) en el controlador de corriente 8 y por lo tanto en el cable de suministro de dos hilos 4;
- al menos un filtro de salida sintonizado 12 conectado en entrada a un terminal de salida 4-out del cable de dos hilos 4 y en salida al primer dispositivo de senalizacion 6
- estando disenado el filtro de salida sintonizado 12 para permitir la circulacion del unico componente armonico filtrado por el filtro 10 para suministrar al primer dispositivo de senalizacion 6 una corriente que cae dentro del rango de seguridad;
- un dispositivo rectificador 14 disenado para extraer el componente cc del voltaje ca V((u>) para inyectarlo al cable de suministro de dos hilos 4 hacia abajo del controlador de corriente 8, obteniendo asf una senal de suministro con valor medio no cero; y
- un dispositivo de extraccion de componente cc 16 conectado en entrada al terminal 4-out del cable de dos hilos 4 y en salida a un segundo dispositivo de senalizacion de ferrocarril 20 (de tipo auxiliar y conocido) para suministrar a dicho dispositivo 20 justamente el componente cc sin modificar el valor de la corriente que circula a traves del
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controlador de corriente 8 y que es absorbida por el primer dispositivo de senalizacion 6 solo; los dos dispositivos 6 y 20 pueden ser indiferentemente del mismo tipo o de tipos diferentes.
De esta forma, es posible insertar una carga adicional 20 en un extremo del cable 4 sin modificar los parametros del dispositivo controlador de corriente 8, que ya ha sido calibrado para el suministro del primer dispositivo de senalizacion 6. El controlador de corriente 1 solamente mide, como en el sistema original que no incluye el dispositivo 20, la corriente absorbida por el dispositivo 6.
En otros terminos, el sistema 1 permite la instalacion de un nuevo dispositivo 20 cerca de un dispositivo de senalizacion preexistente 6, sin necesidad de anadir otro cableado dedicado para su suministro y sin poner en peligro las caractensticas de seguridad y las calibraciones del sistema original.
Preferiblemente, el filtro de entrada sintonizado 10 incluye un elemento capacitivo C1 y un elemento inductivo L1 puestos en serie uno con otro.
De nuevo segun el ejemplo no limitador descrito, el filtro de salida sintonizado 12 incluye un elemento capacitivo C4 y un elemento inductivo L4 puestos en serie uno con otro.
El dispositivo rectificador 14 incluye un filtro capacitivo-resistivo formado -en el ejemplo esquematico ilustrado- por un condensador C2 y por una resistencia R2 puestos en serie y colocados entre los terminales de la fuente de voltaje 3 y un diodo D1 que recoge el voltaje Vp en salida del filtro capacitivo-resistivo para obtener un desplazamiento de nivel del voltaje enviado a la entrada 4-in del cable de dos hilos 4. El voltaje en este punto es un voltaje con un valor medio no cero, gracias al dispositivo no lineal D2, que permite un desplazamiento del valor mmimo del voltaje Vp a un valor mayor o igual a cero.
Finalmente, el dispositivo de extraccion de componente cc 16 incluye al menos un elemento rectificador (diodo D3) colocado entre la salida 4-out y una entrada del segundo dispositivo de senalizacion 20. Convenientemente, una resistencia R3, puesta en serie con el diodo D3, limita la corriente de carga del condensador C3, que se pone en paralelo a las entradas del segundo dispositivo de senalizacion 20.
Entre las ventajas que ofrece el sistema 1 descrito anteriormente se puede citar:
- una reducida complejidad del circuito y consiguientemente un nivel de fiabilidad alto;
- un nivel alto de disponibilidad en el mercado y bajo costo de los componentes usados;
- reducida complejidad y carga de intervencion en un sistema original incluyendo solamente el controlador de corriente 8 interconectado solamente con el dispositivo de senalizacion 6 por medio del cable de suministro de dos hilos 4 (figura 1);
- flexibilidad en las dimensiones del sistema suplementario de suministro de potencia (dispositivos 14 y 16) que han de suministrar una potencia adicional solamente al segundo dispositivo de senalizacion 20;
- no hay que recalibrar el sistema original, independientemente de la absorcion del segundo dispositivo de senalizacion 20;
- en caso de mal funcionamiento o ausencia de operacion del dispositivo de senalizacion auxiliar 20, una operacion regular del dispositivo de senalizacion 6; y
- posible modularidad y expansibilidad de la solucion descrita anteriormente (figura 3).
La figura 3 ilustra un sistema expandido 1 presente en el que hay:
- una sola fuente de suministro de potencia 3;
- una pluralidad de sistemas 1 (tres, en el ejemplo) identicos al ilustrado en la figura 2 y cada uno de los cuales alimenta un dispositivo de senalizacion 6 respectivo; y
- un convertidor CC/CC 25, colocado entre la salida de cada dispositivo de extraccion de componente cc 16 y la entrada de un solo segundo dispositivo de senalizacion 20, que es alimentado a traves de las varias lmeas de dos hilos 4.
De esta forma, las tres lmeas de dos hilos 4 pueden ser alimentadas simultaneamente o de forma mutuamente exclusiva.
Claims (6)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Un sistema de suministro de potencia para dispositivos de senalizacion de ferrocarril en el que una fuente de voltaje ca (3) alimenta por medio de un cable de suministro de dos hilos (4) un primer dispositivo de senalizacion (6) del tipo de ferrocarril; un dispositivo controlador de corriente (8) esta colocado entre la fuente de voltaje (3) y una entrada (4-in) del cable de suministro para controlar si la corriente absorbida por el primer dispositivo de senalizacion cae dentro de un rango de seguridad, por ejemplo, la corriente absorbida es mas alta que un valor umbral mmimo y es menor que un valor umbral maximo, donde dicho sistema incluye:- al menos un primer filtro de entrada sintonizado (10) disenado para permitir la circulacion de al menos un componente armonico de dicho voltaje ca en dicho controlador de corriente (8) y por lo tanto en dicho cable de suministro de dos hilos (4);- al menos un filtro de salida sintonizado (12) conectado en entrada a un terminal de salida (4-out) de dicho cable de dos hilos y en salida al primer dispositivo de senalizacion (6); estando disenado dicho filtro de salida sintonizado (12) para permitir la circulacion de dicho unico componente armonico para suministrar a dicho primer dispositivo de senalizacion (6) una corriente que cae dentro de dicho rango de seguridad;- un dispositivo rectificador (14) disenado para extraer un componente cc de dicho voltaje ca para inyectarlo a dicho cable de suministro de dos hilos hacia abajo de dicho controlador de corriente (8); y- un dispositivo de extraccion de componente cc (16) conectado en entrada al terminal de salida (4-out) de dicho cable de dos hilos y en salida a una entrada de suministro de potencia de un segundo dispositivo de senalizacion de ferrocarril (20) para suministrar a dicho segundo dispositivo solamente el componente cc sin modificar el valor de la corriente que circula a traves de dicho controlador de corriente y que es absorbida solamente por el primer dispositivo de senalizacion (6).
- 2. El sistema segun la reivindicacion 1, donde el filtro de entrada sintonizado (10) incluye un elemento capacitivo (C1) y un elemento inductivo (L1), preferiblemente puestos en serie uno con otro.
- 3. El sistema segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, donde el filtro de salida sintonizado (12) incluye un elemento capacitivo (C4) y un elemento inductivo (L4) preferiblemente puestos en serie uno con otro.
- 4. El sistema segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde dicho dispositivo rectificador (14) incluye un filtro capacitivo-resistivo (C2, R2) y al menos un primer elemento rectificador (D2) disenado para llevar a la practica un desplazamiento de nivel del voltaje a enviar por dicho cable de dos hilos (4).
- 5. El sistema segun la reivindicacion 4, donde se facilita un segundo elemento rectificador (D1), que recoge en salida del filtro capacitivo-resistivo el voltaje (Vp) a enviar a la entrada (4-in) del cable de dos hilos (4).
- 6. El sistema segun alguna de las reivindicaciones precedentes, donde dicho dispositivo de extraccion de componente cc (16) incluye al menos un elemento rectificador (D3).
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