NO154083B - Elektrisk sikkerhetsanordning som er styrt av uavhengig av hverandre frembragte pulsrekker. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrisk sikkerhetsanordning som er styrt av uavhengig av hverandre frembrakte pulsrekker for tilveiebringelse av vekselstrøm gjennom en vikling bare så lenge pulsrekkene opptrer i en fastlagt fasestilling i forhold til hverandre og komponentene i sikkerhetsanordningen er feilfrie.

Innen jernbanesignalteknikken stilles spesielle sikkerhets-krav til de anordninger som benyttes til styring av f.eks. vekseldrivmotorer og signallysenes kjøreordre. Disse anordninger må være utført slik at de ikke utilsiktet mater strøm til belastningen når det oppstår feil i anordningene. Fra gammelt av er disse sikkerhetsanordninger bygget opp ved hjelp av releer av en spesiell type, s.k. signalsikkerhets-releer. Dette gjelder også den stillverkslogikk som styrer sikkerhetsanordningene. I den senere tid har man utført stillverkslogikken med datamaskinstyring av feilsikker type. Selve sikkerhetsanordningene er dog fortsatt utført med releer. Fra f.eks. svensk patentskrift nr 7 801 810-8 kjennes en sikkerhetsanordning, hvor det foreligger to instruks-mottakere for mottaking av hver sin instruks med samme be-tydning fra en sentral styreanordning og for felles innkop-ling av et apparat som er tilknyttet sikkerhetsanordningen og styrer jernbanetrafikken, hvor instruksmottakerne inne-holder releorga..cr for tilveiebringelse av innkoplingen.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en elektronisk sikkerhetsanordning, dvs en sikkerhetsanordning uten elektromekaniske komponenter.

Dette oppnås ved at sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen har de trekk som er angitt i patentkravene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor under henvis-ning til vedlagte tegning, hvor fig. la viser en første utfø-relsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen, figurene lb-ld viser signalene i forskjellige punkter av sikkerhetsanordningen ifølge fig. la, fig. 2 viser en andre ut-førelsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser en tredje utførelsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen, fig. 4a viser en fjerde utførelses-form av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen og figurene 4b-4m viser strømmene i de forskjellige punktene av sikkerhetsanordningen ifølge fig. 4a.

Fig. 1 viser en utførelsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen i form av en enfaset transistorbro med en gren og kunstig nullpunkt. I broens eneste gren er to transistorer Tl og T2 koplet i serie med hverandre mellom de to polene for en ikke nærmere vist likespenningskilde. Sammenkoplingspunktet mellom transistorene Tl og T2 er tilknyttet den ene enden av en vikling Li, som utgjør primærviklingen i en transformator TRI, som via sin sekundærvikling L2 har en tilknyttet belastning Bl. Ved den viste utførelses-form består belastningen Bl av en signallampe for styring av jernbanetrafikk. Mellom den andre enden av primærviklingen Li cg den negative pol av iikespenningskilden er en kondensator Cl tilknyttet.

Sikkerhetsanordningen som er vist i fig. la skal drive signallampen Bl med vekselstrøm i avhengighet av at to uavhengig av hverandre dannede pulsrekkers pulser opptrer vekselvis via hver sin av transistorenes Tl og T2 baser al hhv. bl. De to pul srekkene i al °9 ■'"bl' ^<-)I^1 er vist i fig. lb hhv fig. lc, kan f.eks. dannes ved hjelp av en datamaskin på basis av to programmer som er uavhengige av hverandre.

Dersom de to pulsrekkenes pulser opptrer vekselvis på den måte som er vist i fig. lb og lc, vil det gjennom transformatorens TRI primær ledning LI fås en vekselstrøm i ^ av et utseende som vist i fig. Id, hvor sammenkoplingspunktet mellom primærvindingen LI og kondensatoren Cl utgjør ovennevnte kunstige nullpunkt, skjønt nullpunktet også kan dannes av likespenningskildens midtutgang. Den strøm som er vist i fig. Id vil da indusere en likeartet men motsatt rettet strøm i transformatorens TRI sekundærvikling L2, og denne motsatt rettede strøm driver signallampen Bl til å lyse så lenge pulsrekkenes pulser opptrer vekselvis og komponentene som inngår i sikkerhetsanordningen er feilfrie.

Hvis pulsrekkene derimot opptrer i en slik fasestilling at transistorene blir ledende samtidig eller hvis en av pulsrekkene faller bort eller en eller annen komponent svikter, vil ingen vekselstrøm flyte i primærviklingen og følgelig vil ingen strøm bli indusert i sekundærviklingen , slik at signallampen Bl ikke vil lyse.

De to pulsrekkene må selvsagt ikke opptre nøyaktig i de fa-sestillinger som er vist i fig. lb og lc. Hovedsaken er at pulsrekkene opptrer slik at transistorene blir ledende vekselvis.

I fig. 2 ses en utførelsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen i form av en enfaset transistorbro med to grener. Mellom de to poler av en ikke nærmere vist likespenningskilde er to seriekretser koplet i parallell med hverandre. I den ene seriekretsen er en transistor T3 koplet i serie med en transistor T4, og i den andre seriekretsen er en transistor T5 koplet i serie med en transistor T6. En transformators TR2 primærvikling L3 er tilknyttet mellom sammenkoplingspunktene mellom de to transistorpar. Likesom ved utførelsesformen ifølge fig. 1 er det via transformatorens TR2 sekundærvikling L4 tilknyttet en belastning B2 i form av en jernbanesignallampe. Transistorens T6 basis er koplet sammen med transistorens T3 basis for dannelse av en felles inngang a2. På tilsvarende måte er transistorens T5 basis koplet sammen med transistorens T4 basis for dannelse av en andre felles inngang b2. Inngang a2 skal motta en pulsrekke av den type som er vist i fig. lb, mens inngang b2 skal motta en pulsrekke av den type som er vist i fig. lc. Det vil da dannes en vekselstrøm av den type som er vist i fig. Id i transformatorens TR2 primærvikling L3. Denne vekselstrøm in-duserer en strøm i sekundærviklingen L4, og denne induserte strøm vil få signallampen B2 til å lyse. På samme måte som ved utførelsesformen ifølge fig. 1, vil heller ikke signallampen B2 lyse, dersom f.eks. transistorene T3 og T4 blir ledende samtidig eller en av pulsrekkene faller bort eller det blir feil på en komponent.

På fig. 3 er der vist en tredje utførelsesform for sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen, i form av en enfase-bro med to halve grener som transformator med midtuttak.

To transistorer T7 og T8 er med sine kollektorer tilsluttet hver sin ende av primærviklingen L5 for en transformator TR3, mens transistorenes emittre er tilsluttet til den negative pol av en ikke vist likespenningskilde, hvis po-sitive pol er tilsluttet midtuttaket av primærviklingen L5. Via sekundærviklingen L6 av transformatoren TR3, ligger en last B3 i form av en jernbenesignallampe som er tilsluttet på samme måte som ved figurene la og 2. Bas-ene hos transistorene T7 og T8, henholdsvis a3 og b3 er innrettet til å motta hver sin pulsrekkefølge av den type som er vist på fig. lb og lc. I den forbindelse vil en vekselstrøm av den art som er vist på fig. Id, bli indusert i sekundærviklingen L6 og bringe signallampen B3

til å lyse. Denne kommer imidlertid ikke til å lyse dersom transistorene T7 og T8 blir ledende samtidig, eller om pulsrekkefølgene faller bort eller der oppstår feil ved en komponent.

I samtlige hittil omtalte utførelseseksempler kan belast-ningene Bl, B2 og B3 også utgjøres av f.eks. en likeretterbro for forsyning av valgfrie apparater med likestrøm, som på en sikker måte kan fås til å stanse ved hjelp av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen.

I fig. 4 vises en fjerde utførelsesform av sikkerhetsanordningen ifølge oppfinnelsen i form av en trefaset transistorbro med en gren for hver fase. Mellom den positi-ve og negative pol av en likespenningskilde er tre seriekretser koplet i parallell. Første seriekrets består av en transistor T9 i serie med en transistor T10, andre seriekrets består av en transistor Til i serie med en transistor T12 og tredje seriekrets består av en transistor T13 i serie med en transistor T14. Sammenkoplingspunktet mellom transistorene T9 og T10 er dels koplet til den ene enden av en fasevikling Lrs, hvis annen ende er koplet til sammenkoplingspunktene mellom transistorene Til og T12, og dels til den ene enden av en fasevikling Ltr, hvis annen ende er koplet til sammenkoplingspunktet mellom transistorene T13 og T14. Sistnevnte sammenkoplings-punkt er også koplet til den ene enden av en fasevikling Lst, hvis andre ende er koplet til sammenkoplingspunktet mellom transistorene Til og T12.

Ved den utførelsesform som er vist i fig. 4a er faseviklingene <L>rs og Lst D-koplet. Disse faseviklinger, som kan utgjøre faseviklinger i en trefaset transformator med valgfri belastning eller en trefasemotor, kan også være Y-koplet.

For opprettelse av vekselstrøm gjennom respektive fasevikling, er transistorenes T9-T14 basiser beregnet på

å få tilført pulsrekker av den type som er vist i fig. 4b-4g. Da vil det dannes vekselstrøm i faseviklingene <L>rs, L st- og Ltr i overensstemmelse med det som fremgår av fig. 4k, 4] hhv. 4m. I figur 4h og 4j er strømmene ir, is hhv. it vist.

Den utførelsesform som er vist i fig. 4a kan benyttes for drift av eksempelvis en vekselanordning ("vaxel-driv").

Ved de utførelsesformer som er vist i fig. la, 2, 3 og 4a vil den tilsiktede vekselstrøm bare dannes så lenge styrepulsrekkene opptrer vekselvis og komponentene i sikkerhetsanordningen er feilfrie.

I fig. la, 2, 3 og 4a er sikkerhetsanordningene ifølge oppfinnelsen vist oppbygget av transistorer. Det skal bemerkes at tyristorer er like anvendelige ved de viste utførelsesformer.

Claims (5)

1. Elektrisk sikkerhetsanordning styrt av uavhengig av hverandre frembrakte pulsrekker (ial/ ibi) for tilveiebringelse av vekselstrøm (iL±) gjennom en vikling (LI) bare så lenge pulsrekkenes pulser opptrer vekselvis og komponentene som inngår i sikkerhetsanordningen er feilfrie, karakterisert ved at sikkerhetsanordningen omfatter et par styreelektrodeforsynte koplingselementer (Tl, T2) hvis styreelektroder (al, bl) er anordnet for å motta hver sin pulsrekke (i ,, i, ,) for vekselvis å gjøre koplingsele- a x d J- mentene (Tl, T2) ledende og ikke-ledende, hvor koplingselementene i et første tilfelle er koplet i serie mellom de to polene av en likespenningskilde, hvor viklingens ene ende er tilknyttet sammenkoplingspunktet mellom koplingselementene, mens viklingenes annen ende er tilknyttet likespenningskildens midtutgang eller tilknyttet et potensialstabilt punkt via en kondensator (fig. 1) eller • tilknyttet sammenkoplingspunktet mellom ytterligere et par likartede styreelektrodeforsynte koplingselementer (fig.

2, fig. 4a), hvis styreelektroder likeledes er anordnet for å motta hver sin av de nevnte pulsrekker (fig. 2) eller fa-seforskjøvede versjoner av disse pulsrekker (fig. 4a) for vekselvis å gjøre nevnte ytterligere par av koplingselementer ledende og ikke ledende, eller hvor koplingselementene i et annet tilfelle med sin ene pol er tilknyttet likespenningskildens ene pol, mens koplingselementenes andre poler er tilknyttet hver sin ende av viklingen, som har en midtutgang tilknyttet likespenningskildens andre pol (fig. 3).

2. Sikkerhetsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at viklingen (LI) danner primærviklingen i en transformator (TRI), som via sin sekundærvikling (L2) har en belastning (Bl) tilkoplet.

3. Sikkerhetsanordning som angitt i krav 2, k a r a k - terisert ved at belastningen (Bl) utgjøres av en j ernbanesignallampe.

4. Sikkerhetsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at belastningen (Bl) utgjøres av en likeretterbro.

5. Sikkerhetsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at viklingen danner en fasevikling i en flerfasemotor.