Przedmiotem wynalazku jest uklad wybiorczo- -przelaczajacy wielonapieciowy, do przelaczania róz¬ nych grup odbiorników do sieci pradu stalego lub przemiennego, zwlaszcza w kolejowych wagonach osobowych.Znanych jest wiele urzadzen wybiorczo-przelacza¬ jacyeh wielonapieciowyeh do przelaczania grzejni¬ ków oporowych zaleznie od napiecia sieci jezdnej np. dla wagonów pociagów poruszajacych sie na szlakach miedzynarodowych. Tego rodzaju urzadze¬ nia mierza napiecie na glównym przewodzie grzew¬ czym lub sieci jezdnej i zestawiaja w polaczenie odpowiednie do panujacego napiecia grzewczego ugrupowanie przyrzadów, za pomoca urzadzenia przelaczajacego beznapieciowo i laczników wysokie¬ go napiecia.Na ogól zamiast pomiaru bezposredniego napiecia sieci jezdnej lub obwodu grzewczego, stosuje sie pomiar napiecia proporcjonalnego do napiecia sieci, a uzyskanego z dzielnika napiecia. Napiecie to doprowadza sie do elementów rozrózniajacych wy¬ sokosc napiecia, które steruja lacznikami grupu¬ jacymi.W jednym ze znanych urzadzen przedstawionym w opisie patentowym RFN nr 1 438 759, zdejmuje sie z dwóch wlaczonych równolegle potencjometrów wzorcowych z licznymi odczepami napiecie stale, proporcjonalne do narastajacego lub opadajacego napiecia i w postaci stopniowanej doprowadza sie 10 15 20 25 30 do elementów pamieciowych, sterujacych lacznikami grupujacymi poprzez elementy logiczne i czasowe.Urzadzenie to ma te wade, ze koszt jego podzespo¬ lów lacznie z przetwornikami pomiarowymi i spec¬ jalnymi potencjometrami wzorcowymi jest wysoki.W jednym z dalszych znanych urzadzen w miejsce przetwornika pomiarowego zastosowano prosty, przylaczony do przewodu grzewczego dzielnik na¬ piecia, z którego pobiera sie proporcjonalne do przylozonego napiecia zasilania wartosci spadków napiec dla pradu stalego lub przemiennego. Uzys¬ kane napiecia doprowadza sie poprzez diody i czlony RC o funkcjach czasowych i wygladzajacych, do przerzutników przyporzadkowanych do Oddzielnych obszarów grupowania.Diody i rezystory dzialaja w specjalnych ukla¬ dach, w których przy narastajacym napieciu prze¬ miennym polówka przebiegu ulega odksztalceniu i powoduje zmiane progu zadzialania i wylaczania przerzutnika. dla napiecia przemiennego w stosunku do napiecia stalego. W ukladzie tym wzajemne zes¬ trojenie przerzutników nie jest sprawa prosta.Oprócz tego kondensatory stosowane w czlonach RC do wygladzania powoduja równoczesnie opóznienie wylaczania przerzutnika, skutkiem czego moga pow¬ stac zaklócenia ustawiania. Opóznienia wylaczania sa potrzebne, aby uniknac dla przerzutnika skutków krótkotrwalych przerw napiecia, jakie moga pow¬ stac przy zaiskrzeniu odbiornika pradu. W wyniku 107 605107 605 kompromisu czasy wylaczania nie moga byc nasta¬ wiane dowolnie.W znanych urzadzeniach wybór nastepuje z reguly poprzez panujace napiecie. Moga przy tym wystapic czesto zanizone lub zwiekszone napiecia odnosnie poziomów róznych sieci kolejowych np. 1000 V — 16 2/3 Hz i 1500 V — 50 Hz lub równiez 1500 V pradu stalego. Przerzutniki przyporzadkowane do stopni napieciowych nie moga niezawodnie rozrózniac wlas¬ ciwych zakresów. Dla coraz czesciej stosowanych odbiorników indukcyjnych ma jednak wyrazne znaczenie, czy pracuja zasilane z sieci o czestotli¬ wosci 16 2/3 Hz, 50 Hz, czy tez z sieci pradu stalejge.' - ~ Celem wynalazku jest opracowanie mozliwosci niezawodnego grupowania odbiorników energii elek- trycznejv^jpównj^i indukcyjnych, niezaleznie od na- piecidlslecil'za8ll»jaaej. Powinny one byc grupowane niezawodnie przy'rosnacym i malejacym napieciu sieci.Uklad wybiorczo-przelaczajacy wielonapieciowy, do przelaczania róznych grup odbiorników przez przelacznikowe urzadzenie grupujace, do sieci pradu stalego lub przemiennego o róznym napieciu, zwlasz¬ cza w kolejowych wagonach osobowych, w którym to ukladzie, elektroniczne czlony przelaczajace o wlasnosciach przerzutników sa przylaczone do na¬ piecia uzyskanego z dzielnika napiecia, a propor¬ cjonalnego do napiecia zasilania, a po stronie wyjs¬ ciowej steruja przelacznikowym urzadzeniem gru¬ pujacym, wedlug wynalazku charakteryzuje sie 4ym, ze do pierwszego rezystora rezystancyjnego dzielnika napiecia sa przylaczone co najmniej trzy dyskry- minatory czestotliwosci dla rozrózniania odpowied¬ niej czestotliwosci sieci jezdnej dla sieci pradu prze¬ miennego, lub czestotliwosci zerowej dla sieci pradu stalego. Dla napiecia pradu przemiennego sa to obwody rezonansowe dostrojone do czestotliwosci 50 Hz i 16 2/3 Hz, a dla napiecia stalego jest czlon R — C. Ponadto dla okreslania wartosci napiecia sieci jezdnej, 1000 V, 1500 V, 1500 V=, lub 3000 V=, do kazdego z dyskryminatorów czestotliwosci jest przylaczony przynajmniej jeden stopien przerzut- nikowy dla wartosci napiecia odpowiadajacych za¬ kresom czestotliwosci.Stopnie przerzutnikowe sa polaczone poprzez czte¬ ry czlony czasowe i stopnie tranzystorowe z czte¬ rema przekaznikami wyjsciowymi, których uzwo¬ jenia sa zawsze dolaczone do odpowiedniego stopnia tranzystorowego i jednoczesnie do napiecia zasila¬ jacego razem, poprzez zestyki rozwierne wyzszych pod wzgledem wartosci napiecia stopni przelacza¬ jacych.Dyskryminator czestotliwosci zerowej stanowiacy czlon R—C jest polaczony z dalszym nastawianym na maksymalna wartosc napiecia stopniem prze- rzutnikowym, do którego z kolei jest przylaczony wysterowywany przy przekroczeniu wartosci pro¬ gowej tranzystor, którego wyjscie jest polaczone, poprzez zestyki rozwierne z uzwojeniami czterech polaczonych równolegle przekazników wyjsciowych.We wspólnym obwodzie pradowym zasilania uzwojen czterech przekazników wyjsciowych znaj¬ duje sie zestyk rozwierny przekaznika zabezpiecza¬ jacego, który jest polaczony z zabezpieczajacym przerzutnikiem, który po stronie wejsciowej pola¬ czony jest z drugim dzielnikiem napiecia dopro¬ wadzanego poprzez zaczep do grup odbiorników w 5 zgrupowanych obwodach przelaczen.Do drugiego rezystora pierwszego rezystancyjnego dzielnika napiecia jest przylaczony podzespól opto¬ elektroniczny, którego wyjscie poprzez dodatkowy stopien przerzutnikowy jest polaczone z przekazni¬ kiem przelaczajacym dla baterii zasilania napieciem urzadzenia przelaczenia grupowego. 10 20 25 Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, który pirzedsta- 15 wia schemat ukladu wybiorczo-przelaczajacego wie- lonapieciowego do grupowania grzejnjjcójw oporo¬ wych w wagonach kolejowych.Pomiedzy przewód grzewczy wagonu, doprowa¬ dzajacy napiecie zasilania, a mase ukladu wlaczony jest dzielnik- rezystaneyjny zlozony z-rezystorów 1 i 2. Spadek napiecia na rezystorze 2, wystepujacy w punkcie 3 jest proporcjonalny do napiecia sieci zasilajacej, doprowadzanego przewodem grzewczym.Napiecie to wynosi zaleznie od rodzaju sieci kole¬ jowej 1000 V przy czestotliwosci 16 2/3 Hz, 1500 V przy czestotliwosci 50 Hz i 1500 V lub 3000 V pradu stalego. Wartosci te stanowia wielkosci znamionowe, które w warunkach rzeczywistych ulegaja znacznym wahaniom w tolerancjach, przekraczajacych nawet 30 ±30%, zwlaszcza dla sieci pradu stalego. Propor¬ cjonalne do nich napiecia stale i przemienne dopro¬ wadza sie z punktu podzialu 3 do dyskryminatorów czestotliwosci 4, 5 i 6. 35 Pierwszy dyskryminator 4 sklada sie z dostrojo¬ nego do czestotliwosci 16 2/3 Hz obwodu rezonanso¬ wego i stanowi kryterium dla napiecia 1000 V pradu przemiennego o tej czestotliwosci. Drugi dyskrymi¬ nator 5 stanowi obwód drgan dostrojony do czesto- 40 tliwosci 50 Hz i moze rozrózniac napiecie 1500 V pradu przemiennego od napiecia pradu stalego o tej samej wartosci. Trzeci dyskryminator 6 stanowi czlon RG, dzialajacy jedynie przy napieciu stalym.Dwa pierwsze dyskryminatory 4 i 5 przy stalym 45 napieciu zasilania, to jest dla czestotliwosci równej zeru, nie wykazuja zadnej reakcji. Do dyskrymina¬ torów przylaczone sa przerzutniki 7—10. Jesli za¬ dziala pierwszy dyskryminator 4, to wyzwala sie przerzutnik 7, a jesli zadziala drugi dyskryminator 5, 50 to zadziala przerzutnik 8. Trzeci dyskryminator 6 dla napiecia przemiennego jest zwarty kondensa¬ torem czlonu RC.Przerzutniki 9 i 10 maja rózne progowe wartosci zadzialania, a wiec gdy dyskryminator 6 rozpozna 55 napiecie pradu stalego, to dla napiecia 1500 V za¬ dziala jedynie przerzutnik 9, a dla napiecia 3000 V zadzialaja obydwa przerzutniki 9 i 10. Do wyjsc, przerzutników 7—10 sa przylaczone oddzielne czlony czasowe 11—14. Sluza one do opóznienia odlaczen, w to jest utrzymuja przylaczone stopnie tranzystorowe 15—18 przez pewien czas w stanie wysterowanym od chwili, gdy napiecie przewodu grzewczego ulega krótkim przerwom np. wskutek przeskoku luku w odbiornikach energii. Czlony czasowe sa oddzielne 65 i nastawiane niezaleznie, stanowiac korzystnie ob-107 605 wody scalone. Stopnie tranzystorowe 15—18 stero¬ wane za posrednictwem baz zasilaja przekazniki wyjciowe 19—22.Uzwojenia przekazników wyjsciowych 19—22 sa dolaczone do kolektorów odpowiednich stopni tran¬ zystorowych i jednoczesnie poprzez zestyki roz- wierne 20a, 21a, 22a wyzszych napieciowo stopni do przewodu 23 napiecia zasilania. Emitery stopni tranzystorowych 15—18 sa polaczone razem do masy.Do trzeciego dyskryminatora 6 jest dolaczony prze- rzutnik 24 ustawiony na maksymalna wartosc prze¬ piecia, który steruje tranzystor 25 umieszczony do¬ datkowo w obwodzie zasilania, który wylacza caly uklad przy osiagnieciu wartosci maksymalnej np. 3900 V napiecia stalego. Ponowne zalaczenie naste¬ puje przy spadku napiecia, np. do 3700 V. Obwód zasilania przekazników wyjsciowych 19—22 przez przewód 23 zawiera jeszcze zestyk rozwierny 26a przekaznika zabezpieczajacego 26, sterowanego prze- rzutnikiem zabezpieczajacym 27. Dziala on w przy¬ padku, gdy w okreslonym punkcie pomiarowym 28 drugiego dzielnika przylaczonego do odczepu 29 (odczep 1000 V) w zgrupowanym obwodzie grzej¬ ników oporowych napiecie przekroczy np. 1300 V.Dobór rezystorów dzielnika i polaczonego z nim ukladu diodowego pozwala na wykorzystanie pun¬ ktu pomiarowego 28 zarówno dla napiecia pradu stalego jak i przemiennego. Jesli napiecie w pun- cie pomiarowym 28 przekroczy wartosc odpowiada¬ jaca 3000 V, to jest to oznaka blednego zgrupowania.Przerzutnik zabezpieczajacy zadziala wtedy i uru¬ chamia przekaznik zabezpieczajacy 26 poprzez tran¬ zystor 30. Zestyk rozwierny 26a przerywa zasilanie przewodem 23, przez co wylaczaja sie przekazniki wyjsciowe 19—22. Zestyki rozwierne 20a, 21a i 22m tych przekazników przechodza przy tym do pozycji gotowosci dla napiecia 3000 V. Przekaznik zabez¬ pieczajacy 26 podtrzymuje sie sam poprzez styk roboczy 26b. i Uklad wybiorczo-przelaczajacy moze byc ponownie wprowadzony w stan gotowosci do pracy krótko¬ trwalym odlaczeniem zasilania. Zasilanie przekazni¬ ków wyjsciowych 19—22 znajdujacych sie na wyso¬ kim potencjale pochodzi z baterii 31 i przeksztal¬ tnika pradu stalego, który sklada sie z falownika 32, transformatora separujacego 33 i prostownika 34, który jest polaczony z przewodem 23. Bateria jest tym samym oddzielona potencjalowo od ukladu wy¬ biorczo-przelaczajacego, prowadzacego do wysokiego potencjalu. Zasilanie napieciowe dla wlasciwego zes¬ polu grupujacego i silnikiem przelaczajacym 35 nas¬ tepuje bezposrednio z baterii 31 na niskim poten¬ cjale. Do tego zespolu grupujacego naleza styki grupujace przekazników wyjsciowych 19—22, a mia¬ nowicie styki, 19b, c, 20b, c i 22b, c i 22b.Uklad przelaczajacy przelacza napiecie baterii do grzejników przez przewód 36. Do przewodu 36 jest jeszcze przylaczony, poprzez czlon czasowym 40, przekaznik 41, którego zestyk rozwierny 41a pola¬ czony jest z przewodem 38. Zestyk zwiemy 41b laczy napiecie na przewodzie 36 do bezpiecznika obwodu nadzorowanego (stopien 1000 V). Zawsze, gdy prze¬ wód 36 przy przelaczaniu przechodzi ze stanu bez- napieciowego clo stanu pod napieciem, czlon czasowy 40 otrzymuje kolejny impuls i grzejnik nadzorowa¬ nego, obwodu (stopien 1000 V) jest krótkotrwale dolaczony do napiecia, jezeli wlaczony jest miejs¬ cowy termostat ogrzewania przedzialu. Napiecie 5 mierzy sie w punkcie pomiaru 28, jak to juz opisano.Do rezystora 2 dzielnika jest przylaczony optoelek¬ troniczny podzespól 37. Stanowi on czesc automatyki odlaczania dla baterii 31 napiecia zasilajacego.Wówczas, gdy przewód ogrzewania i tym samym to rezystor 2 dzielnika jest pod napieciem, optoelek¬ troniczny podzespól 37 powoduje zmiane stanu na wyjsciu' przerzutnika odlaczajacego 38 i uruchamia tym samym przekaznik przelaczajacy 39. Styk czynny 39a tego przekaznika zalacza falownik 32 do .15 baterii 31. Przy zaniku napiecia przewodu ogrzewa¬ nia nie ma potrzeby grupowania, to jest falownik 32 nie potrzebuje napiecia zasilania dla przekazników wyjsciowych 19—22 i zostaje odlaczony przez otwar¬ cie styku roboczego 39a. Jesli tylko optoelektro- 20 niczny czlon sprzegajacy 37 zauwazy napiecie na przewodzie ogrzewania, bateria 31 zostaje, przy¬ laczona do falownika 32 przeksztaltnika pradu stalego poprzez styk 39a.Uklad przelaczajacy stoi wstepnie na stopniu 25 3000 V. Jezeli dzielnik napiecia 1, Z jest przylaczony do napiecia pradu przemiennego 50 Hz, to zadziala drugi dyskryminator 5 i otworzy styk 20a przeka¬ znika 20. Poniewaz czestotliwosc 50 Hz moze odpo- - ¦* wiadac jedynie napieciu 1500 V, to odpowiednio do li tego zwiera sie zestyk czynny 20b i rozwiera zestyk bierny 20c. Silnik 35 ukladu przelaczajacego biegnie od stopnia 3000 V pradu stalego do stopnia 1500 V pradu przemiennego i napiecie przewodem 36 przenosi sie do grzejników, jak tylko silnik osiagnie 35 wysterowany stopien.Równoczesnie wzbudzony zostaje poprzez czlon czasowy 40 przekaznik 41, tak ze zostaje wlaczony grzejnik nadzorowanego obwodu grzewczego. Napie¬ cie wystepujace w punkcie pomiarowym 28 zostaje sprawdzone za pomoca przerzutnika zabezpieczaja¬ cego 27 i w razie takiej potrzeby, caly uklad do ogrzewania wielonapieciowego zostaje odlaczony.Po uplywie zwloki czasowej czlonu czasowego 40 moga byc wlaczone pozostale grzejniki, o ile nie zadziala przerzutnik zabiezpieczajacy 22.Uklad wybiorczo-przelaczajacy wedlug wynalazku moze grupowac równiez odbiorniki indukcyjne, w sposób równie prosty i pewny. 50 Zastrzezenia patentowe 1. Uklad wybiorczo-przelaczajacy wielonapiecio- wy, do przylaczania róznych grup odbiorników 55 przez przelacznikowe urzadzenie grupujace, do sieci pradu stalego lub przemiennego, o róznym napieciu, zwlaszcza w kolejowych wagonach osobowych, w którym to ukladzie elektroniczne czlony przelacza¬ jace o wlasciwosciach przerzutników sa przylaczone eo do napiecia uzyskanego z dzielnika a proporcjonal¬ nego do napiecia zasilania, a po stronie wyjsciowej steruja przelacznikowym urzadzeniem grupujacym. znamienny tym, ze do pierwszego rezystora (1) re- zystancyjnego dzielnika napiecia (1, 2) sa przylaczone 65 co najmniej trzy dyskryminatory czestotliwosci (4, 40107 605 8 5, 6) dla rozrózniania odpowiedniej czestotliwosci sieci jezdnej dla sieci pradu przemiennego, lub czestotliwosci zerowej dla sieci pradu stalego, przy czym dla napiecia pradu przemiennego sa to obwody rezonansowe dostrojone do czestotliwosci 50 Hz i 16 2/3 Hz, a dla napiecia stalego jest to czlon R—C, a ponadto dla okreslania wartosci napiecia sieci jezdnej, 100 V, 1500 V, 1500 V- lub 3000 V- do kazdego z dyskryminatorów czestotliwosci (4, 5, 6) jest przylaczony przynajmniej jeden stopien prze- rzutnikowy (7-5-19) dla wartosci napiecia odpowia¬ dajacych zakresom czestotliwosci. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stopnie przerzutnikowe (7-5-10) sa polaczone poprzez cztery czlony czasowe (11-5-14) i stopnie tranzysto¬ rowe (15-M8) z czterema przekaznikami wyjscio¬ wymi (19-5-19), z których uzwojenia sa zawsze dola¬ czone do odpowiedniego stopnia tranzystorowego (15, lub 16 lub 17 lub 18) i jednoczesnie do napiecia zasilajacego razem, poprzez zestyki rozwierne (22a, 21a, Ma) wyzszych pod wzgledem wartosci napiecia stopni przelaczajacych* 3. Uklad wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze dyskryminator czestotliwosci zerowej (6) stanowiacy czlon R—C Jest polaczony z dalszym nastawionym 10 18 25 na maksymalna wartosc napiecia stopniem prze- rzutnikowym (24), do którego z kolei jest przyla¬ czony wysterowany przy przekroczeniu wartosci progowej tranzystor (25), którego wyjscie jest pola¬ czone, poprzez zestyki rozwierne (22a, 21a, 20a), z uzwojeniami czterech polaczonych równolegle prze¬ kazników wyjsciowych (19-5-22). 4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze we wspólnym obwodzie pradowym zasilania uzwojen czterech przekazników wyjsciowych (19-5-22) znaj¬ duje sie zestyk rozwierny (26a) przekaznika zabez¬ pieczajacego (26), który jest polaczony z zabezpie¬ czajacym przerzutnikiem (27), który po stronie wej¬ sciowej polaczony jest z drugim dzielnikiem napiecia (29) doprowadzanego poprzez zaczep do grup odbior¬ ników w zgrupowanych obwodach przelaczen. 5. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do drugiego rezystora (2) pierwszego rezystancyj- nego dzielnika napiecia (1, 2) jest przylaczany pod¬ zespól optoelektroniczny (37), którego wyjscie po¬ przez dodatkowy stopien przerzutnikowy (38) Jest polaczone z przekaznikiem przelaczajacym (89) dla baterii (31) zasilania napieciem urzadzenia przela¬ czenia grupowego.LDA — Zaklad 2 — zam. 609/80 — 95 egz.Cena 45 zl PL PL PL PL PL PL PL PL