Proponowano juz uruchomiac samoczyn¬ nie hamulcowy mechanizm lokomotywy, znajdujacej sie w ruchu, zapomoca przy¬ rzadu elektrycznego, umieszczonego w okre¬ slenem miejscu toru i wlaczonego jedno¬ czesnie do sygnalu zatrzymujacego. Zasada takiego urzadzenia polega na zastosowaniu na lokomotywie transformatora T (fig. 1 rysunku), o otwartym obwodzie magnetycz¬ nym, którego opór magnetyczny zmienia sie przy przejezdzie nad odpowiedniem jarzmem zamyfcajacem T\ wbudowanem nieruchomo na torze. Z powodu oddzialy¬ wania pradu wtórnego, indukowanego w uzwojeniu jarzma zamykajacego, zmienia sie prad pierwotny transformatora, otrzy¬ mywany z odpowiedniego zródla pradu zmiennego W, dzieki której to zmianie zo¬ staje .uruchomiony przekaznik S» polaczo¬ ny z mechanizmem hamulcowym. Transfor¬ mator jest zasilany pradem zmiennym o- kreslonej czestotliwosci /. Azeby uniknac potrzeby stosowania zbyt duzego generatora pradu zmiennego, proponowano bezwatowa skladowa pradu obwodu, zawierajacego transformator i przekaznik, skompensowac kondensatorem C1% wskutek czego genera¬ tor musi dostarczac tylko mocy rzeczywi¬ stej. Generator pracuje wiec na nastrojony obwód, posiadajacy pojemnosc i indukcyj- nosc, a natezenie pradu, powstajace w ta¬ kim obwodzie, jest odwrotnie proporcjo¬ nalne do opornosci.Proponowano równiez nastrajanie ob-wodu pradu wtórnego, to jest zamkniecie uzwojenia elektromagnesu torowego o in- dukcyjnósci L2 poprzez kondensator o okre¬ slonej pojemnosci C2. Jezeli z obwodem, nastrojonym na czestotliwosc wzbudlzaja- ca, sprzegnac drugi obwód nastrojony, to opornosc obwodu pierwotnego zwiekszy sie, prad zas pierwotny sie zmniejszy, wskutek czego kotwica przekaznika odpad¬ nie. Pomimo, ze zasada ta jest juz znana oddawna, zadne jej wykonanie nie dalo do¬ brych wyników w praktyce, poniewaz osia¬ gane czasy oddzialywania byly zbyt krót¬ kie, aby mogjy dac dostateczna pewnosc prawidlowej pracy.Wynalazek niniejszy usuwa te wade, podajac prosta zaleznosc, zachodzaca mie¬ dzy wielkosciami staJlemi zastosowanego u- kladu elektrycznego oraz welkosciami prze- strzennemi urzadzenia do oddzialywania a szybkoscia pociagu.Jezeli oznaczyc tlumienie obydwóch ob¬ wodów pradu przez c?i = ——L; d2= —-« przy- czem R oznacza tutaj opornosc bezinduk- cyjn-a, spólczynnik zas -sprzezenia obydwóch obwodów w stanie oddzialywania oznaczyc przez k = -^^^^ t gdzie M oznacza in- dukcyjnosc wzajemna, to na zasadzie zna¬ nego teoretycznego rozwazania bedzie moz¬ na stwierdzic, ze pierwotne tlumienie d1 w stanie nieoddzialywania, to jest przy cal¬ kowitym braku obwodu wtórnego, zwieksza sie przy sprzezeniu obu obwodów, to jest w stanie oddzialywania, osiagajac wartosc Wypadkowe tlumienie d\ ogranicza wielkosc zastosowanej czestotliwosci oraz dlugosc biegunów magnetycznych. Przy przebiegu w postaci drgan tlumienie d oznacza, jak wiadomo, naturalny logarytm ze stosunku dwóch nastepujacych po sobie amplitud drgan. Przy przebiegu wlaczania po wykonaniu drgan n = — amplituda d pradu dochodzi do i/2, to jest do 13% swej wartosci koncowej. Okres trwania oddzia¬ lywania winien byc równy przynajmniej czasowi trwania 2n drgan, azeby zapewnic niezawodnosc dzialania, to jest okres ten .. ., . . . 4 winien wynosic piizynajmniej kund, jezeli f se- d f stanowi czas trwania jednego drgania. Najwieksza szybkosc v po¬ ciagu wynosi okolo 120 km na godzine, to jest V = 33 m na sekunde. Jezeli jest nie¬ pozadane stosowanie zbyt dlugiego elektro¬ magnesu, a wymiar jego podluzny ograni¬ czyc do 1 metra w kierunku jazdy, to od¬ step miedzy biegunami elektromagnesu wi¬ nien wynosic przynajmniej 40—50 cm, po¬ niewaz winien byc wiekszy anizeli podwój¬ ny odstep miedzy elektromagnesem pojazdu a elektromagnesem torowym, w przeciwnym bowiem przypadku wiekszosc itómij sil zamy¬ kalaby sie bezposrednio przez krótsza droge powietrzna od jednego do drugiego bieguna rdzenia' zelaznego. Z powyzszego wynika, ze na biegun, liczac w kierunku jazdy, po¬ zostanie dlugosc / (patrz rysunek), wyno¬ szaca 25—30 cm. Te dlugosc /=0,25 m prze¬ jezdza pociag w czasie — = —' -—~ 0,008 v 33 1 4 sekund. Winno zatem byc — . , albo ; ^ df 4 v f — , albo tez w danym przy- Id padku f 500 . Jezeli zalozyc np., ze d1 = 0,3, d2 = 0,3, zas k = 0,1, to tlumie- (n . 0 l)2 nie wypadkowe d\ = 0,3 + —!—'— = = 0,6, skad dolna granica czestotliwosci / = 830 okresów na sekunde. Górna gra¬ nica czestotliwosci, stosowanej w danem u- rzadzeniu, jest ograniczona zastosowaniem zelaiza, poniewaz straty w zelazie, a tern samem i tlumienia powiekszaja sie wraz ze — 2 -wzrostem czestotliwosci. Nic nalezy stoso¬ wac czestotliwosci wiekszej od 2000 okre¬ sów na sekunde. Dolna granica czestotliwo¬ sci, stosowanej w danem urzadzeniu, jest ograniczona bezwladnoscia przekaznika.Najmniejszy czas trwania oddzialywania winien wynosic dla przekaznika 0,002 sek celem przezwyciezenia bezwladnosci me¬ chanicznej. Azeby otrzymac dostateczna niezawodnosc dzialania, czas trwaaia od¬ dzialywania nie powinien wynosic mniej anizeli 0,004 sek. Jezeli podczas trwania okresu pradu zmiennego czas, w którym natezenie pradu jest mniejsze od polowy wartosci najwiekszej, to jest czas trwania Ya czesci1 okresu jest wiekszy od 0,002 sek, to zachodzi obawa, ze kotwica przekaznika odpadnie przy kazdem przechodzeniu pra¬ du przez zero. Z tego powodu / winno byc ^ , a wiec znacznie wieksze od — 4 . 0,002 125 okresów na sekunde. Stosowana rzeczy¬ wiscie czestotliwosc winna wynosic okolo 250 okresów na sekunde.Ze wzgledu na niezawodnosc pracy, po¬ minawszy juz wspomniany czas trwania od¬ dzialywania, winna zachodzic pewna mini¬ malna zmiana pradu miedzy stanem, przy którym odbywa sie oddzialywanie, a sta¬ nem, w czasie którego oddzialywanie nie zachodzi, azeby móc zastosowac przekazni¬ ki dostatecznie mocnej konstrukcji, a wsku- ten tego pracujace w sposób niezawodny.Stwierdzono przytem, ze odpowiednia jest zmiana pradu miedzy wspomnianeml sta¬ nami, wynoszaca 1 :2. Wartosc ta jest wy¬ starczajaca dla zachowania dostatecznej niezawodnosci ruchu kolejowego. Tego rodzaju najmniejsza zmiane pradu osia¬ gnieto po nadaniu instalacji takich wymia¬ rów, które wynikaja z ponizszych wywo¬ dów teoretycznych, stanowiacych podstawe niniejszego wynalazku.Rozpatrzenie przebiegów doprowadza do nastepujacydh wyników.Jezeli oznaczyc w obwodzie litera U — napiecie, J — prad, R — opornosc bezin- dukcyjna, L — samoindukeje, C — pojem¬ nosc, o) = 2nf— predkosc katowa, Z = = coL — —- — wypadkowa opornosc uro- jona, d — tlumienie = — i k — spól- o L M czynnik sprzezenia = ^=^, gdzie Af jest Vii Lq indukcyjnoscia wzajemna, cyfra; zas / ozna^ czyc obwód pierwotny, a cyfra 2 — obwód wtórny, to w przypadku nastrojenia obwo¬ dów bedzie Z± = 0 i Z2 — 0. Wtedy od¬ dzielnie dla obwodu pierwotnego bedzie (l)U=JlRl lub ^1 =^ Jezeli obwód wtórny zostaje sprzezony z obwodem pierwotnym, to jest jezeli pociag, w którym umieszczony jest obwód pierwot¬ ny, mija elektromagnes, znajdujacy sie na torze, wskutek czego linje sil elektromagne¬ su pojazdu zamykaja sie czesciowo przez elektromagnes toru i indukuja w jego na¬ strojonym obwodzie wtórnym prad J2, to wtedy maja miejsce równania: (2) U= Af fa+jZJ+jioMA (3) 0=A (R* +jZ2) + /«tfJ/.' Stad wynika równanie, które sprowadzone do obwodu pierwotnego i przy uwzglednie¬ niu, ze Z1 = 0 i Z2 = 0, przyjmuje postac (4) U=J1'(R1 +^-) Jezeli wprowadzic tutaj wartosci, oznaczo¬ ne literami k i d, to otrzyma sie (4a) U=J1'R1 (1-\.J^-) lub Stosunek miedzy pradem ciaglym Ji a pra¬ dem uruchomiajacym J\ bedzie tern wiek- — 3 —szy, im wiekszy bedzie spólczynnik sprze¬ zenia £ miedzy obwodem pierwotnym i wtórnym oraz im smiej&ze bedzie sumie¬ nie obwodu pierwotnego i wtórnego. Nie¬ ma zadnej racji powiekszac sprzezenie, je¬ zeli jednoczesnie z 'tern zwieksza sie tlu¬ mienie, oraz zmniejszac tlumienie, jezeli zmniejsza sie przez to sprzezenie. Wyraze¬ nie musi byc wieksze od jednosci di d2 lub równe jednosci, w celu osiagniecia do¬ statecznej niezawodnosci pracy. Na tern po- lega zasadnicza mysl wynalazku. Tlumienie pierwotne d1 nie moze byc stosowane do¬ wolnie male, wlasnie ze wzgledu na nieza¬ wodnosc pracy, inaczej bowiem, jak to po¬ nizej bedzie wyjasnione, ostrosc rezonansu bedzie zbyt duza, wskutek czego powstanie nowe niebezpieczenstwo dla niezawodnosci pracy urzadzenia.Ponizej podane zostana sposoby, czy¬ niace zadosc warunkom, stanowiacym isto¬ te wynalazku. Stosunek oddzialywania J1 *. J[ bedzie tein korzystniejszy, im sil¬ niejsze bedzie sprzezenie. W wyrazeniu H ki2 — — spólczynnik sprzezenia k nie po- dx d2 winien przekraczac pewnej wartosci, ina¬ czej twwiem tluimieniai d1 i d2 musialyby byc zbyt male, aby mogly zadoscuczynic nierównosci —— 1. Sprzezenie k win- di d2 no byc w kazdym razie wieksze od 0,05.Dla sprzezenia przedewszystkiem mia¬ rodajny jest odstep miedzy biegunami oby¬ dwóch rdzeni zelaznych. Odstep ten nale¬ zy uwazac jako dany. Nie moze on byc do¬ wolnie maly przez wzglad na bezpieczen¬ stwo ruchu i w praktyce wynosi w przybli¬ zeniu 15 cml Azeby przy przesuwaniu elek¬ tromagnesu pojazdu obok elektromagnesu torowego dostateczna czesc linij sil elek¬ tromagnesu pierwotnego przemikla do cew¬ ki wtórnej, nalezy, co nie bytk przyjmowa¬ ne pad uwage w dotychczasowych rozwa¬ zaniach, najkrótsza odleglosc a miedzy bie¬ gunami elektromagnesu pojazdu wzglednie elektromagnesu tonowego uczynic mniejsza od dwukrotnego odstepu -8 miedzy elektro¬ magnesem pojazdu a elektromagnesem to¬ rowym, w przeciwnym bowiem przypadku wiekszosc linij sil zaniknelaby isie przez bez¬ posrednio najkrótsza droge powietrzna, p*io- wadzaca od jednego do drugiego bieguna rdzenia zelaznego, nie przenikajac zupelnie drugiego rdzenia zelaznego.Jak wspomniano powyzej, oddzialywa¬ nie obwodu wtórnego bedzie tern wieksze, im mniejsze jest tlumienie obwodów pier¬ wotnego i wtórnego. Inne warunki powodu¬ ja jednakowoz pewne ograniczenia. Bardzo male tlumienie w obwodzie, nastrojonym na rezonans, wskazuje na krzywa rezonan¬ su o bardzo ostrym przeWegu. Nie jest to pozadane w aparacie, znajdujacym zasto¬ sowanie w dosc ciezkich warunkach pracy, poniewaz wszelka nieznaczna zmiana wiel¬ kosci, okreslajacych obwód rezonansowy, a mianowicie samoindukcji, pojemnosci lub czestotliwosci, powodowalaby znaczny spadek pradu, co mogloby narazic ruch ko¬ lejowy na niebezpieczenstwo. W praktyce ruchu kolejowego moze byc brane pod u- wage jako zródlo energji do napedu gene¬ ratora pradu zmiennego, zasilajacego urza¬ dzenie do oddzialywania, istniejace zródlo energji, sluzace do napedu lokomotywy.Naprzyfclad w parowozach mozna zastoso¬ wac jako maszyne napedzajaca generator pradu zmiennego lub mala turbine parowa, zasilana z kotla parowozowego. Poniewaz z istoty ruchu kolejowego wynika, ze stoso¬ wane zródla energji napedowej, czyli w danym przypadku preznosc pary w kotle parowym, podlegaja stosunkowo duzym wahaniom przy zmianach obciazenia; to na¬ lezy dopuscic tutaj pewne wahanie liczby obrotów generatora pradu zmiennego, slu¬ zacego do wzbudzania obwodu, którai w praktyce wynosi + 2%. Wtedy np. przy tlumieniu 0,12 natezenie pradu spada do 70% normalnego natezenia pradu. Wiekszy — 4 —spadek zaszkodzilby )uz niezawodnosci pracy urzadzenia. Tlumiienie pierwotne winno byc przy biegu jalowym takie, by w granicach mozliwych wahan czestotlfwosjci spadek napiecia nie przekraczal 30%, przy- czem wedlug wynalazku do osiagniecia te¬ go ceilu tlumienie pierwotne winno w kaz¬ dym przypadku" byc nie mniejsze od 0,4.Azeby móc stosowac male tlumienie pier¬ wotne, nalezy generator pradu zmiennego zaopatrzyc w regulator liczby obrotów.Jezeli obwód wtórny sprzega sie z ob¬ wodem pierwotnym, to przez to tlumienie I pierwotne d1 zwiekszy sie do to znaczy, ze przy okreslonem sprzezeniu zwieksza sie ono tern wiecej, im mniejsze jest tf2. Stosunek oddzialywania pradu pier¬ wotnego bedzie wtedy «Tt : Jx = 1 : :\1+^J^ CZyU jeZeh ^Z r°W' na sie jednosci, to J' : J = 1 : 2, przy- czem stosunek ten bedzie tem pomyslniej- szy, im , \- bedzie wieksze. Dotyczy «! Clo to tylko punktu rezonansowego. Jezeli cze¬ stotliwosc zmiennego pradu wzbudzajace¬ go odchyla sie od dokladnej czestotliwo¬ sci dostrojonego obwodu, to prad pierwot¬ ny w pewnych warunkach zwieksza sie. Te zaleznosci znane sa z teorji o drganiach w obwodach sprzezonych. Sila pradu pier¬ wotnego, wyrazono! w funkcji rozstrojenia x, moze byc, jak wiadomo, przedstawiona graficznie w postaci krzywej, nazywanej krzywa rezonansu. Krzywa ta dla pojedyn¬ czego obwodu ma ksztalt nieprzerywanej krzywej, uwidocznionej na fig, 2 rysunku.Jezeli sprzegnac z pierwszym obwodem drugi obwód dostrojony, krzywa rezonan¬ sowa obwodu pierwotnego bedzie sie zmie¬ niala zaleznie od wielkosci sprzezenia i tlumienia. Przy jakiemkolwiek stalem sprze¬ zeniu powstaje w punkcie dostrojenia x = 0 wklesniecie siodlowe, podczas gdy przy rozstrojeniu x= + k/2 powstaje prad najwiekszy, na oo wskazuje przerywana krzywa, uwidoczniona na fig. 2. Natezenie pradu rezonansowego wynosi w tych punk¬ tach w przyblizeniu; J = J — — i wobec tego przy bardzo malem tlumieniu wtórnem zbliza sie bardzo do natezania pradu J przy biegu jalowym. Jezeli d2 be¬ dzie bardzo male, to azeby przy x = 0 osiagnac jak najglebsze wklesniecie, war¬ tosc k/2 winna byc wieksza od dopuszczal¬ nego rozstrojeni» obwodu liub tez samo k winno byc wieksze od podwójnego dopu¬ szczalnego najwiekszego rozstrojenia obwo¬ du, z jakiem sie trzeba liczyc w ruchu, wskutek czego w granicach zakresu wahan czestotliwosci (zakredkowane miejsce na fig. 2) prad w obwodzie pierwotnym jest jeszcze tale maly, ze uruchomienie prze¬ kaznika jest zapewnione.Stosowanie jednakze malego tlumienia wtórnego posiada pewne cechy niebezpiecz¬ ne, jezeli bowiem przypadkowo podczas biegu pociagu liczba obrotów generatora pradu zmiennego odchyli sie od normalne¬ go wlasnie o wartosc k/2, to prad pierwot¬ ny zmieni sie w zbyt malym stopniu, aze¬ by moglo powstac uruchomienie przekaz¬ nika. Przypadek taki jest wogóie malo prawdopodobny i mozna w kazdym razie zapobiec mu, podwyzszajac tlumienie wtór¬ ne o tyle, aby i w tych dwóch punktach re¬ zonansu prad byl najwyzej o polowe wiek¬ szy od pradu przy biegu jajowym, dzieki czemu uruchomienie jeszcze nastepuje nie¬ zawodnie, to znaczy, ze tlumienie wtórne jest przynajmniej równe tlumieniu pier¬ wotnemu.Zastosowanie nieznacznego tlumienia wymaga, aby dostrojenie bylo mozliwie stale. W praktyce obwód wtórny, umie¬ szczony na szlaku kolejowym, jest pola¬ czony w sposób dowolny z sygnalemkolejowym i w zaleznosci od polozenia tego ostatniego wlacza sie w taki spo¬ sób, ze przy otwartym np. sygnale uzwo¬ jenie wtórne jest zwarte, wskutek czego nie powstaje oddzialywanie na obwód pier¬ wotny, natomiast przy sygnale zamknietym to zwarcie przestaje istniec, to jest uzwoje¬ nie zamyka sie poprzez kondensator i na¬ straja zapomoca niego, oddzialywanie zas zachodzi w sposób wyzej opisany. Innemi slowy dzialanie urzadzenia przekazujacego jest uzaleznione od polozenia sygnalu ko¬ lejowego, co tez zgodne jest z celem calego urzadzenia. Do konców wtórnego uzwojenia oddzialywujacego przylacza sie zazwyczaj dluzszy przewód, prowadzacy do sygna¬ lu kolejowego, przyczem na koncach te¬ go przewodu umieszcza sie np. lacznik zwierajacy. Poniewaz przewód ten, które¬ go dlugosc moze w pewnych przypadkach wynosic kilka kilometrów, posiada znaczna pojemnosc wlasna, to ta pojemnosc prze¬ wodu winnaby byc wliczona przy dostro¬ jeniu obwodu wtórnego. Jest to jednak nie¬ dogodne przy fabrycznym wyrobie przy¬ rzadów, poniewaz kazdorazowe dostrajanie musialoby byc wykonywane na miejscu, co¬ raz to w inny sposób.Oprócz tego pojemnosc przewodu zmie¬ nia sie w pewnych warunkach w zaleznosci od wplywów atmosferycznych, wskutek czego moglyby powstac pewne zmiany rów¬ niez i podczas pracy urzadzenia, które mo¬ glyby wywolywac rozstrojenie obwodu wtór¬ nego, a tern samem przyczyniac sie do zmniejszenia bezpieczenstwa ruchu. Wady te usuwa sie wedlug wynalazku w ten spo¬ sób, ze strojona pojemnosc elektromagnesu torowego dobiera sie stosunkowo duza w porównaniu do pojemnosci przewodu, wsku¬ tek czego przylaczanie przewodu lub zmia¬ na pojemnosci przewodu nie wywoluje znaczniejszego rozstrojenia obwodu wtór¬ nego, lub tez pojemnosc przewodu przy czestotliwosci wzbudzajacej kompensuje sie przy pomocy cewek, wlaczanych w spo¬ sób znany do przewodu. Dalszy srodek, sluzacy do usuwania oddzialywania prze¬ wodu na dostrojenie obwodu wtórnego, po¬ lega na tern, ze przewodu, prowadzacego od sygnalu kolejowego, nie przylacza sie bezposrednio do uzwojenia elektromagnesu oddzialywajacego, lecz uzywa sie go do u- ruchomiania przekaznika, wbudowanego w elektromagnes torowy, który to przekaznik uskutecznia ze swej strony zwieranie uzwo¬ jenia elektromagnesu torowego. Obydwa te srodki posiadaja te dalsza zalete, ze w ra¬ zie wolnego przejazdu nastepuje calkowite zwieranie uzwojenia elektromagnesu toro¬ wego bez tworzenia przez przewód obcia¬ zenia pojemnosciowego. PL