Электроприводы. Стрелочными электроприводами
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
1.2.3. Управляющая цепь двухпроводной схемы управления стрелкой со стативным монтажом Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом с цен- тральным питанием и стативным монтажом (рис. 1.4), разработанная инжене- ром В.А. Шариковым, применяется на крупных станциях. Вся аппаратура рас- полагается на посту ЭЦ, кроме реверсирующего реле и выпрямительного стол- бика (устанавливаются в путевом ящике). В качестве пускового реле (ПС) применяется самоудерживающее комби- нированное пусковое реле типа СКПШ4, коммутирующее рабочую цепь стре- лочного электродвигателя. Реле ПС имеет нейтральный и поляризованный якоря: нейтральный якорь управляется обмоткой III, а поляризованный обмотками I и II. Внутри реле ПС имеется вспомогательный контакт ВК нейтрального якоря, который включен в цепь обмоток поляризованного якоря. Контакт кнопки ВК обеспечивает необходимую последовательность срабатывания якорей реле. Вначале срабатывает нейтральный якорь реле ПС, замыкается контакт ВК, а затем срабатывает поляризованный якорь. Такой порядок исключает по- Рабочие цепи схем управления стрелками – 14 Рис.1.4. Управляющая цепь двухпроводной схемы управления стрелками со стативным монтажом явление ложного контроля при заклинивании поляризованного якоря контроль- ного реле. Допустим реле К заклинило в положении 2 (см. рис. 1.4). При переводе стрелки реле ПС перебросит поляризованный якорь и будет получен ложный контроль, хотя стрелка останется в прежнем (плюсовом) положении. Реле СКПШ4 имеет замедление на отпадание, которое необходимо для удержания нейтрального якоря с момента размыкания обмотки III до замыкания токовой обмотки IV (используется для удержания реле под током за счет рабочей цепи электродвигателя). Диоды в схеме реле ПС исключают появление обходных цепей питания обмотки нейтрального якоря при удержании пусковой кнопки до окончания перевода стрелки. Рабочие цепи схем управления стрелками – 15 1.2.4. Управляющая цепь двухпроводной схемы управления стрелкой с блочным монтажом Двухпроводная схема управления стрелкой с блочным монтажом с 1964г. является типовой для станций, оборудованных блочной маршрутно-релейной централизацией (БМРЦ). Вся постовая часть аппаратуры схемы располагается в пусковом стрелочном блоке типа ПС (рис. 1.5). После перевода стрелочного коммутатора с проверкой свободности стре- лочного участка (фронтовой контакт реле СП) и незамкнутости стрелки в мар- шруте (фронтовой контакт реле З) срабатывает нейтральное пусковое стрелоч- ное реле НПС. Стрелка переводится автоматически при задании маршрута включением одного из стрелочных управляющих реле (ПУ или МУ), при этом стрелочный коммутатор должен находиться в среднем положении. Включившись, реле НПС замыкает цепь поляризованного пускового стрелочного реле ППС, которое перебрасывает поляризованный якорь. Реле ППС отключает первоначальную цепь возбуждения реле НПС, которое оста- нется под током за счет разряда конденсатора до образования рабочей цепи. R и C создают замедление реле НПС с момента переключения реле ППС до образования рабочей цепи. Диод VD1 исключает разряд конденсатора через обмотку реле ППС. Рис. 1.5. Управляющая цепь двухпроводной схемы управления стрелками с блочным монтажом Рабочие цепи схем управления стрелками – 16 1.2.5. Управляющие цепи стрелки с электродвигателем трехфазного тока Ранее в основном применялась двухпроводная схема управления стрел- кой с электродвигателем постоянного тока. На станциях отсутствовали надеж- ные источники переменного тока, стрелки были легкие (тип рельсов Р50 марка крестовины 1/9), короткие станционные пути. Увеличение массы поездов и скоростей их движения привело к увеличе- нию длины станционных путей, внедрению тяжелых типов рельсов (тип Р65) и более пологих марок крестовин (1/11, 1/18 …). В этих условиях при двухпро- водной схеме управления стрелкой постоянного тока с целью уменьшения па- дения напряжения в жилах кабеля каждый рабочий провод состоит из двух, трех и более жил кабеля. Таким образом, по расходу кабеля схемы управления стрелками с двига- телями трехфазного тока становятся более экономичными (не требуют резерви- рования жил). Кроме того, они не имеют ненадежного коллектор-щеточного устройства, служащего источником появления ложного контроля. Для управления стрелочными электроприводами трехфазного тока инсти- тутом Гипротранссигналсвязь (ГТСС) совместно с Ленинградским институтом инженеров железнодорожного транспорта (ЛИИЖТ) были разработаны трех- и пятипроводная схемы. В управляющую цепь стрелочного электропривода (рис. 1.6) входят: − высокоомные обмотки трех нейтральных реле НС1, НС2 и НС3; − поляризованное пусковое стрелочное реле ПС; − диоды VD1 – VD4 и конденсатор С. При переводе стрелки из одного положения в другое включаются ней- тральные реле НС1–НС3 по следующей цепи: М З СП НС НС НС VD ПС рук стр П → → → → → → → → − → 3 2 1 4 Одновременно с включением нейтральных пусковых реле происходит за- ряд конденсатора С по цепи: М З СП С ПС рук стр П → → → → → − → Рабочие цепи схем управления стрелками – 17 Рис. 1.6. Управляющая цепь схемы управления стрелками с электродвигателем трехфазного тока Реле НС1–НС3 своими контактами подключают линейные провода к ис- точнику трехфазного тока и замыкают цепь питания реле ПС. Реле ПС перебрасывает поляризованный якорь, разрывает первоначаль- ную цепь возбуждения реле НС1–НС3 и подготавливает цепь обратного пере- вода стрелки. По низкоомной (токовой) обмотке реле постоянного тока НС1–НС3 про- текает переменный ток. Рассмотрим, каким образом происходит удержание якорей этих реле в притянутом состоянии. Переменный ток трансформируется из низкоомной обмотки реле НС1–НС3 в высокоомную и выпрямляется диода- ми VD1–VD3. Таким образом, по высокоомной обмотке будет протекать вы- прямленный ток, обеспечивающий удержание нейтральных якорей реле. Диоды VD1–VD3 служат для выпрямления переменного тока, трансформированного из рабочей цепи. Диод VD4 исключает шунтирование обмотки реле НС1–НС3 конденсатором С. Рабочие цепи схем управления стрелками – 18 При отсутствии диода VD4 переменный ток с высокоомных обмоток реле НС1–НС3 шунтировался бы конденсатором С. Конденсатор С создает замедление на отпадание якорей реле НС1– НС3 с момента отключения первоначальной цепи возбуждения до момента подключения рабочей цепи к их токовым обмоткам. При обрыве одной из фаз реле НС1–НС3 будут последовательно выклю- чаться и разомкнут рабочую цепь. В схеме на рис. 1.6 контроль исправности рабочей цепи производится тремя реле НС1–НС3. Дальнейшее ее совершенствование велось в направлении сокращения аппаратуры, что привело к появлению схемы с использованием одного нейтрального пускового реле НС (рис. 1.7). Рис. 1.7. Управляющая цепь схемы управления стрелками с электродвигателем трехфазного тока В малогабаритных трансформаторах ТV1–ТV3 типа РТ-3 при протекании рабочего тока насыщаются их магнитопроводы. Из-за насыщения магнитные потоки несинусоидальны и содержат в основном первую и третью гармоники. Во вторичных обмотках трансформаторов будет индуцироваться ЭДС, содер- жащая также первую и третью гармоники. Рабочие цепи схем управления стрелками – 19 Вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно. Пер- вые гармоники в каждой фазе сдвинуты на 120 ° (рис. 1.8) и в сумме равны 0. Третьи гармоники совпадают по фазе и поэтому суммируются, выпрямляются диодным мостиком и подаются на обмотку реле НС. Таким образом удержива- ется реле НС включенным при протекании рабочего тока. При обрыве одной их фаз трехфазная цепь превращается в однофазную. Во вторичные обмотки наведется ЭДС встречного направления и сумма гармо- ник будет равна 0, что приведет к выключению реле НС и размыканию рабочей цепи. Рис. 1.8. Форма сигналов на вторичных обмотках трансформаторов ТV1-ТV3 Рабочие цепи схем управления стрелками – 20 1.3. Рабочие цепи схем управления стрелками Рабочая цепь выполняет следующие задачи: − подключает двигатель к источнику питания; − позволяет произвести реверсирование электродвигателя при крайних или промежуточном положениях стрелки; − контролирует окончание перевода. Рабочая цепь образуется: − обмотками электродвигателя; − линейными проводами; − контактами пусковой аппаратуры; − контактами автопереключателя. Реверсирование двигателя постоянного тока производится выбором одной из двух обмоток возбуждения, а реверсирование асинхронного двигателя трехфазного тока – переключением фаз в двух из трех обмоток. Существует два способа реверсирования электродвигателя: центральное и местное. При центральном реверсировании переключение обмоток возбуждения или фаз производится пусковыми реле, установленными на посту ЭЦ. При местном реверсировании переключение обмоток возбуждения или фаз производится специальными реверсирующими реле, установленными непо- средственно у электропривода или в релейном шкафу. При центральном реверсировании не требуется дополнительных реле (экономия аппаратуры), но требуются дополнительные жилы кабеля (увеличи- вается расход кабеля). При центральном реверсировании требуется минимум три провода в схе- мах управления электродвигателями постоянного тока и пять проводов для двигателей трехфазного тока, а при местном реверсировании – два и три прово- да соответственно. Рабочие цепи схем управления стрелками – 21 Таким образом, при местном реверсировании существенно экономится кабель, но необходимо дополнительное реле, которое работает в тяжелых элек- трических и климатических условиях. Питание рабочей цепи может быть центральным, магистральным и местным. При центральном питании питание для каждой стрелки подается инди- видуально по своим проводам. Этот способ наиболее распространен. При магистральном питании питание подается к каждой стрелке от об- щей магистрали. Вначале переводится одна стрелка, затем другая и т.д., что обеспечивается специальной схемой последовательного перевода. Этот способ обычно используется для управления удаленными стрелками. Сечение жил ма- гистрали (количество жил кабеля) определяется специальным расчетом из ус- ловия перевода самой удаленной стрелки. Применяются два способа размыкания рабочей цепи: контактами автопереключателя в конце перевода стрелки или контактами пусковых реле после замыкания контрольной цепи. В основном нашел применение способ размыкания рабочей цепи контак- тами автопереключателя. При втором способе коммутируются токи фрикции, что приводит к быст- рому износу коммутирующей аппаратуры. Размыкание рабочей цепи контакта- ми коммутирующей аппаратуры используется на сортировочных горках для отключения двигателя привода типа СПГБ с бесконтактным автопереключателем. Требования к рабочей цепи: − все полюса питания должны быть отключены от электродвигателя в нор- мальном режиме, когда стрелка не переводится; − если рабочая и контрольная цепи имеют общие линейные провода, от кон- трольного тока стрелка не должна переводиться; Рабочие цепи схем управления стрелками – 22 − при попадании в линейные провода переменного напряжения стрелочный двигатель должен быть защищен от перевода. 1.3.1. Рабочая цепь девятипроводной схемы управления стрелкой Рабочая цепь девятипроводной схемы управления стрелкой показана на рис. 1.9. При переводе стрелки в плюсовое или минусовое положение включается соответственно плюсовое ППС или минусовое МПС пусковое стрелочное реле и образуется рабочая цепь, проходящая через соответствующую обмотку элек- тродвигателя. Стрелка переводится. Для фиксации на посту ЭЦ действительного замыкания рабочей цепи, а также для извещения об окончании перевода стрелки в обратный провод вклю- чается низкоомное блокирующее реле Б. Девятипроводная схема очень простая, надежная, но неэкономичная по расходу кабеля. Применялась схема рабочей цепи с однополюсным размыканием (рис. 1.10). В этом случае предусматривалось шунтирование двигателя контактами пусковых реле, сохраняющееся до начала перевода стрелки. Шунтирующие Рис. 1.9. Рабочая цепь девятипроводной схемы управления стрелкой Рабочие цепи схем управления стрелками – 23 Рис. 1.10. Рабочая цепь девятипроводной схемы управления стрелкой цепочки не контролировались в процессе нормального функционирова- ния, поэтому не гарантировалось исключение самоперевода стрелки при сооб- щении проводов. 1.3.2. Рабочая цепь четырехпроводной схемы управления стрелкой В зависимости от нажатия плюсовой или минусовой кнопки включается плюсовое или минусовое стрелочное пусковое реле ПСП или МСП. Контактами этих реле включается питание стрелочного электродвигателя (рис. 1.11) от ме- стной батареи и выбирается одна из двух обмоток возбуждения. Реле НПС удерживается включенным за счет протекания тока по удержи- вающей (токовой) обмотке. В начале перевода стрелки замыкаются контакты 41–42 автопереключа- теля и готовится цепь для обратного перевода стрелки. В конце перевода раз- мыкаются контакты 11–12 автопереключателя и обрывается цепь тока, прохо- дящая через низкоомную обмотку реле НПС, оно выключается, чем фиксирует- ся окончание перевода. Рабочие цепи схем управления стрелками – 24 Рис. 1.11. Рабочая цепь четырехпроводной схемы управления стрелкой 1.3.3. Рабочая цепь двухпроводной схемы управления стрелкой Рабочая цепь двухпроводной схемы управления стрелкой показана на рис. 1.12. При переводе стрелки вначале включается нейтральное пусковое реле НПС, которое размыкает контрольную цепь, затем меняется полярность реле ППС. Таким образом по обмотке реверсирующего реле Р протекает ток проти- воположного направления, оно переключает свои контакты и замыкает цепь электродвигателя. Реле НПС удерживается включенным за счет протекания рабочего тока по его низкоомной (токовой) обмотке. В конце перевода стрелки рабочая цепь электродвигателя разрывается контактами автопереключателя. Токовая обмотка реле НПС оказывается под- ключенной последовательно с обмоткой реле Р, сопротивление которой – 5кОм. Ток в рабочей цепи оказывается ниже тока отпадания реле НПС, вслед- ствие чего оно выключается. Рабочие цепи схем управления стрелками – 25 Рис. 1.12. Рабочая цепь двухпроводной схемы управления стрелкой Резистор, включенный последовательно с реле Р, исключает его перегрузку при пуске стрелки. При перегрузке снижаются тяговые усилия реле из-за перекомпенсации потока постоянного магнита потоками электромагнитов (подавление действия постоянного магнита), что может быть причиной залипания якоря реле (анало- гичная ситуация возникает при старении постоянного магнита реле). Защита от наведенной ЭДС тягового тока осуществляется использованием реверсирующего реле с большой индуктивностью. Чтобы стрелка не перевелась в другое положение под действием наведен- ной тяговым током ЭДС, необходимо, чтобы не изменилась полярность реле Р. Для срабатывания реле Р с большой индуктивностью требуется переменное на- пряжение более 800–1000В, которое не может возникнуть от наведенного тяго- вого тока. Реверсирующее реле Р работает в тяжелых условиях. Существует схема без реле Р, реверсирование в которой производится контактами поляризованно- го пускового реле ППС (рис. 1.13). Схема имеет три линейных провода и неза- щищена от наведенных ЭДС, поэтому не нашла широкого применения. Рабочие цепи схем управления стрелками – 26 Рис. 1.13. Рабочая цепь трехпроводной схемы управления электродвигателем постоянного тока 1.3.4. Рабочая цепь пятипроводной схемы управления стрелкой с электродвигателем переменного тока Рабочая цепь пятипроводной схемы управления стрелкой с электродвига- телем переменного тока приведена на рис. 1.14. Реверсирование двигателя осуществляется переключением второй и третьей фаз источника трехфазного тока на обмотках двигателя. На одну об- мотку постоянно подается первая фаза. При переводе в минусовое положение чередование фаз на обмотках элек- тродвигателя показано на рис. 1.15.а, а при переводе в плюсовое положение – на рис. 1.15.б. При переводе стрелки в минусовое положение вторая фаза подается на первую обмотку электродвигателя, а третья– на третью обмотку. При переводе в плюсовое положение порядок следования фаз меняется: вторая фаза подается на обмотку три, а третья – на обмотку один. Рабочие цепи схем управления стрелками – 27 Рис. 1.14. Рабочая цепь пятипроводной схемы управления стрелкой Рис. 1.15. Подключение фаз к обмоткам электродвигателя при переводе в минусовое а) и плюсовое б) положения В пятипроводной схеме на рис. 1.14 используется центральное реверси- рование, к достоинствам которого относится отсутствие реверсирующего реле, а к недостаткам – большой расход кабеля. |