Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока мсп

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПРОВОДНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Исследование двухпровод­ной схемы управления стрелочным электроприводом (блочный монтаж) с двигателем постоянного тока.

Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом применяется при релейной централизации с центральными зависимостями и центральным питанием.

Эта схема совместно с электроприводом выполняет следующие функции:

а) перевод остряков стрелки из одного крайнего положения в другое, а также возвращение их из промежуточного положения в любое крайнее;

б) запирание остряков стрелки в маршруте;

в) контроль положения остряков стрелки при нахождении их в плюсовом, минусовом и промежуточном положении;

г) доведение остряков стрелки до крайнего положения в случае занятия подвижной единицей стрелочного изолированного участка после начала перевода;

д) исключение возможности перевода остряков стрелки при занятом стрелочном изолированном участке и в случае замыкания ее в маршруте.

В схеме (рис. 1) применяются следующие приборы:

ППС – поляризованное пусковое стрелочное реле типа ПМП-150/150, предназначено для: отключения реле НПС, обеспечивая однократный кратковременный режим его работы в пусковой цепи; изменения полярности питающего напряжения в рабочей цепи; исключения появления ложного контроля при перепутывании линейных проводов;

НПС – нейтральное пусковое стрелочное реле типа НМП-220/02, служащее для включения рабочей или контрольной цепи и обеспечения довода стрелки до крайнего положения в случае занятия изолированного участка во время перевода;

ОК, ПК, МК – контрольные реле, предназначенные для контроля плюсового, минусового и промежуточного положений стрелки (реле ОК типа КМ-3000, а ПК, МК – НМ1-1800);

ВЗ – реле взреза, фиксирует наличие контроля положения стрелки и выполняет дополнительные функции по контролю состояния негабаритных участков, положению охранных стрелок, отсутствию передачи стрелки на местное управление;

СКТ – изолирующий контрольный трансформатор;

С2 – изолирующий конденсатор исключающий замыкание постоянной составляющей тока, выделяемой на реле ОК, через обмотку изолирующего трансформатора.

R2 – ограничивающий резистор, служащий для защиты трансфор­матора СКТ при коротком замыкании между линейными проводами.

Конструктивно эти приборы расположены в стрелочном пуско­вом блоке ПС и блоке С исполнительной группы БМРЦ. Кроме этого, в путевой ко­робке у стрелочного электропривода расположены:

Р – реверсирующее реле типа ППРЗ-5000, служащее для реверсирования электродвигателя путем выбора соответствующей обмот­ки возбуждения ; последовательно с реле Р включен ограничивающий резистор R4 =18 кОм, т.к. реле ППРЗ-5000 переключает поляризованный якорь при напряжении 15-25 В, а рабочее напряжение в линии 220-250 В;

ВС — выпрямительный столбик, диод с последовательно включенным резистором сопротивлением 1000 0м, осуществляющие однополупериодное выпрямление для питания контрольного рале ОК.

Двухпроводная, схема управления стрелочным электроприводом состоит из следующих цепей:

пусковой (управляющей) цепи, построенной на реле НПС и ППС;

рабочей цепи включения стрелочного электродвигателя;

Контрольная цепь. Все контакты реле на схеме (рис. 1) показаны в состоянии, когда стрелка находится в плюсовом положении и имеет контроль этого положения. Датчиком положения стрелки являются контакты автопереключателя, а приемником – реле ОК.

В двухпроводной схеме управления стрелкой применяется контрольная цепь переменного тока с полярной избирательностью. В схеме контак­тами автопереключателя в зависимости от положения остряков изме­няется полярность включения Д2 относительно реле ОК. В результа­те на реле 0К выделяется постоянная составляющая, полярность ко­торой зависит от положения стрелки. Так, при плюсовом положении стрелки в положительный полупериод напряжение контрольной цели приложено к реле ОК и параллельно включенному ВС. При такой полярности приложенного напряжения ВС обладает большим сопротивлением. Ток в этот полу­период проходит, в основном, через обмотку реле 0К. В отрицательный полупериод реле ОК шунтируется низким прямым сопротивлением ВС. Таким образом, при плюсовом положении стрелки ток через ре­ле ОК проходит только в положительный полупериод. Через нейтра­льней и поляризованный контакты, реле ОК и поляризованный контакт реле ППС включается реле ПК. На табло горит зеленая лампочка (позиция I на рис.2).

Пусковая цепь. В данной схеме применена пусковая цепь с использованием двух пус­ковых реле: нейтрального НПС и поляризованного ППС. Для перевода стрелки в минусовое положение ДСП поворачивает стрелочную рукоятку (или срабатывает минусовое управляющее реле МУ) (позиция 2 на рис.2). Замыкается цепь возбуждения реле НПС по высокоомной обмотке с проверкой выполнения всех логических условий безопасного перевода стрелки:

а) свободности изолированного участка (СП↑);

б) незамкнутости ее в маршруте (3↑);

в) отсутствии передачи данной стрелки на местное управление (МИ↑).

Реле НПС после возбуждения выключает контрольную цепь, вклю­чает рабочую цепь и поляризованное пусковое реле ППС. Реле ОК выключается, стрелка теряет контроль (позиция З на рис.2). Реле ППС своим контактом отключает реле НПС и подготавлива­ет цепь возбуждения его при обратном переводе. Однако реле НПС удерживает свой якорь в притянутом положении до включения элек­тродвигателя за счет замедления, создаваемого конденсатором С1. Диод Д1 исключает разряд конденсатора С1 через обмотку реле ППС.

Рисунок 2 – Временная диаграмма работы реле при переводе стрелки

Рабочая цепь. В данной схеме применена двухпроводная рабочая цепь вклю­чения электродвигателя с местным реверсированием. Местное ревер­сирование обеспечивается реле Р, контактами которого выбирается необходимая обмотка возбуждения электродвигателя. Управление ре­ле Р осуществляется путем изменения полярности питающего напряже­ния в рабочей цепи при каждом переводе стрелки. Первоначально че­рез фронтовые контакты НПС включается питающее напряжение в рабо­чую цепь. Оно поступает на реле Р и параллельно включенный ВС с резистором, положение якоря этого реле соответствует полярности питающего напряжения. Затем, после срабатывания реле ППС, его кон­тактами изменяется полярность питающего напряжения в рабочей це­пи. С этого момента до переключения контактов реле Р резистор RЗ защищает ВС от пробоя, т.к. он оказывается включенным в проводя­щем направлении. Реле Р переключает контакты, которыми выбирает соответствующую обмотку возбуждения и включает двигатель (позиция 4 рис. 2).

После включения электродвигателя ток в рабочей цепи увеличи­вается до 2-3 А. За счет чего реле НПС блокируется рабочим током двигателя, проходящим по его низкоомной обмотке, и будет удерживать нейтральный якорь в притянутом положении до тех пор, пока будет работать элек­тродвигатель. Этим обеспечивается довод стрелки до крайнего положения в случае занятия изолированного участка после начавшегося перевода.

В начальный момент перевода размыкаются контрольные и замыкаются рабочие контакты автопереключателя подготавливая схему к обратному переводу либо реверсу из среднего положения. После завер­шения перевода остряков стрелки и механического запирания их раз­мыкаются рабочие контакты автоперекдючателя и замыкаются контро­льные. В результате размыкания контакта 11-12 выключается элек­тродвигатель (поз. 5 на рис.2). Ток в рабочей цепи уменьшается до 0,015 А, который проходит через обмотку реле Р. Реле НПС отпуска­ет свой якорь, его контактами выключается рабочая цепь и замыка­ется контрольная.

В результате переключения контактов автопереключателя поляр­ность включения ВС относительно реле ОК изменилась и на реле ОК теперь выделяется постоянная составляющая отрицательной полярнос­ти. Через контакты ОК и ППС включается минусовое контрольное реле МК (поз. 6 на рис. 2).

В случае передачи стрелки на местное управление срабатыва­ет децентрализующее реле Д и выключается реле местного управления МИ. Перевод стрелки в этом случав производится в результате сра­батывания стрелочного реле местного управления СМУ и соответству­ющего положения поляризованного контакта этого реле.

Двухпроводная схема управления стрелкой постро­ена так, что в ней полностью исключена возможность формирования ложной информации — контроль несоответствующего положения. Поэтому всякое повреждение контрольной цепи приводить к потере контроля. Кроме этого, схема надежно защищена от самопроизвольного перевода стрелки и, что особенно опасно, под составом.

Исключение формирования ложного контроля положения стрелки или самопроизволь­ного перевода стрелки достигается следующим:

а) отделением контрольной цепи каждой стрелки от всех источ­ников постоянного и переменного тока с помощью изолирующего
трансформатора;

б) двухполюсной коммутацией рабочей и контрольной цепи;

в) применением проверки соответствующего положения поляризованных контактов реле Р, ППС, ОК и контактов аптопереключателя;

г) применением постоянного тока для управления и переменного
тока для контроля.

Наибольшую опасность с точки зрения возможности получения лож­ного контроля представляют следующие ситуации:

а) стрелка остановилась в среднем положении;

б) в электродвигателе имеет место неплотное прилегание щет­ки к коллектору;

в) коллектор загрязнен.

При этих условиях может возникнуть устойчивый выпрямитель­ный эффект, если межконтактный зазор составляет десятые доли мил­лиметра и искровые пробои в определенные полупериоды (положитель­ные иди отрицательные) переходят в дугу.

Наличие в межконтактном зазоре коллекторной пыли или примеси щелочно-земельных элементов активизируют газовый разряд в форме искрового пробоя. Постоянная составляющая при возникновении выпрямительного эффекта в межконтактном зазоре может достигать больших значений (до 30 – 40 В). Для исключения возникновения выпрямительного эффекта применяются следующие способы:

1) уменьшение тока в цепи до значе­ния, меньшего критического тока возникновения дуги, что достига­ется путем увеличения активного сопротивления в контрольной цепи.

2) применение в качестве контрольного спе­циального реле с увеличенной мощностью срабатывания, превышающей возможный уровень мощности постоянной составляющей при возникно­вении выпрямительного эффекта в межконтактном зазоре.

В этой схеме в качестве контрольного реле ис­пользовано реле КМ-3000, имеющее мощность срабатывания 0,53 Вт, напряжение полного подъема 40 В. Дня повышения защищенности контрольной цепи в этом случае параллельно двигателю включены конденсаторы С.

Описание рабочего места.

Лабораторная работа выполняется на действующей макете, сос­тоящем из электропривода СП, путевого ящика с реверсирующим ре­ле и выпрямителем с резистором, пульта управления, смонтированных блоков ПС и С, осциллографа и измерительного прибора.

Порядок и методика выполнения работы

Изучить схему включения электропривода.

Ознакомиться с расположением аппаратуры на действующем макете.

Проверить исправность работы макета, для чего несколько раз перевести стрелку из одного положения в другое, каждый раз
проверяя наличие контроля соответствующего положения.

ВНИМАНИЕ: ВО ИЗБЕЖАНИЕ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ ПЕРЕВОД СТРЕЛКИ ДОЛЖЕН ПРОИЗВОДИТСЯ ТОЛЬКО ПРИ ЗАКРЫТОЙ КРЫШКЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Проверить возможность перевода стрелки при занятии
стрелочного участка до начала перевода и во время перевода стрелки.

Убедиться в возможности реверсирования стрелки из промежуточного положения.

Произвести исследование работы схемы при сообщении и
обрыве линейных проводов, обрыве и пробое выпрямительного стол­бика, остановке стрелки в среднем положении, перепутывании линей­ных проводов.

Отчет должен содержать:

Двухпроводную схему управления стрелкой для одного из следующих положений (по указанию преподавателя):

а) стрелка находится в плюсовом (+) или минусовом (-) положении;

б) стрелка переводится из «+» в «-» или из «-» в «+» положение;

в) стрелка взрезана;

г) стрелка работает на фрикцию и возвращается в первона­чальное положение;

Краткое описание функций, выполняемых каждым реле.

Результаты исследований рабочей и контрольной цепей.

Временную диаграмму работы реле для соответствующего задания.

6 Контрольные вопросы

Объясните последовательность работы реле, если во время перевода стрелки из и «+» в «-» положение она работает на фрикцию и ДСП вынужден вернуть ее в «+» положение.

Как работает контрольная цепь?

Для чего в схеме предусмотрены следующие элементы: С1, Д1, С2, R2, RЗ, СКТ?

Какие изменения в схеме произойдут в случае пробоя ВС, обрыва Л1, перепутывания линейных проводов Л1 и Л2, короткого замыкания между Л1 и Л2, пробоя С2?

Какой электродвигатель и почему применяется в данной схеме?

Переборов. А.С. и др. Телеуправление стрелками и сигналами. — М.: Транспорт, 1981, стр. 91-94.

Казаков Л.А. Релейная централизация стрелок и сигналов — М.: Транспорт, 1978, стр. 183-186.

Станционные системы автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Вл.В. Сапожников, Б.Н. Елкин, И.М. Кокурин и др.; Под ред. Вл.В. Сапожникова. – М.: Транспорт, 1997. – 432 с.

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Станционные системы автоматики”. Часть 2; Кустов Г.М., Карачевцев В.В., Санин А.М. – Харьков – 1984.

Изучение двухпроводной схемы управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока

Страницы работы

Содержание работы

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра : «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

Отчёт по лабораторной работе № Т-3

«Исследование двухпроводной схемы управления

Выполнил : ст.гр. АТ-101 Фомин Д.В.

Цель работы: изучение и исследование двухпроводной схемы управления стрелочным электроприводом с двигателем постоянного тока, применяемой в системах электрической централизации (ЭЦ) с электропитанием путевых элементов: рельсовых цепей, стрелочных приводов и светофоров с поста управления движением поездов (с поста ЭЦ).

Исследуемая схема обеспечивает:

1. Перевод остряков стрелки из одного положения в другое, а также их возвращение из промежуточного положения при соблюдении условий безопасности движения: свободности стрелочного изолированного участка с участием данной стрелки.
2. Дистанционный контроль трёх положений остряков: плюсового, минусового, промежуточного.
3. Доведение остряков до крайнего положения в случае занятия подвижной единицей стрелочного изолированного участка после начала их перевода.
4. Защиту от самопроизвольного перевода стрелки и получения ложного контроля и при каких либо повреждениях в схеме.

Рис. 1. Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом В. А. Шарикова

При нажатии на пульте ЭЦ минусовой управляющей кнопки 5М включается высокоомная обмотка (160 Ом) обмотка Н нейтрального якоря стрелочно-пускового реле 5ПС: П, 5П, 5М, З-53(замыкающее реле стрелочной изолированной секции включено, т.е. стрелка не участвует в другом маршруте), 3-5СП (стрелочно-путевое реле данной секции включено, т.е. на стрелочной секции нет подвижного состава.), М. (Схемы реле 3-53 и 3-5СП не показаны).

После замыкания фронгового контакта 5ПС, размещенного внутри корпуса реле, образуется цепь обмотки ПМ поляризованного якоря реле 5ПС:

П, 5П, 5М, ПМ, ПО, 3-58, 3-5СП, М.

В результате переключаются поляризованные контакты реле ПС и срабатывает расположенное в путевом ящике у стрелки реверсирующее реле Р:

РП, Т (токовая низкоомная обмотка реле 5ПС), 5ПС, 5ПС, 12000, Р, ПС, ПС, РМ.

После переключения контактов реле Р параллельно его обмоткам подключаются обмотки возбуждения ВМ и якорная Я стрелочного двигателя, т.е. замыкается рабочая цепь привода:

РП, Т, 5ПС, 5ПС, БК (блок-контакт крышки привода эамкнут, крышка закрыта), Я, ВМ, АПІІ-І2 (рабочий контакт автопереключателя привода замкнут), Р, 5ПС, 5ПС, РМ.

Ток в рабочей цепи реэко возрастает и поэтому становится достаточным для удѳржания нейтрального якоря реле по токовой обмотке Т реле 5ПС, наступает блокировка пускового реле по рабочему току двигатѳля. Двигатель разворачивается, контрольные контакты автопереключателя размыкаются (АПЗІ-32, 33-34), и начинается перемещение остряков стрѳлки в минусовое положение.

Во время перевода стрелки замкнуты рабочие контакты автопереключателя АПІІ-І2 и АП4І-42. Когда остряки стрелки переходят в минусовое положение, происходит раэмыкание контактов АПІІ-І2 и замыкание контрольных контактов АІТ2І-22 и АП2Э-2И, обмотки двигателя отключаются, ток в обмотке Т реле 5ПС резко снижается и становится недостаточным для удержания нейтрального якоря реле 5ПС, так-как оставшиеся под напряжением приборы (реле Р и резистор 12000) имеют весьма высокое сопротивление. Реле ПС размыкает фронтовые и замыкает тыловые контакты, через которые проходит контрольная цепь схемы.

В плюсовом положении стрелки, изображенном на рисунке, нонтрольное реле 5К комбинированного типа находится во включенном состоянии за счет постоянной составляющей выпрямленного селеновым столбииом ВО перѳменного тока контролъной цепи (ПхКС, ОхКС, прямой и обратный провода цепей контроля стрелок):

ПхКС. С1. 5К, 5ПС, ЛІ, Р, АПЗІ-32, ВС, АПЗЗ-34, 5ПС, 5К, С2, ОхКС.

При пуске стрелки зта цепь размыкается до конца перевода стрелки контактами реле 5ПС. После перевода стрелки в минусовое положение реле 5К вновь срабатывает, При этом контактами АП2І-22, 23-24 производится изменение положения выпрямитвля ВС относительно реле 5К на противоположное и поэтому выпрямленный ток в контрольной цепи меняет направление, что вызывает переключение поляризованных контактов реле 5ПС;

ПхКС, С1, 5К, 5ПС, ЛІ. Р, АП2І-22, ВС, АП23-24, 5ПС, 5К, С2, ОхКС. В результате включается минусовое контрольное реле 5МК: РП, 10000, 10000, 5К, 5МК, 5ПС, РМ.

Контрольные реле 5ПК (плюсовое) и 5МК включают индикаторные лампочки на табло о положении стрелки> их контакты участвуют в цепях задания, установки и размыкания маршрутов системы ЭЦ, выполняя ответственные функции.

Таким образом, схема состоит из трех цепей: управлящей, рабочей и контрольной.