Файл: Стрелочными электроприводами.pdf

Контрольные цепи схем управления стрелками – 35
Первый недостаток: если стрелка останется в промежуточном положении и будет выключен рабочий ток (например, сгорел предохранитель или нарушен контакт в рабочей цепи), при этом нейтральное пусковое реле НПС, контроли- рующее рабочую цепь, будет без тока и переменное напряжение контрольной цепи будет приложено к рабочей цепи.
Если в рабочей цепи будет неплотный контакт, например, между щеткой и пластиной коллектора двигателя, контактами автопереключателя и т.п., то из- за искрений возможно выпрямление переменного тока и срабатывание контрольного реле.
Причина этого явления заключается в следующем. При достаточно малом зазоре (десятые доли миллиметра) за счет наличия в нем коллекторной пыли или паров углерода, обеспечивающих обильную эмиссию электронов при срав- нительно низкой напряженности поля, возможен искровой пробой.
Искровой пробой может развиться в дугу, если напряжение и ток в цепи будут выше критического значения для данного контактного материала. На- пример, для медного контакта критический ток дуги составляет 0,43А (при на- пряжении 13В), для угольного контакта – 0,03А (при напряжении 20В). При меньших значениях тока или напряжения будет искровой пробой.
Таким образом, если зазор в цепи переменного тока образован электрода- ми из разнородных металлов (угольная щетка и медная пластина коллектора) или однородных материалов с различной степенью загрязненности, а напряже- ние и ток источника достаточны для искрового пробоя, то в том полупериоде, когда катодом становится электрод с высоким критическим током возникнут только искровые пробои зазора. В другом полупериоде, когда катодом стано- вится электрод из материала с меньшим критическим током искровой пробой может развиться в дугу (рис. 1.24).
Сопротивление зазора при дуге близко к нулю, а при искровых пробоях может составлять десятки и сотни ом (это зависит от частоты повторных про- боев в течение полупериода, т.е. от частоты собственных колебаний коротко-

Контрольные цепи схем управления стрелками – 36
Рис. 1.24. Осциллограммы напряжения и тока при искрении на коллекторе
стрелочного двигателя
Рис. 1.25. Принципиальная схема контрольной цепи с защитой от ложного
срабатывания замкнутой контрольной цепи, вызванный проскакиванием искры), поэтому ток в цепи носит форму разнополярных импульсов различной амплитуды и содер- жит постоянную составляющую, от которой может сработать контрольное реле.
Процесс усугубляется при наличии конденсатора С в контрольной цепи.
При возникновении дуги он заряжается, а при обратном напряжении – напря- жение конденсатора и сети будут включены встречно, поэтому разностное на- пряжение может быть ниже напряжения пробоя. Таким образом, будет проте- кать только ток дуги и увеличится постоянная составляющая. Т.е., если в цепи

Контрольные цепи схем управления стрелками – 37
преобладает емкостное сопротивление, то выпрямительный эффект усиливает- ся. Так, при
100
=
з
R
Ом, 10
=
С
мкФ, 110
=
U
В постоянный ток в цепи составит
30мА, что достаточно для включения контрольного реле.
Второй недостаток: ложное срабатывание контрольного реле возможно также при периодическом размыкании линейных проводов, если стрелка нахо- дится в среднем положении.
В этом случае в контуре, образованном обмотками реле ОК, трансформа- тором TV, конденсатором С и резистором
з
R
, при периодическом размыкании линейных проводов возникают колебания тока частотой 4–9Гц, периоды кото- рых соизмеримы со временем срабатывания контрольного реле. Частота и ам- плитуда колебаний зависит от параметров этого контура.
Третий недостаток: ложный контроль положения стрелки может возник- нуть при перепутывании линейных проводов.
Возможны два способа защиты контрольной цепи от первого
недостатка – возникновения ложного контроля при плохом контакте
между коллектором и щеткой двигателя.
Во-первых, увеличением сопротивления можно уменьшить ток в цепи ниже критического. Во-вторых, использовать контрольные приборы, имеющие ток и мощность срабатывания выше критического.
Первый способ применяется в схеме управления стрелочным электропри- водом со стативным монтажем (рис. 1.25). При выключенном реле ОК в кон- трольную цепь включено сопротивление
1 3
=
R
кОм. При этом сопротивлении может возникнуть дуга, будет происходить выпрямительный процесс и якорь реле начнет притягиваться. Как только разомкнется тыловой контакт реле ОК, в контрольную цепь включится сопротивление
10 4
=
R
кОм и дуга погаснет. Реле
ОК опять замкнет тыловой контакт и процесс будет повторяться, т.е. контроль- ное реле будет работать в пульсирующем режиме. Если замкнется фронтовой контакт, резисторы
2
R и
3
R включатся последовательно и дуга погаснет.

Контрольные цепи схем управления стрелками – 38
Рис. 1.26. Сообщение контрольных цепей стрелок через жилы кабеля
Конденсаторы
1
С и
2
С исключают полное замыкание постоянной составляющей выпрямленного тока через источник питания, имеющий внут- реннее сопротивление меньшее, чем сопротивление контрольного реле, а также исключают сообщение по постоянной составляющей схем управления различ- ными стрелками, что может привести к возникновению ложного контроля.
Схема на рис. 1.25 имеет недостаток: защитные сопротивления контроль- ной цепи одной стрелки шунтируются защитными сопротивлениями контроль- ной цепи другой стрелки через емкостные сопротивления кабельной линии С
кл
(рис. 1.26). Для исключения данного недостатка для каждой стрелки устанавли- вается индивидуальный изолирующий трансформатор.
Второй способ защиты применен в блочной ЭЦ и заключается в том, что в качестве контрольного используется реле типа КМ–3000, у которого с целью уменьшения вероятности ложного срабатывания в 5 раз повышена мощность срабатывания.
Резистор
3
R в схеме (см. рис. 1.23) ограничивает ток короткого замыка- ния контрольной цепи и одновременно защищает контрольное реле от ложных срабатываний при искрениях на коллекторе стрелочного двигателя.

Контрольные цепи схем управления стрелками – 39
Устранение второго недостатка (ложное срабатывание контрольного реле при периодическом размыкании линейных проводов) сводится к увеличению сопротивления
3
R
и уменьшению емкости С.
Первый способ защиты (см. рис. 1.25) более эффективен, поскольку ис- ключает образование дуги в контактных зазорах. В схемах с малогабаритным реле КМ этот способ реализовать нельзя из-за требуемой большой мощности срабатывания реле (т.е. нельзя увеличить защитное сопротивление). Поэтому могут наблюдаться случаи срабатывания контрольного реле при выпрямитель- ном процессе на коллекторе. Для повышения защищенности контрольной цепи в этом случае рекомендуется параллельно обмоткам электродвигателя вклю- чать конденсаторы или применять реле Р комбинированного типа, чтобы кон- тактами нейтрального якоря отключать электродвигатель.
При перепутывании линейных проводов Л1 и Л2 меняется полярность контрольного реле ОК (см. рис. 1.23) и выключается плюсовое ПК или минусо- вое МК контрольное реле, т.к. нарушается соответствие между поляризованны- ми контактами реле ОК и ППС. При переводе стрелки поляризованное пуско- вое реле ППС меняет полярность и, если будет нарушена (обрыв) рабочая цепь, то нейтральное пусковое реле НПС выключается и замыкается контрольная цепь, что приводит к возбуждению реле ОК и выключению реле ПК или МК
Рис. 1.27. Амплитудно-фазовая контрольная цепь

Контрольные цепи схем управления стрелками – 40
(ложный контроль положения стрелки). Для устранения этого недостатка (ис- ключения ложного контроля положения стрелки при перепутывании линейных проводов) доцентом ЛИИЖТа Л.Ф. Кондратенко была предложена амплитуд- но-фазовая контрольная цепь (рис. 1.27).
Нейтральное реле ПК возбуждается выпрямленным током вентиля VD1.
Конденсатор С1 и резистор R1, включенные параллельно реле ПК, служат для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
При перепутывании линейных проводов реле ПК возбуждается только при плюсовом положении стрелки. Когда стрелка находится в минусовом по- ложении, реле ППС займет другое положение, и к линии будет подключено ре- ле МК (фазочувствительное реле), которое возбуждается только при опреде- ленном сдвиге фаз между I-й и II-й обмотками. Реле МК работает в трансфор- маторном режиме. Конденсатор С2, включенный последовательно с контактами автопереключателя, создает необходимый сдвиг фаз. При перепутывании ли- нейных проводов сдвиг фаз между I-й и II-й обмотками нарушается и реле МК не включается.
Другое техническое решение для исключения ложного контроля при не- правильном подключении линейных проводов было предложено профессором
ХИИТа Н.Ф. Котляренко, в котором использованы два фазочувствительных ре- ле (рис. 1.28).
Рис. 1.28. Контрольная цепь с двумя фазочувствительными реле

Контрольные цепи схем управления стрелками – 41
В качестве контрольного реле ПК и МК использованы двухэлементные секторные индукционные реле, одни обмотки которых подключены к источни- ку питания, другие включены встречно друг другу и последовательно со вто- ричной обмоткой контрольного трансформатора.
При плюсовом положении стрелки контактами автопереключателя стре- лочного привода подключается конденсатор С2, который обеспечивает необхо- димый сдвиг между током в обмотках и напряжением на других обмотках кон- трольных реле, в результате чего возникают вращающие моменты. Сектор реле
ПК поднимается вверх, обеспечивая срабатывание, а сектор реле МК опускает- ся вниз, исключая срабатывание этого реле.
При минусовом положении стрелки контактами автопереключателя к контрольным реле подключается индуктивность. При этом сектор реле ПК опускается вниз, исключая срабатывание, а сектор реле МК поднимается вверх.
Неправильное подключение линейных проводов к контактам автопере- ключателя не влияет на работу схемы контроля, т.к. в линейные провода вклю- чен один и тот же элемент С или L.
Описанные технические решения не нашли практического применения, поскольку требовали больших монтажных работ при внедрении в существую- щую двухпроводную схему управления стрелочным электроприводом.
В настоящее время эксплуатируется контрольная цепь переменного тока, в которой отсутствует защита от перепутывания линейных проводов.

Лабораторная работа №1–1 – 42

Лабораторная работа №1–1 – 43
Кроме того, приводы должны иметь простое обслуживание, обеспечивать возможность быстрой замены неисправных частей, иметь унифицированные узлы, минимальные габариты, массу и стоимость и отвечать требованиям, вы- текающим из специфики эксплуатационных условий.
Стрелочные приводы классифицируют по следующим параметрам
(рис. ЛР1.1):
− виду потребляемой энергии;
− времени перевода стрелки;
− виду запирания;
− виду восприятия взреза стрелки;
− виду коммутации рабочих контрольных цепей.
По виду потребляемой энергии различают:
− электрогидравлические;
− электропневматические;
− электрические: электромеханические и электромагнитные.
Электрогидравлические и электропневматические стрелочные приводы основаны на применении гидравлических и пневматических двигателей, кото- рые преобразуют энергию жидкости или сжатого воздуха в механическую ра- боту. В этих приводах жидкость или сжатый воздух используются для перевода стрелки, а для контроля их положения и управления используется электриче- ская энергия. Эти приводы просты, надежны. Их недостаток заключается в том, что нужно периодически промывать компрессоры и разводящую сеть.
Электромеханические приводы основаны на преобразовании электриче- ской энергии в механическую работу с помощью двигателей постоянного или переменного тока. Эти приводы в настоящее время применяются и широко внедряются на сети железных дорог нашей страны.
Электромагнитные приводы преобразуют электрическую энергию в ме- ханическую с помощью соленоидов. Соленоидные двигатели в настоящее