Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника



Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника
Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника
Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника

Владельцы патента RU 2731298:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)

Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника содержит дифференциальный трансформатор с тороидальным сердечником, одновитковыми и компенсационной обмотками. Технический результат - повышение защиты аппаратуры рельсовых цепей от негативного воздействия асимметрии обратного тягового тока. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для компенсации магнитного потока путевого дроссель-трансформатора при асимметрии обратного тягового тока. Устройство позволяет обеспечить защиту аппаратуры рельсовых цепей от влияния асимметрии обратного тягового тока.

В настоящее время более 25 процентов отказов аппаратуры рельсовых цепей от общего количества отказов связано с влиянием асимметрии обратного тягового тока. Для пропуска обратного тягового тока в обход изолирующих стыков рельсовых цепей используются путевые дроссель-трансформаторы без компенсирующего устройства. Основные полуобмотки дроссель-трансформаторов смежных рельсовых цепей соединяются через среднюю точку и обеспечивают дифференциальный пропуск составляющих обратного тягового тока рельсовых нитей. К дополнительной обмотке дроссель-трансформатора подключается аппаратура рельсовой цепи [1].

Проведенные в работе [2] исследования показывают, что при равенстве составляющих тягового тока в рельсовых нитях суммарный магнитный поток в сердечнике дроссель-трансформатора равен нулю и исключается индуцирование напряжения дифференциальной составляющей тягового тока в дополнительной обмотке. Сигнальный ток аппаратуры рельсовой цепи, отличный по частоте от тягового тока, проходит через дополнительную обмотку в одном направлении и индуцирует напряжение в рельсовой линии. При неравенстве составляющих обратного тягового тока в рельсовых нитях (асимметрии обратного тягового тока) суммарный магнитный поток в сердечнике дроссель-трансформатора является отличным от нуля, в результате чего индуцируется напряжение составляющей тягового тока в дополнительной обмотке, оказывающее негативное воздействие на работу рельсовой цепи.

Известно устройство путевого дроссель-трансформатора [3], в котором достигнуто уменьшение асимметрии обратного тягового тока за счет размещения устройства симметрично рельсовых нитей и одинаковой длины дроссельных перемычек. Однако, данное конструктивное изменение, в большей степени, направлено на удобство монтажа и уменьшение помех работы локомотивных устройств безопасности. Разность длины дроссельных перемычек в штатном устройстве незначительная и несущественно оказывает влияние на асимметрию обратного тягового тока в рельсовых нитях.

Среди технических решений, направленных на уменьшение влияния асимметрии обратного тягового тока на работу рельсовых цепей известно устройство, описанное в источнике [4]. В данном устройстве средняя точка штатного путевого сдвоенного дроссель-трансформатора подключается через фильтр, обеспечивающего за счет настройки в резонанс на частоту сигнального тока высокое сопротивление протеканию сигнального тока и низкое сопротивление тяговому току. Однако, низкая добротность фильтра вследствие низкой частоты сигнального тока и высокая стоимость реактивных элементов, исключают практическое применение данного устройства.

Также известно устройство рельсового дроссель-трансформатора с размагничивающей обмоткой [5], предназначенное для уменьшения влияния асимметрии обратного тягового тока. Отличительной особенностью данного устройства от используемых на железнодорожном транспорте дроссель-трансформаторов является наличие компенсационной обмотки. Она не влияет на работу рельсовой цепи и предназначена для создания компенсирующего магнитного потока в сердечнике дроссель-трансформатора при неравенстве составляющих тягового тока в рельсовых нитях. Компенсационная обмотка подключается к источнику тока, управляемому посредством измерительного устройства разности составляющих обратного тягового тока в рельсовых нитях. К недостаткам рассмотренного устройства следует отнести:

- сложность реализации мощного управляемого источника тока;

- наличие дополнительного источника электропитания на железнодорожных участках, оснащенных устройствами автоблокировки с централизованным размещением оборудования;

- необходимость соответствующего климатического исполнения схемы управляемого источника тока и измерительного устройства (температура, влажность).

Наиболее близким к настоящему изобретению является техническое решение, защищенное патентом Российской Федерации [6], выбранное в качестве прототипа.

Схема прототипа работает следующим образом. На магнитопроводе дроссель-трансформатора параллельно основной обмотке размещаются две дополнительные компенсирующие обмотки: одна с отводом от внутреннего витка, другая - встречно включенная с последней. При возникновении неравенства тяговых токов в рельсовых нитях (РН) на концах обмоток, подключенных к ним, возникает разность потенциалов, под действием которой в обмотках протекают токи, создающие встречные магнитодвижущие силы. Результирующий поток от этих магнитодвижущих сил равен нулю. С целью исключения влияния компенсирующей обмотки на работу дополнительной обмотки от внутреннего витка компенсирующей обмотки включена электрическая емкость. Емкость, включенная параллельно индуктивностям обмоток и, образует двухполюсник с большим (теоретически бесконечным) сопротивлением для сигнального тока. В то же время полуобмотка к которой подключена емкость, будет создавать переменную магнитодвижущую силу и переменный магнитный поток в магнитопроводе дроссель-трансформатора, который окажет воздействие на процесс трансформации сигнальных токов. Для устранения этого воздействия в резонансный контур включена вторая компенсирующая обмотка. Электродвижущая сила этой обмотки должна быть равна электродвижущей силе полуобмотки основной компенсирующей обмотки и направлена встречно [6].

К недостаткам схемы прототипа следует отнести: значительное усложнение конструкции путевого дроссель-трансформатора вследствие необходимости намотки двух дополнительных обмоток; наличие дорогостоящего резонансного конденсатора большой емкости, рассчитанного на значительные токи и напряжения. Необходимость в большом номинале емкости конденсатора вызвана относительно малой индуктивностью дополнительных обмоток вследствие значительного сечения провода и малой частотой сигнального тока. Низкая добротность колебательного контура вследствие малых частот сигнального и тягового тока (25 и 50 Гц соответственно) приведет к малой эффективности схемы и значительному влиянию компенсирующих обмоток на трансформацию сигнального тока.

Целью изобретения является повышение надежности работы рельсовых цепей за счет защиты аппаратуры от негативного воздействия гармоник тягового тока.

Это достигается тем, что в разностном токовом трансформаторе, подключенном к рельсовым нитям и являющемся составной частью изобретения, на вторичной обмотке формируется ток компенсации, который передается на компенсационную обмотку путевого дроссель-трансформатора и формирует магнитный поток в его сердечнике. Магнитный поток компенсирует составляющую асимметрии в сердечнике и как следствие на дополнительной обмотке дроссель-трансформатора.

Изобретение представляет собой устройство, принципиальная и структурная схемы которого, представлены соответственно на фиг. 1 и 2.

В разрабатываемом устройстве составляющие тягового тока рельсовых нитей пропускаются через одновитковые обмотки дифференциального трансформатора 4 в разных направлениях. Одновитковые обмотки дифференциального трансформатора выполнены из гибкого медного провода сечением не менее 50 квадратных миллиметров для пропуска соответствующих номиналов тяговых токов. Тороидальный сердечник марки ОЛ дифференциального трансформатора выполнен из электротехнической стали. Размеры сердечника могут быть выбраны исходя из требуемой мощности. Вторичная обмотка дифференциального трансформатора выполнена в виде трех-четырех витков медного гибкого провода сечением 10 квадратных миллиметров. Данная обмотка рассчитана на разность тяговых токов, которая по нормативным значениям не должна превышать 50-60 А. Выделенная разность тяговых токов рельсовых нитей поступает в виде тока вторичной обмотки дифференциального трансформатора на компенсационную обмотку 3, намотанную на средней части Ш-образного сердечника дроссель-трансформатора. Компенсационная обмотка наводит в сердечнике дроссель-трансформатора магнитный поток, направленный встречно разностному магнитному потоку, образованному основными полуобмотками 1.

Таким образом, суммарный магнитный поток, образованный составляющими обратного тягового тока в сердечнике дроссель-трансформатора, при любом уровне асимметрии в рельсовых нитях равен нулю. Сигнальный ток с дополнительной обмотки 2 проходит через одновитковые обмотки дифференциального трансформатора в одном направлении и создает суммарное значение напряжения на компенсационной обмотке на частоте 25 Гц. Однако, в силу малости значения сигнального тока (не более 2-3 А) и малого соотношения числа витков первичных и вторичной обмотки дифференциального трансформатора на компенсационной обмотке дроссель-трансформатора выделяется составляющая энергии сигнального тока, не более 10 процентов энергии от энергии основных полубмоток. В результате изменение напряжения сигнального тока на дополнительной обмотке незначительное и может быть нормировано регулировочными устройствами, входящими в состав рельсовой цепи.

Список использованных источников

1. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник - 3-е издание, перераб. и доп. / B.C. Аркатов, Ю.В. Аркатов, СВ. Казеев, Ю.В. Ободовский. - М.: «ООО Миссия-М», 2006. - 496 с.

2. Дмитренко И.Е. Влияние тягового тока на работу рельсовых цепей / И.Е. Дмитренко, В.М. Алексеев // Автоматика, телемеханика и связь. - 1986. - №10. С.10-12.

3. Патент на полезную модель RU 116111. Дроссель-трансформатор. [Текст] / Офенгейм X. Г., Орлов И.Г. - №2012100056/11; заяв. 10.01.2012.

4. Патент на изобретение RU 2616221. Сдвоенный дроссель-трансформатор. [Текст] / Лунев С.А. и др. - №2015148903; заяв. 13.11.2015.

5. Патент на полезную модель RU 131898. Рельсовый дроссель-трансформатор с размагничивающей обмоткой. [Текст] / Шевцова Е.Ю. - №2013111439/07; заяв. 14.03.2013.

6. Патент на полезную модель RU 137247. Компенсирующий рельсовый дроссель-трансформатор. [Текст] / Абусеридзе З.В. - №2013133069/11; заяв. 17.07.2013.

Путевой дроссель-трансформатор с компенсирующим устройством магнитного потока сердечника, отличающийся тем, что содержит дифференциальный трансформатор с тороидальным сердечником и одновитковыми обмотками и компенсационную обмотку, намотанную на средней части сердечника дроссель-трансформатора, позволяющие компенсировать магнитный поток от составляющих тягового тока в рельсовых линиях при наличии асимметрии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относиться к методам регулирования движения поездов. Способ основан на контроле состояний перегонных путевых участков мобильными устройствами, размещенными на локомотиве и между двумя последними вагонами поезда.

Изобретение относиться к методам регулирования движения поездов. Способ основан на контроле состояний перегонных путевых участков мобильными устройствами, размещенными на локомотиве и между двумя последними вагонами поезда.

Изобретение относится к средствам контроля рельсовых цепей в составе системы автоблокировки и системы аппаратуры рельсовых цепей. Модуль содержит формирователь комплексного сигнала, включающий формирователи соответственно сигнала контроля рельсовой линии, сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора сигналов и кодера, который соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, соединенному через усилитель мощности с выходом устройства, в устройство введены последовательно соединенные входной полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, к выходу которого подключены входы блоков обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, измерительного канала и управляемого порогового элемента, выход которого является выходом блока обработки сигналов, при этом генераторы соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН и полосовой фильтр блока обработки сигнала АЛСН выполнены управляемыми, выходы блоков обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН соединены с управляющими входами генераторов соответствующих формирователей сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, входы генераторов, управляющие входы пороговых элементов и полосового фильтра блока обработки сигнала АЛСН подключены к выходу обработчика управляющих команд, соединенного с CAN шиной, каждый формирователь сигналов АЛСН и АЛС-ЕН снабжен полосовым фильтром, через который выход кодера соединен с соответствующим входом сумматора, а усилитель мощности снабжен датчиком выходного тока, выход которого соединен с входным полосовым фильтром.

Изобретение относится к средствам контроля рельсовых цепей в составе системы автоблокировки и системы аппаратуры рельсовых цепей. Модуль содержит формирователь комплексного сигнала, включающий формирователи соответственно сигнала контроля рельсовой линии, сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора сигналов и кодера, который соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, соединенному через усилитель мощности с выходом устройства, в устройство введены последовательно соединенные входной полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, к выходу которого подключены входы блоков обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, измерительного канала и управляемого порогового элемента, выход которого является выходом блока обработки сигналов, при этом генераторы соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН и полосовой фильтр блока обработки сигнала АЛСН выполнены управляемыми, выходы блоков обработки соответственно сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН соединены с управляющими входами генераторов соответствующих формирователей сигнала АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, входы генераторов, управляющие входы пороговых элементов и полосового фильтра блока обработки сигнала АЛСН подключены к выходу обработчика управляющих команд, соединенного с CAN шиной, каждый формирователь сигналов АЛСН и АЛС-ЕН снабжен полосовым фильтром, через который выход кодера соединен с соответствующим входом сумматора, а усилитель мощности снабжен датчиком выходного тока, выход которого соединен с входным полосовым фильтром.

Техническое решение относится к средствам контроля целостности рельсовых нитей. В способе рельсовую линию закорачивают на одном конце шунтом, питание осуществляется от генератора тональной частоты, в качестве шунта используются колесные пары хвостового вагона ХВ; к шунту подсоединяется один вывод генератора, другой вывод которого подсоединяется через две параллельно встречно включенные обмотки контрольного трансформатора КТ к полуосям колесной пары прицепной тележки ТЛ, между которыми установлен изолятор; из-за встречного включения обмоток на третьей обмотке КТ не наводится ЭДС, что указывает на исправное состояние рельсовых нитей; при повреждении одной из рельсовых нитей на третьей обмотке КТ наводится ЭДС - сигнал неисправности рельсовой нити, этот сигнал поступает на вычислительную машину тележки ЭВМТ, которая с помощью приемника ГЛОНАСС ПГЛ фиксирует координату места повреждения и формирует приказ для передачи по радиосвязи на станцию приема; для проверки исправности устройства контроля целостности рельсовых нитей через каждые сто метров к одному из рельсов подсоединяется низкоомный обводной соединитель длиной пять метров, с помощью которого имитируется повреждение рельса, при этом на станцию приема передается информация о координате соединителя, которая воспринимается как сигнал исправной работы устройства контроля целостности рельсовых нитей; принимаемый сигнал позволяет определить координату местонахождения хвостового вагона.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для контроля состояний разветвленной рельсовой цепи. В способе сигнал в рельсовую цепь подают от ее середины, при этом входные сопротивления приемных концов снижают до минимума ~ 0,03 Ом, путевые приемники смежных рельсовых цепей подключают так, чтобы между ними был участок рельсовой линии, на котором чувствуется шунт путевыми приемниками обоих рельсовых цепей, при этом шунтовую чувствительность в середине этого участка обеспечивают не ниже нормативной, а путевой приемник у разветвленной рельсовой цепи - только один, чем обеспечивают повышение шутовой чувствительности благодаря циклическому подключению путевого приемника к ответвлениям разветвленной рельсовой цепи, осуществление контроля состояния всей рельсовой цепи в любой точке наложения поездного шунта благодаря замедлению на притяжение повторителя путевого реле, так как оно возбуждается только после того, как все ответвления свободны от подвижного состава, при этом если хотя бы одно из ответвлений будет занято, то обесточивается путевое реле и его повторитель, причем возбуждение медленно действующего на притяжение повторителя путевого реле происходит только с новым возбуждением путевого реле при условии, что путевое реле будет непрерывно возбуждено в течение времени, превышающего время замедления повторителя.

Изобретение относится к методам контроля состояний станционных рельсовых цепей. В способе к одному концу рельсовой линии подсоединяют путевой генератор, а к другому - путевой приемник, состоящий из полосового фильтра, выпрямителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя станционной ЭВМ, путевые трансформаторы размещают в путевых коробках непосредственно у рельсовых линий РЛ, схемные изолирующие стыки размещают с обеих сторон у крестовины по рельсу, ведущему на отклонение, рельсы за изолирующими стыками соединяют, на границе станции и перегона устанавливают дроссель-трансформаторы для подключения отсосов тягового тока, низковольтные вторичные обмотки путевых питающих и приемных релейных трансформаторов подсоединяют к рельсам, а высоковольтные первичные через электронные ключи - соответственно к жилам кабеля двухпроводной линии питающих концов и двухпроводной линии приемных концов, двухпроводная линия питающих концов используется для поочередного питания рельсовых цепей, питания микроэлектронных приборов путевых коробок, осуществления потактовой и цикловой синхронизации распределителей поста ЭЦ и путевых коробок, задания длительности посылки Тк=3⋅(1/f) - короткая, и ТД=10⋅(1/f) - длинная, где f - частота сигнального тока, для выбора рельсовых цепей, проверка которых осуществляется в каждом цикле, подсоединение путевых трансформаторов к путевому приемнику и путевому генератору осуществляют в заданные интервалы времени, которые определяются с участием распределителей и настроечных перемычек.

Изобретение относится к средствам передачи информации с локомотива на напольные устройства. Для передачи информации предусмотрен локомотивный генератор и локомотивный шлейф, прикрепленный к корпусу локомотива посредством кронштейнов.

Изобретение относится к средствам автоматического регулирования движения поездов. В способе с учетом параметров пути и подвижного состава с участием локомотивной ЭВМ определяют оптимальную скорость движения поезда для каждой точки пути и выводят на экран локомотивного навигатора в виде кривой скорости с отметками мест контроля бдительности, осуществляют подготовку к торможению и начало торможения, определяют место остановки головы поезда, перед участком торможения проверяют наличие нормативного давления в тормозной магистрали, а на участке торможения учитывают за счет увеличения плановой длины тормозного пути: инерционность пневматических тормозов, погрешность приборов, градации веса и скорости поезда, инерционность переключения механических устройств, условия сцепления колеса с рельсом.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для регулирования движения поездов. Система использует информацию, хранящуюся в локомотивной ЭВМ, о планах и профилях путей, путевом развитии станций, марках крестовин стрелок, границах станционных и перегонных рельсовых цепей всего участка следования локомотива в составе поезда; информацию, передаваемую на локомотив по радиоканалу со станции приема, о конфигурации установленного маршрута и информацию со станций, прилегающих к перегону, о количестве свободных впереди лежащих рельсовых цепей на локомотив, включает локомотивную ЭВМ, выполненную с возможностью расчета допустимой скорости Vд движения поезда для каждой точки пути, т.е.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2019-12-03 2020-09-01T11:20:37
Наверх