Для чего нужна самоудерживающая обмотка реле нпс и как она работает
Требования к управляющей цепи
Схема управления стрелочным электроприводом
Основные узлы неврезного электродвигателя
1. Двигатель (является реверсивным, т.е. вращается в обе стороны).
· Трехфазные двигатели переменного тока.
Реверсивная работа двигателя постоянного тока достигается подачей различной полярности подаваемого тока.
Сдвиг проводов в трехфазных двигателях переменного тока составляет 120 градусов. Имеет 3 фазы A, B, C.
Реверсивная работа трехфазного двигателя переменного тока достигается за счет смены фаз на двух обмотках из трех.
2. Узел механической передачи
— передача механической энергии от вала электродвигателя на шибер и через тяги на остряки стрелки.
1 – неподвижные диски
2 – подвижные диски, связанные с корпусом фрикции.
6 – регулировочный винт
При нормальном переводе стрелки усилие двигателя меньше усилия фрикции. При попадании постороннего предмета между остряком и рамным рельсом усилие двигателя превосходят усилия двигателя диски расщепляются и двигатель работает в холостую.
Контролируется устройством УКРУП (устройство контроля регулировки усилия перевода стрелки).
4. Запирающий механизм
Для перевода стрелки данный механизм осуществляет следующие действия:
· зацепление зубьев шестерни и шибера.
· рабочий ход шибера
· запирание в крайнем противоположном положении
Схема управления стрелочными электроприводами относится к числу наиболее ответственных.
Функции:
1. Перевод из одного крайнего положения в другое, незамкнутой в маршруте и незанятой подвижным составом стрелки.
2. Перевод стрелки из промежуточного положения в любое крайнее.
3. Контроль фактического положения стрелки.
На ЖД применяются следующие схемы:
· Двухпроводная. Для управления электроприводом с двигателем постоянного тока.
· Пятипроводная. Для управления электроприводом с трехфазным двигателем переменного тока.
· Для электрических централизаций с местными питанием применяется четырехпроводная система управления стрелочным электродвигателем с двигателем постоянного тока.
Любая схема управления должна содержать следующие цепи:
Управляющая цепь предназначена для включения с пульта управления пусковых приборов стрелочного электропривода.
· Реле НПС (нейтральное пусковое стрелочное);
· Реле ППС (поляризованное пусковое стрелочное).
Реле НПС выполняет две функции:
1. В начале перевода отключается контрольная цепь и замыкается рабочая цепь. В конце перевода размыкается рабочая и замыкается контрольная цепь.
2. Проверка наличия тока в рабочей цепи в течение всего времени перевода стрелки.
Реле ППС выполняет функции:
1. Определяет направление перевода стрелки.
1. В управляющей цепи проверяется следующее условие безопасности движения поездов – к контактам СП свободность изолированного стрелочного участка от подвижного состава. И к контактам З отсутствие установленного с участием данной стрелки маршрута. Кнопка ВК осуществляет перевод стрелки без проверки свободности стрелочного участка;
2. Пусковое реле, включающее рабочую цепь электропривода, должно срабатывать от кратковременного импульса независимо от длительности замыкания контактов стрелочной кнопки или рукоятки. После срабатывания оно должно удерживаться в этом состоянии до конца перевода стрелки током, протекающим в рабочей цепи;
Алгоритм работы цепи:
2.1 После нажатия рукоятки срабатывает реле НПС;
2.2 Через контакт реле НПС сработало реле ППС;
2.3 Своим контактом реле ППС обрывает цепь питания реле НПС по верхней обмотке;
2.4 Реле НПС до конца перевода стрелки получает питание по нижней обмотке до конца перевода стрелки.
3. Перевод стрелки, начинающийся при свободном стрелочном участке должен заканчиваться даже в том случае, если после его начала на стрелочный участок ступает подвижная единица или выключается питание рельсовой цепи;
4. Управление пусковыми приборами не должно зависеть от положения стрелки.
Схемы управления стрелками (стр. 5 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 |
При переводе стрелки в нормальное плюсовое (положение) нажимается кнопка П, включается реле НПС, В, и по обмотке 4-2 реле ППС получает прямую полярность. В линейных проводах устанавливается последовательность фаз А, В,С или прямая последовательность.
На прямую или обратную последовательность фаз в линейных проводах реагирует трехфазное фазочувствительное реверсирующее реле Р, установленное в путевом ящике у стрелочного электропривода. Оно предназначено для того, чтобы при пуске привода подключать к линейным проводам обмотки электродвигателя, а после перевода стрелки – блока БСВ. Так, при последовательности фаз в линейных проводах В, А, С, что соответствует переводу стрелки на минус, реле Р замыкает свои переведенные контакты, подключая провод Л1 через 11-12 контакт автопереключателя к обмотке С1-С6 электродвигателя, а провод Л2 через 13-14 контакт к обмотке С3-С5. Происходит перевод стрелки.
Первоначальная цепь включения реле НПС существует кратковременно, так как она обрывается контактом реле ППС после его переключения. Собственное замедление на отпускание якоря реле НПС (примерно 300 мс) позволяет сработать реверсирующему реле Р и закончиться переходному процессу нарастания тока в обмотках двигамс). В дальнейшем реле НПС удерживает свой якорь в притянутом положении за счет напряжения, возникающего на выходе фазоконтрольного блока ФКБ при протекании рабочего тока по всем трем линейным проводам (так называемая блокировка пускового реле по рабочему току). Это необходимо для контроля фактического замыкания рабочей цепи по всем трем фазам.
Фазоконтрольный блок содержит три одинаковых трансформатора тока Т1-Т3 и выпрямительный мост Д1-Д4. Первичные низкоомные обмотки трансформаторов включены в рабочую цепь электродвигателя стрелочного электропривода. Вторичные высокоомные обмотки соединены между собой последовательно и согласно, образуя разомкнутый треугольник, на выходе которого через выпрямительный мост включена блокирующая обмотка реле НПС. Трансформаторы Т1-Т3 рассчитаны таким образом, что при протекании по токовым обмоткам переменного тока величиной 0,8 А и более их магнитопроводы насыщаются, что приводит к возникновению несинусоидальных магнитных потоков, содержащих кроме основной, главным образом, третью гармонику. Нечетные гармонические составляющие более высокого порядка имеют незначительную амплитуду и не оказывают существенного влияния на работу фазоконтрольного блока. Во вторичных обмотках трансформатора будут индуцироваться ЭДС, которые также содержат основную и третью гармонику.
При последовательном соединении вторичных обмоток сумма основных (первых) гармоник ЭДС, сдвинутых друг относительно друга на 120о, равна нулю:
Третьи гармоники, совпадающие по фазе во всех трех трансформаторах, составляют напряжение Uk, равное
Uk = eA3 = eB3 + eC3 = 0,
которое через выпрямительный мост поступает на высооомную (1500 Ом) обмотку реле НПС. Временная диаграмма, поясняющая работу фазоконтрольного блока, приведена на рис. 8.
При обрыве одной из фаз напряжения вторичных обмоток двух оставшихся под током трансформаторов оказываются направленными навстречу друг другу, поэтому напряжение на выходе ФКБ становится равным нулю.
Преимуществом схемы с центральным реверсированием является отсутствие реверсирующего реле, что повышает ее надежность и быстродействие, однако по расходу кабеля она менее экономична.
Рис. 8. Временная диаграмма работы фазоконтрольного блока
3.2. Схема управления стрелками с электроприводом
переменного тока с центральным реверсированием
В системе БМРЦ находит всё более широкое применение схемы управления стрелками с электроприводом переменного тока. В электроприводе переменного устанавливают трёхфазный асинхронный электродвигатель МСТ-0,3( МСТ-0,6) с короткозамкнутым ротором.
Особенностью схемы перевода стрелки является образование цепи, удерживающей обмотки реле НПС на время перевода стрелки. Первоначально реле НПС возбуждается по обмотке 2-4 и с момента начавшегося перевода получает питание по удерживающей обмотке 1-3, включенной в цепь рабочего тока. С момента начавшегося перевода стрелки напряжения на удерживающую обмотку реле НПС подаётся от фазоконтрольного устройства БФК.
При протекании по токовым обмоткам трансформаторов Т1-Т3 блока БФК переменного тока 0,8 А за счет насыщения их магнитопроводов во вторичных обмотках появляется напряжение основной и третьей гармоник. Во вторичных обмотках, сдвинутых друг относительно друга на 120 градусов, появляется напряжение основной ЭДС, равное нулю.
Напряжение третьих гармоник суммируется, и общее напряжение через выпрямительный мост подаётся на удерживающую вспомогательную обмотку реле НПС. Это реле удерживает якорь притянутым на всё время перевода стрелки. При обрыве одной из фаз вторичные обмотки работающих трансформаторов оказываются включенными встречно, и сумма напряжений на выходе блока БФК становится равной нулю. Реле НПС включается, отпускает нейтральный якорь и размыкает рабочую цепь, предотвращая этим работу по двум фазам. После перевода стрелки контактами автопереключателя отключается питание электродвигателя по фазам С1Ф, С2Ф, фаза С3Ф отключается только контактами реле НПС.
Контрольная цепь пятипроводной схемы аналогична контрольной типовой двухпроводной схеме, но имеет более высокую ступень защищённости от опасных отказов.
Для контроля положения стрелки использовано реле ОК, подключенное контактами реле ППС и линейными проводами Л1 и Л3 или Л2 и Л4.
При плюсовом положении стрелки реле ОК возбуждено током прямой полярности. Выпрямительный столбик БВС подключен к проводам Л1и Л2 через контакты автопереключаАП и 31-32АП. После перевода стрелки в минусовое положение реле ОК возбуждается током обратной полярности, выпрямительный столбик БВС подключен к проводам Л3 и Л4 через контакты автопереключаАП и 23-24АП.
Включение реле 1ПК и 1МК сделано по схеме совпадения через контакты реле ОК и ППС по типу двухпроводной схемы. В контрольной цепи исключен такой недостаток, как получение ложного контроля положения стрелки при ошибочном включении линейных проводов или контрольного блока БВС, а также случайного переключения поляризованного якоря реле ОК. Последовательно включенный резистор R(1кОМ) и конденсатор С (10мкФ) в блоке БК надежно защищают реле ОК от ложных срабатываний при переходных процессах, возникающих в случае перемежающего короткого замыкания линейных проводов стрелки, находящейся в промежуточном положении.
На рис. 7 показаны выводы фазовых обмоток статора и установка перемычек на клеммной панели электродвигателя на напряжение 100/110В при включении «звездой» и треугольником. Электродвигатели на напряжения 330/190в включают аналогично. Трехфазные электродвигатели, в сравнении с электродвигателями постоянного тока, более надёжны и проще в обслуживании из-за отсутствия коллектора и щеточного узла.
Принцип работы пятипроводной схемы управления стрелкой.
Назначение и технические данные.
На железных дорогах сети применяются стрелочные электроприводы с электродвигателями трехфазного тока. По сравнению с электродвигателями постоянного тока они благодаря отсутствию коллектора и щеточного узла более надежны, требуют значительно меньшего ухода, межремонтный срок их службы в 3-4 раза больше.
В связи с дополнительными требованиями к схеме управления стрелочными электроприводами трехфазного тока (отказ от напольного реверсирующего реле, защита от перепутывания линейных проводов и др.) число линейных проводов увеличено до пяти.
В схеме управления стрелочным электроприводом трехфазного тока с центральным питанием пусковые стрелочные реле ППС типа ПМПУШ-150/150 и НПС типа ПМПШЗ-1500/220 обеспечивают коммутацию рабочих и контрольных цепей, а реле НПС, кроме того, и контроль протекания рабочего тока электродвигателя при переводе стрелки.
Блок фазового контроля БФК типа ФК-75 размещен в корпусе реле НМШ и имеет три трансформатора Т1-Т3 типа РТ-3, выпрямитель типа КЦ402Д, конденсатор С1 типа МБМ-160В емкость 0,25 мкФ и два диода VD типа КД205Д в цепи обмоток реле ППС.
Блок БФК предназначен для блокировки реле НПС при протекании рабочего тока по трем фазам рабочей цепи во время перевода стрелки, а в случае отсутствия рабочего тока в одной из фаз- для снятия блокировки с реле НПС и размыкания своими контактами рабочих цепей стрелочного электропривода.
Первичные низкоомные обмотки трансформаторов Т1-Т3 включены в линейные провода рабочих цепей стрелки. Вторичные обмотки соединены последовательно и через выпрямитель подключены к высокоомной обмотке 1-3 реле НПС. К выводам вторичных обмоток трансформаторов подключен конденсатор С1, который за счет резонансного эффекта повышает напряжение на выходе блока до значения, необходимого для надежного удержания якоря реле НПС по обмотке блокировки.
Контрольная цепь схемы стрелки получает питание от блока контроля БК типа БК-75, в котором имеются стрелочный однофазный трансформатор Т4 типа СКТ-1, резистор R типа ПЭ-50 сопротивлением 1 кОм и конденсатор С2 типа МБГЧ емкостью 10 мкФ на напряжение 250 В.
Принцип работы пятипроводной схемы управления стрелкой.
При повороте стрелочной рукоятки срабатывает нейтральное пусковое стрелочное реле НПС, а затем через его контакт- поляризованное пусковое стрелочное реле ППС. Контактами этих реле замыкается цепь электродвигателя, и стрелка переводится.
Во время перевода стрелки напряжение на блокирующую обмотку 1-3 реле НПС подается с блока БФК. Переменный рабочий ток стрелки, протекающий по первичным обмоткам трансформаторов, равный 0,8А и более, насыщает магнитопроводы трансформаторов, вследствие чего их магнитные потоки несинусоидны и содержат, кроме основной, и третью гармонику. Во вторичных обмотках трансформаторов возникают э. д. с. индукции, которые также содержат основную и третью гармоники, при этом сумма основных гармоник, сдвинутых относительно друг друга на 120 градусов, равна нулю. Третьи же гармоники совпадают по фазе и дают суммарное напряжение, которое подается на высокоомную блокирующую обмотку реле НПС через диоды выпрямителя. В случае обрыва одной из фаз вторичные обмотки двух работающих трансформаторов оказываются включенными встречно и сумма их напряжений на выходных зажимах блока БФК становится равной нулю. Реле НПС лишается тока и своими контактами размыкает рабочую цепь электродвигателя, электропривода, предотвращая его работу от двух фаз.
После перевода стрелки контактами автопереключателя электродвигателя по фазам С1Ф и С2Ф. Реверсирование электродвигателя осуществляется контактами реле ППС, которые для изменения направления вращения ропора меняют подключение фаз С1Ф и С2Ф к обмоткам статора.
2.1. Контрольная цепь схемы стрелки.
Плюсовой и минусовой контроль положения стрелки зависит от полярности подключения контрольного реле К контактами реле ППС к линейным проводам Л1 и Л3 или Л2 и Л4. Это снижает возможность получения ложного контроля положения стрелки при ошибочном подключении линейных проводов или контрольного блока БВС, а также непереключении поляризованного контакта контрольного реле К.
Резистор R и конденсатор С2, включенные последовательно, надежно защищают контрольное реле К от ложных срабатываний при переходных процессах, возникающих в результате перемежающего короткого замыкания линейных проводов стрелки, находящейся в промежуточном положении.
3. Неисправности и методы их устранения.
Основными неисправностями в пятипроводной схеме управления стрелкой являются отказы в работе электропривода:
— потеря контакта в автопереключателе;
— излом контактных и ножевых колодок автопереключателем.
Для исключения подобных отказов требуется регулировка врубания ножей автопереключателя в контакты, регулировка контактных пружин, систематическая чистка контактов автопереключателя. Для исключения обледенения контактов в зимнее время требуется оборудование стрелочного привода электрообогревом.
Двухпроводная схема управления стрелочным электроприводом СП-6
Остальные реле установлены на посту ЭЦ. Пост ЭЦ и путевой ящик соединены между собой двумя проводами Л1 и Л2. Путевой ящик соединен со стрелочным электроприводом с помощью пяти проводов. Стрелка, показанная на рис.1, находится в плюсовом положении. Перевод стрелки в минусовое положение осуществляется поворотом стрелочного коммутатора в положение “-“, в результате чего замыкается цепь возбуждения управляющего стрелочного реле НПС. Проверяются требования безопасности: отсутствие замыкания стрелки в маршруте (реле З) и свободность изолированного участка (реле СП), в который входит стрелка. Через поляризованный контакт реле ППС, находящийся в нормальном положении, встает под ток реле НПС по обмотке 4-2 (верхняя).
Прибор обнаружения неисправных аварийных букс (ПОНАБ)
Общий принцип работы ПОНАБ-3 заключается в восприятии чувствительными элементами (приемниками) импульсов инфракрасной энергии, преобразовании их в электрические сигналы, усилении последних и выделении по определенным критериям сигналов от перегретых букс, формировании, передаче и регистрации информации о наличии и расположении таких букс в поезде.
В состав аппаратуры ПОНАБ-3 входит напольное, постовое и станционное оборудование.
Напольное оборудование включает: напольную камеру левую НКЛ и правую НКП, четыре датчика прохода колес Д1—Д4, рельсовую цепь наложения РЦН и две соединительные муфты СМ.
Напольная камера содержит узконаправленную оптическую систему, приемник инфракрасного излучения (болометр), предварительный усилитель сигналов, запирающую заслонку и другие элементы конструкции.
Датчики Д1—Д4 вырабатывают электрические сигналы при проходе колесных пар подвижных единиц в зоне их размещения. Сигналы от датчиков подаются через соединительные муфты к устройствам постового оборудования.
Рельсовая цепь наложения предназначается для выработки команд управления в момент захода и удаления поезда из зоны контроля ПОНАБ-3.
Постовое оборудование ПОНАБ-3 включает: блок управления БУ, два усилителя сигналовУ, два устройства логической обработки сигналов УЛОС, два формирователя сигналов ФС1 и ФС2, блок отметчика вагонов БОВ, блок управления передачей БУП, блок запоминающего устройства БЗУ, блок счета вагонов БСВ, электронный передатчик кода ЭПК. и передатчик частотно-манипулированных сигналов ПЧМС.
В станционное оборудование входит: приемник частотно-манипулированных сигналов ПрЧМС, электронный приемник кода ЭПрК, блок контроля БК, печатающее устройство ПУ, пульт оператора ПО и устройства сигнализации УС.
Электронный приемник кода предназначен для приема кодовых комбинаций и выдачи их на печатающее устройство. Блок БК контролирует уровень сигнала в канале связи, наличие поезда на участке напольного оборудования, а также управляет работой пульта оператора.
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Иркутский государственный университет путей сообщения
Отчет по лабораторной работе №2
«Исследование схем управления электроприводами ГАЦ»
Выполнил: ст. гр. АТС-05-1
Цель работы: исследование функционирования аппаратуры управления стрелочных приводов, применяемых в системах горочной автоматической централизации.
Горочная автоматическая централизация обеспечивает перевод стрелок по маршрутам скатывания отцепов. Особенностью ГАЦ является то, что стрелки в маршрутах не замыкаются и их положение не увязывается с показаниями горочного светофора, при помощи которого регулируется скорость роспуска составов. Для уменьшения длин рельсовых цепей и времени перевода стрелок на горках применяют стрелочные переводы с маркой крестовины 1/6, что позволяет выделять стрелочные и межстрелочные изолированные секции, длина которых не превышает 12,5 м, и быстродействующие стрелочные электроприводы типов СПГ-3, а так же вновь осваиваемые СПГБ-4. Ускоренный перевод стрелок указанных электроприводов достигается установкой редуктора, имеющего меньшее передаточное число. Время перевода горочной стрелки составляет 0,6 с. В приводе типа СПГБ-4 установлен бесконтактный автопереключатель.
Непосредственное управление переводом и контроль положения стрелок осуществляется в системе ГАЦ стрелочными управляющими блоками типа СГ-66 с электроприводами СПГ-3 (рис. 1) и вновь осваиваемые блоками СГ-76М с электроприводами СПГБ-4 (рис. 2).
В схеме на рис. 1. применены нейтральное пусковое стрелочное реле НПС, поляризованное пусковое реле ППС, контрольное реле плюсового ПК и минусового МК контроля положения стрелки и реле автовозврата АВ ( имеет замедление на отпадание 1,2 – 1,8 с), что достигается подбором конденсатора С1 и резистора R3. Избыточное напряжение гасится на резисторах R1 и R2. В рабочей цепи дублируются монтажные провода и контакты блока, что снижает вероятность остановки стрелки в среднем положении из-за обрыва проводов или потери контакта. Наличие двух предохранителей, переключаемых контактом реле ППС, позволяет вернуть стрелку в исходное положение в случае перегорания одного из них во время работы электродвигателя на фрикцию.
При ручном управлении стрелки переводятся путем поворота стрелочной рукоятки в плюсовое или минусовое положение. В автоматическом режиме работы рукоятка должна находиться в среднем положении, а пусковые цепи замыкаются контактами соответствующих сортировочных реле ГАЦ.
На рис.1 состояние приборов соответствует плюсовому положению стрелки.
После поворота стрелочной рукоятки или замыкания соответствующих контактов сортировочных реле. Сначала срабатывает НПС, затем ППС. в результате замыкается цепь рабочего тока, который протекает по низкоомной (удерживающей) обмотке реле НПС, обеспечивая замыкание рабочей цепи на все время перевода стрелки и доведение остряков до крайнего положения, если на стрелочную цепь ступит отцеп. В начале перевода стрелки размыкаются контакты автопереключателя, выключая контрольную цепь, и замыкаются рабочие контакты, чем подготавливается цепь перевода стрелки в первоначальное положение. В конце перевода размыкаются рабочие контакты автопереключателя, обмотка двигателя и реле НПС отключаются и через контрольные контакты замыкается контрольная цепь.
Реле АВ служит для возвращения стрелки в первоначальное положение только при автоматическом режиме роспуска, если не осуществился полный перевод стрелки. В исходном состоянии АВ получает питание через контакты контрольных реле. Если в течение заданного времени не будет получен контроль нового положения стрелки, то реле АВ выключится, и его контакты включат реле ППС для реверсирования двигателя. Работа схемы допускается только при свободном участке, поэтому на время его занятости реле АВ получает питание через контакт реле СП.
Отличительная особенность горочных быстродействующих стрелочных электроприводов – ускоренный перевод стрелок и в связи с этим потребление значительных мощностей, что приводит к резкому возрастанию токов при пуске, реверсировании и переводе стрелок. В этих условиях резко уменьшается коммутирующая способность и технический ресурс типовой пусковой аппаратуры. Поэтому большое распространение получают схемы с бесконтактными элементами, например, блок СГ-76М (рис. 2).
В нормальных условиях коммутация рабочей цепи осуществляется бесконтактными приборами, в аварийных ситуациях выключение и реверсирование электропривода могут выполняться контактами реле. Должно обеспечиваться двухполюсное отключение рабочей и контрольной цепей, содержащей бесконтактные приборы, от источников питания с наличием физического промежутка, т. е. контактами реле, а при работах на стрелке – блок-контактом.
Если команда на перевод стрелки не привела к включению электропривода, предпочтителен сброс команды. Рабочие и контрольные цепи должны исключать возможность получения ложного контроля при перепутывании местами линейных проводов или их однополюсных соединений между собой.
Электропитание управляющей цепи блока СГ-76М (рис. 2) осуществляется постоянным током от контрольной батареи напряжением 24В, рабочей цепи – постоянным током напряжением 220В и контрольной цепи – переменным током напряжением 30В.
В состав блока входят два тиристорных коммутатора ТК1 и ТК2 для бездугового включения плюсового ТК1 и минусового ТК2 направления перевода, а так же выключения его после получения контроля положения стрелки.
Нейтральное управляющее реле НУС, контролирующее свободность участка, обеспечивает двухполюсное отключение цепи.
Поляризованное управляющее реле ПУС выбирает тиристорный коммутатор, соответствующий направлению перевода.
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).