Приёмник сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой

Приёмник сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к электротехнике и непосредственно к устройствам автоматики и телемеханики железной дороги.

Уровень техники

Аналогами изобретения являются приемные устройства сигналов рельсовой цепи наложения, такие как электронная педаль ЭП-1 совмещающая в себе генератор и приемник. Недостатками этих устройств является непосредственное соединение рельсовой цепи с модулями аппаратуры контроля подвижного состава только через изолирующие трансформаторы, не представляющие особого препятствия для прохождения токов атмосферного перенапряжения, попадающего в рельсовую цепь, приводящих к выходу из строя модулей, поскольку расстояния между обмотками составляют миллиметры, сантиметры. Грубая варисторная защита (ВОЦН, РКН) не может полноценно защитить полупроводниковые элементы схем модулей аппаратуры контроля, поскольку пробой происходит одновременно и по варисторной защите и по полупроводникам модулей, причем напряжение пробоя транзисторов и микросхем в несколько раз меньше установленных варисторов и разрядников. Применение варисторов с более низким порогом напряжения приведет к снижению надежности работы общей рельсовой цепи участка железной дороги, приводя к возникновению временных или постоянных ложных занятостей, препятствующих нормальному движению поездов.

Предложенное изобретение увеличивает защиту электронных модулей аппаратуры контроля подвижного состава от выхода из строя в результате попадания в рельсовую цепь токов атмосферных перенапряжений на 50%, если питание генератора рельсовой цепи осуществляется от модуля аппаратуры контроля. При использовании отдельного от модулей блока питания генератора и изобретенного приемника можно полностью изолировать более дорогостоящую часть аппаратуры от выхода из строя в результате перенапряжении в рельсовой цепи.

В данном изобретенном приемнике при перенапряжении в рельсовой цепи из строя могут выйти только входные электронные элементы, имеющие непосредственное электрическое соединение и подключенные к вторичной обмотке трансформатора Т1, дальнейшее распространение опасного перенапряжения на модули аппаратуры контроля прекращается, поскольку они изолированы от входной цепи световодом, изготовленным из диэлектрика. Выход из строя электронных элементов входной цепи в предложенном устройстве в результате перенапряжений в рельсовой цепи меньше, чем в аналогичных, таких как в приемной части ЭП-1, поскольку нет потенциала аппаратуры, так как произведено разнесение в пространстве электрических цепей приемника и электронных модулей на длину световода. Не защищенными устройствами помимо входной электрической цепи предложенного устройства остаются только генератор рельсовой цепи и его блок источника питания.

На рисунке 1 изображена схема приемника сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой.

Вход устройства подключается к двум рельсам, от которых поступает электрический сигнал генератора при отсутствии подвижного состава, шунтирующего через рельсы вход и выход устройств. Конденсатор С1 и индуктивный дроссель L1 образуют фильтр, настроенный на частоту сигнала генератора. Через изолирующий трансформатор Т1 сигнал поступает на выпрямительный мост из диодов VD1-VD4, преобразующий в постоянное напряжение, пульсации которого сглаживает фильтр на конденсаторе С2. Постоянное напряжение является источником питания светоизлучателя 1, подключенного через ограничительный резистор R1. Светоизлучатель 1 представляет собой полупроводниковый светодиод, светоизолированный от внешней среды, излучающий свет в направлении светопроницаемого торца основания сердечника 3 световода, по которому световой сигнал передается к фотоприемнику 2. Световод служит транспортной средой для светового сигнала, состоит из светопроводящего сердечника из диэлектрического материала 3 и имеет светонепроницаемую оболочку из диэлектрического материала 4 по всей его длине, светопроницаемыми противоположными торцами, основаниями соединен со светоизлучателем 1 и фотоприемником 2.

Световой сигнал, излучаемый из световода, поступает на датчик фотоприемника 2, который представляет собой фототранзистор, светоизолированный от внешней среды, выполняющий функцию ключа в конструкции устройства согласования УС. Наличие устройства согласования УС и его конструкция зависят от конструкции приемной части модуля аппаратуры контроля, отвечающего за прием сигнала рельсовой цепи, и может иметь дополнительный предусилитель, переменный или постоянный резистор регулировки сигнала, а может являться частью модуля аппаратуры контроля подвижного состава. Наличие электрического сигнала во входной цепи приемника и наличие светового сигнала в фотоприемнике 2 приводит фототранзистор в проводящее состояние, сигнализируя об отсутствии подвижного состава на данном участке. Нахождение подвижного состава на участке приводит к шунтированию рельсовой цепи, препятствующее передаче электрического сигнала от генератора к приемнику питающего светоизлучателя 1, и отсутствию светового сигнала в фотоприемнике 2, способствуя нахождению фототранзистора в закрытом состоянии, что сигнализирует о наличии подвижного состава на участке. Длина световода Lc характеризует разнесение в пространстве электрических цепей светоизлучателя 1 и фотоприемника 2, препятствующего переходу опасного перенапряжения из одной электрической цепи в другую.

Приемник сигналов генератора рельсовой цепи наложения со световодной гальванической развязкой, состоящий на входе схемы из фильтра, настроенного на частоту генератора сигнала рельсовой цепи, состоящего из конденсатора и индуктивного дросселя, последовательно соединенных с первичной обмоткой входного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выпрямительному диодному мосту, выпрямленное напряжение, фильтруемое конденсатором, подается через ограничительный резистор на выводы светоизлучателя, светоизлучателя, преобразующего электрический сигнал в световой, светоизолированного от внешней среды и излучающего свет в торец основания светопроводящего материала световода, световода, состоящего из светопроводящего диэлектрического материала сердечника, стенки которого покрыты светонепроницаемой диэлектрической оболочкой по всей его длине с двумя светопроницаемыми торцами - основаниями с противоположных сторон для подключения светоизлучателя и фотоприемника, выполняющего функцию гальванической развязки изолятора от атмосферных перенапряжений между электрическими цепями рельсовой цепи и аппаратуры контроля подвижного состава, фотоприемника, преобразующего световой сигнал от светоизлучателя в электрический светоизолированного от внешней среды и стыкуемого фотоприемной частью со светопроводящим торцом основания световода, электрический сигнал с которого поступает на устройство согласования с модулем аппаратуры контроля подвижного состава.