umm_2542_Unlocked_by_www_freemypdf_com

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

В. К. Донцов Т. М. Леванова

СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Екатеринбург

2011

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

В. К. Донцов Т. М. Леванова

СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Системы автоматики, телемеханики и связи

на ж.-д. транспорте» (специальность 190402 – «Автоматика, телемеханика и связь на ж.-д. транспорте»);

«Автоматика, телемеханика и связь на ж.-д. транспорте» (специальность 190701 – «Организация перевозок и управление на ж.-д. транспорте»);

«Устройства автоматики и СЦБ на ж.-д. транспорте» (специальность 280102 – «Безопасность технологических процессов и производств»)

Екатеринбург

2011

УДК 656.25 Д 67

Донцов, В. К.

Д 67 Системы железнодорожной автоматики и телемеханики : метод. указания к выполнению лабораторных работ / В. К. Донцов, Т. М. Леванова. – Екатеринбург : УрГУПС, 2011. – 52 с.

Методические указания предназначены для изучения основных систем железнодорожной автоматики, применяемых на перегонах.

Приведены подробные указания к выполнению лабораторных работ по системам автоматической локомотивной сигнализации, автоблокировки и переездной сигнализации. В каждой лабораторной работе заложены имитации отказов, поиск и анализ которых производят студенты в процессе выполнения работы.

УДК 656.25

Рекомендованы к печати на заседании кафедры«Автоматика и телемеханика на ж.-д. транспорте», протокол № 4 от 10.02.2011 г.

Рецензенты: А. А. Новиков – профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на ж.-д. транспорте», УрГУПС

Учебное издание

Редактор С. В. Пилюгина

Подписано в печать 04.05.11. Формат 60х84/8 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3,2

Тираж 200 экз. Заказ № 46

Издательство УрГУПС 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66

© Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2011

3

4

Лабораторная работа № 1 ИЗУЧЕНИЕ АППАРАТУРЫ, ПРИМЕНЯЕМОЙ В УСТРОЙСТВАХ

АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ

Данный раздел пособия позволяет ознакомиться с устройством, принципом действия и техническими характеристиками трансформаторов, выпрямителей типа ВАК, датчиков импульсов и кодов типа МТ и КПТ.

В качестве сигнальных используются трансформаторы:

СОБС-2; СОБС-2А; СТ-2; СТ-2А; СТ-4,5,6.

Расшифровка обозначения типов трансформаторов:

П– путевой; С – сигнальный; Б – броневой; С – сухой; Р – релейный;

Т– трансформатор; И – для импульсных рельсовых цепей;

2, 3, 5 – порядковый номер типа; 25 – частота; А – видоизменение трансформатора; У – климатические условия; 3 – категория размещения.

Схемы соединения обмоток трансформатора представлены на рис. 1.1.

Напряжение сети подводится к зажимамI1 – I4 . При напряжении 220 В обмотки I включаются последовательно, а при 110 В – параллельно. Все путевые и сигнальные трансформаторы имеют секционированные вторичные - об мотки или несколько вторичных обмоток, что дает возможность получать раз-

5

ные напряжения на выходе за счет различных комбинаций выводов вторичных обмоток или различного их включения(согласованного или встречного). Широкий диапазон напряжений необходим для регулировки рельсовых цепей и для светофорных ламп в условиях их эксплуатации.

ЗАДАНИЕ № 1

1.Ознакомиться с конструкцией представленных на лабораторном столе трансформаторов.

2.Определить по справочнику основные характеристики трансформато-

ров.

3.Полученные данные представить в отчете.

2.Выпрямители

Выпрямительные агрегаты (купроксные или кремниевые) типа ВАК используются в железнодорожных устройствах автоматики и телемеханики как самостоятельные источники выпрямленного напряжения, так и для совместной работы с батареями из кислотных аккумуляторов для их подзаряда. В зависимости от назначения выпрямители делятся на два вида:

путевые – для питания рельсовых цепей напряжением 1,8–2,2 В; сигнальные – для питания линейных и сигнальных цепей напряжением

10,8–13,2 В.

Комплект выпрямителя типа ВАК состоит из трансформатора и выпрямительного столбика, смонтированных на общем основании и хорошо изолированных от корпуса. Трансформатор выпрямителя служит для понижения подводимого к выпрямителю напряжения, а также для регулировки напряжения на выходе в зависимости от нагрузки выпрямителя.

По способу регулировки выпрямленного напряжения различают выпрямители с плавной и ступенчатой регулировкой.

Плавная регулировка напряжения на вторичной обмотке трансформатора и, следовательно, выпрямленного тока достигается при помощи передвигаемой горизонтально или вертикально части магнитопровода, называемой магнитным шунтом. Перемещающийся магнитный шунт изменяет величину магнитного потока, пронизывающего вторичную обмотку, и величину вторичного напряжения (рис. 1.2).

6

Положение магнитного шунта в электрических схемах выпрямителей типа ВАК (на рис. 1.2), показанное сплошной линией, соответствует максимальному магнитному потоку через сердечник вторичной обмотки и, следовательно, максимальному выпрямленному напряжению на выходе. Положение магнитного шунта, показанное на рис. 1.2 пунктиром, соответствует минимальному напряжению на выходе.

Выпрямительные элементы ВАКов с плавной регулировкой собраны по мостиковой схеме из купроксных диодов.

Купроксные диоды имеют ряд недостатков:

а) малое допустимое обратное напряжение на I элемент; б) малый допустимый удельный ток;

в) большое по сравнению с другими типами вентилей прямое сопротивление;

г) малая допускаемая температура перегрева по отношению к окружающему воздуху ( + 30°С).

Однако высокая стабильность электрических характеристик купроксных вентилей, способность выдерживать кратковременные перегрузки и восстанавливаться после пробоя, малая стоимость обусловили их широкое применение в питающих устройствах.

Типы выпрямителей с плавной регулировкой: ВАК-11А; ВAK-11M;

ВАК-13; BAK-13M; ВАК-14; ВАК-14А; BAK-I4M; BAK-I6; ВАК-16А.

В комплект выпрямителя со ступенчатой регулировкой(рис. 1.3) входят трансформатор и выпрямительный мостик, собранный из кремниевых диодов. Вторичная обмотка трансформатора секционирована, что позволяет производить шестиступенчатую регулировку выпрямленного напряжения.

7

Типы выпрямителей со ступенчатой регулировкой: ВАК-13Б; ВАК-14Б; ВАК-16Б.

Кремниевые вентили перечисленных приборов отличаются более высокими эксплуатационными показателями:

а) высокое обратное напряжение; б) незначительный обратный ток;

в) высокая допустимая рабочая температура (+140°С); г) высокий коэффициент полезного действия (99%); д) небольшие габариты и вес.

Недостатком кремниевых вентилей является их малая перегрузочная способность по току, и даже при кратковременном коротком замыкании в цепи нагрузки они выходят из строя.

В последние годы в выпрямителях типовBAK-13B и BAK-I4B кремниевые диоды заменены на селеновые и выпрямители стали называться ВАК-13 и ВАК-14. Электрические характеристики при этом не изменились.

ЗАДАНИЕ № 2

1.Ознакомиться с конструкцией и типом представленных на лабораторном столе выпрямителей.

2.Определить по справочнику их основные характеристики.

3.Представить в отчете типы приборов, электрическую схему и основные технические характеристики.

3. Маятниковый трансмиттер

Маятниковый трансмиттер типа МТявляется датчиком равномерных импульсов тока и используется для импульсного питания рельсовых цепей постоянного тока и ламп светофоров в мигающем режиме.

Основными частями трансмиттера(рис. 1.4) являются магнитопровод с обмотками 1 и жестко насаженные на ось2 якорь 3, маятник 4 и гетинаксовые шайбы 5, 6, 7.

8

При выключенном трансмиттере маятник4 занимает нижнее положение и устанавливает якорь 3 по оси 01 – 02, смещенной относительно магнитной оси М1 – М2 на угол α. Кулачковая шайба 5 замыкает управляющий контакт УК, два других контакта (31-32 и 41-42) при этом разомкнуты.

В момента включения цепи питания трансмиттера ключом Кл по обмоткам течет ток, сердечники намагничиваются и якорь3 под действием магнит-

ной силы поворачивается так, чтобы его ось 0 – 0 совпала с осью М – М .

1 2 1 2

Вместе с якорем поворачиваются маятник и кулачковые шайбы. Вследствие поворота шайбы 5 размыкается контакт УК и выключает ток в обмотках. Якорь под действием маятника отклоняется на некоторый угол в обратном направлении, при этом снова замыкается контакт УК и включается ток в обмотках.

При дальнейшей работе маятник раскачивается до определенной амплитуды, получая в каждом периоде качания толчок за счет энергии магнитного поля катушек трансмиттера.

Маятниковые трансмиттеры применяют двух типов: МТ-l и МТ-2. Трансмиттер MT-1 имеет частоту качания маятника 105±10 колебаний в минуту и создает импульсы 0,24–0,3 с и интервалы 0,23–0,33 с.

Маятник трансмиттера МТ-2 совершает 40±2 колебаний в минуту и создает импульсы 1±0,05 с и интервалы 0,5±0,1 с на контактах 31 - 32 и по 0,75 с на контактах 41 - 42.

Трансмиттеры обоих типов работают при напряжении 12 и 24 В постоянного тока. При напряжении 12 В катушки соединяют параллельно (150 Ом), при 24 В – последовательно (600 0м).

9