Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОФОРОМ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах, а именно к оптическим (визуальным) световым сигнальным устройствам.

Известны устройства управления светофором, у которых питание излучателя осуществляется от источника с невысоким уровнем напряжения, в частности 12 вольт (Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. - С.89, рис.2.11). Недостатком подобных устройств является невозможность централизованного электропитания светофоров на станциях, где расстояние от поста управления до светофора значительно и падение напряжения на жилах кабеля является недопустимо большим.

Известна схема управления светофорами (Патент РФ 2207745. Светодиодный светофор / Б.С. Сергеев, С.А. Щиголев, В.В. Наговицын. МПК Н05В 37/00, B61L 5/18. Опубл. 27.03.2003. Бюл. №18), включающая источник постоянного напряжения и трансформаторы. Недостатком данной схемы является ее сложность и необходимость применения транзисторов и микросхем, надежность функционирования которых при воздействии внешних электрических и электромагнитных воздействий невелика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является схема управления светофором с централизованным питанием от источника переменного напряжения, расположенного на посту управления (Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. - С.210-211, рис.6.4), включающая источники постоянного и переменного напряжения, жилы кабеля, контакты сигнального реле, трансформатор и излучатель.

Недостатком подобной схемы управления является возможность появления эффекта засветки ненадлежащего показания светофора за счет наличия в кабеле емкости между жилами, и при длинных линиях связи между постом управления и светофором затруднителен контроль излучения светофора.

Целью изобретения является исключение эффекта засветки ненадлежащего показания светофора и повышение достоверности контроля его излучения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены третья, четвертая и пятая жилы кабеля, вспомогательное реле, огневое реле и повторитель огневого реле.

Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что в устройство дополнительно введены третий контакт сигнального реле, расположенный на посту управления, вспомогательное реле с первым и вторым контактами, размещенные вблизи светофора, третья жила кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и через третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а второй полюс источника постоянного напряжения соединен с первым полюсом источника переменного напряжения, причем первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле подключены к входам излучателя.

Сущность изобретения по п.2 заключается в том, что в устройство дополнительно введены третий и четвертый контакты сигнального реле, расположенные на посту управления, вспомогательное реле с первым и вторым контактами, размещенные вблизи светофора, третья и четвертая жилы кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму полюсу источника постоянного напряжения, а первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле соединены с входами излучателя.

Сущность изобретения по п.3 заключается в том, что в устройство дополнительно введены повторитель огневого реле и третий и четвертый контакты сигнального реле, расположенные на посту управления, вспомогательное и огневое реле, размещенные вблизи светофора, третья, четвертая и пятая жилы кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму выводу источника постоянного напряжения и через контакт огневого реле и пятую жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки повторителя огневого реле, вторым выводом подключенной к первому полюсу источника постоянного напряжения, а вторичная обмотка трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле и через обмотку огневого реле соединена с входами излучателя.

На фиг.1 представлена схема устройства управления светофором по варианту 1, содержащая расположенные на посту управления 1 источник постоянного напряжения 2 и источник переменного напряжения 3, первый и второй полюсы которого через первый 4.1 и второй 4.2 контакты сигнального реле и через первую 5.1 и вторую 5.2 жилы кабеля 6 соединены с первым и вторым выводами первичной обмотки 7 трансформатора 8, расположенного вблизи светофора 9, то есть в релейном шкафу или в путевой коробке. Первый полюс источника постоянного напряжения 2 через третий контакт 4.3 сигнального реле и через третью жилу 5.3 кабеля 6 подключен к первому выводу обмотки вспомогательного реле 10, второй вывод которой соединен с первым выводом первичной обмотки 7 трансформатора 8, вторичная обмотка 11 которого через первый 12.1 и второй 12.2 контакты вспомогательного реле 10 подключены к входам излучателя 13, причем второй полюс источника постоянного напряжения 2 соединен с первым полюсом источника переменного напряжения.

На фиг.2 представлена схема устройства управления светофором по варианту 2, дополнительно содержащая четвертую жилу 5.4 кабеля 6, соединяющую через четвертый контакт 4.4 сигнального реле второй полюс источника постоянного напряжения 2 с вторым выводом обмотки вспомогательного реле 10.

На фиг.3 представлена схема устройства управления светофором по варианту 3, дополнительно содержащая пятую жилу 5.5 кабеля 6, огневое реле 14 и его контакт 15, повторитель огневого реле 16, причем обмотка огневого реле 14 через контакты 12.1 и 12.2 вспомогательного реле 10 подключена последовательно с излучателем 13 светофора 9 к вторичной обмотке 11 трансформатора 8, а второй контакт вспомогательного реле 10 через контакт 15 огневого реле 14 через пятую жилу кабеля 5.5 и обмотку повторителя огневого реле 16 соединен с вторым полюсом источника постоянного напряжения 2. Контакт 17 повторителя огневого реле 16 является выходным контрольным индикатором излучения светофора.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 1 (фиг.1) работает следующим образом. Если сигнальное реле поста управления 1 находится во включенном состоянии, то его контакты 4.1 и 4.2 замкнуты. В соответствии с этим через жилы 5.1 и 5.2 кабеля 6 на первичную обмотку 7 трансформатора 8 поступает переменное напряжение от источника переменного напряжения 3. При этом от источника постоянного напряжения 2 через замкнутый контакт 4.3 и жилу 5.3 кабеля 6 поступает постоянное напряжение на обмотку вспомогательного реле 10. Так как контакты 12.1 и 12.2 замыкаются, то на излучатель 13 поступает напряжение от вторичной обмотки 11, что соответствует появлению соответствующего разрешающего или запрещающего показания светофора. В качестве излучателя может использоваться или лампа накаливания, или светодиодная матрица с соответствующим выпрямителем.

Выключенное состояние сигнального реле приводит к размыканию его контактов 4.1, 4.2 и 4.3. Этот этап работы схемы должен соответствовать отсутствию напряжения на излучателе. Так как контакты 4.1 и 4.2 разомкнуты, то напряжение на первичную обмотку 7 трансформатора 8 не поступает, а разомкнутое состояние контакта 4.3 приводит к выключению вспомогательного реле 10. В соответствии с этим цепь подачи напряжения на излучатель 13 размыкается в двух местах: на посту правления 1 и непосредственно у излучателя 13. Следовательно, наличие электромагнитных наводок на жилы 5.1 и 5.2 не приведет к появлению излучения светофора.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 2 (фиг.2) работает следующим образом. Здесь выполнена электрическая изоляция цепи управления работой вспомогательного реле 13 от источника переменного напряжения. Изоляция может потребоваться по условиям диагностики сложных электрических и электронных схем поста управления 1. Одновременно подобная реализация устройства повышает безопасность функционирования светофора.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 3 (фиг.3) работает следующим образом. При наличии излучения светофора через обмотку огневого реле 14 протекает ток излучателя 13, что обусловливает замыкание его контакта 15. Это приводит к включению повторителя огневого реле 16 и замыкающийся при этом контакт 17 передаст соответствующий сигнал на устройства контроля и индикации.

Введение огневого реле 14 в цепь вторичной обмотки 11 трансформатора 8 позволяет увеличить разницу токов включенного и выключенного состояния излучателя 13 и исключить негативное влияние шунтирующего действия емкости между жилами 5.1. и 5.2 кабеля 6. В наиболее значительной степени это обстоятельство относится к современным светофорам со светодиодными излучателями, которые потребляют от источника переменного напряжения 3 существенно меньшую мощность и влияние емкости между жилами 5.1 и 5.2 кабеля 6 становится недопустимо большим. Это позволяет значительно, например, до нескольких десятков километров, увеличить длину кабеля 6 от поста управления до светофора 9.

В качестве излучателя 13 может выступать как лампа накаливания, так и светодиодная матрица. Во втором случае огневое реле 14 может включаться в цепь или переменного тока, или постоянного после выпрямителя.

Приведенный принцип реализации устройства может быть применен не только для управления светофорами. Его применение позволяет осуществлять передачу энергии на другие управляемые объекты, например, в системах централизованной автоблокировки.

Таким образом, введение вспомогательного реле 10, которое осуществляет подключение вторичной обмотки трансформатора 8 к излучателю 13 только при появлении соответствующего сигнала от поста управления, исключается влияние емкости между жилами кабеля. Подключение обмотки вспомогательного реле 10 к источнику постоянного напряжения 2 через два контакта 4.3 и 4.4 сигнального реле обеспечивает повышение надежности работы устройства управления светофором. Введение огневого реле 14 во вторичную цепь обмотки трансформатора 8 и передача информации на повторитель огневого реле 16 дает возможность получить достоверный контроль излучения светофора. Эти факторы обеспечивают повышение безопасности движения поездов.