Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к управлению движением на железных дорогах, а именно к дистанционному управлению местными приводами стрелок сигналов и тормозных башмаков, установленных на путях.

Известны электроприводы, содержащие электродвигатель 1, соединенный с редуктором 2, который связан с фрикционной муфтой 3, автопереключатель 4, устройство обогрева и освещения 5, установленные в корпусе 6 (Станционные системы автоматики. Рогачева И.Л., Варламова А.А., Леонтьев А.В. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 411 с.).

Для управления электроприводом используется пусковой стрелочный блок ПСТ с пятипроводной схемой управления (Станционные системы автоматики. Рогачева И.Л., Варламова А.А., Леонтьев А.В. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 411 с.).

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство, содержащее устройство коммутации, линейные провода, автопереключатель, электродвигатель, регулятор тока [Патент «УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ» №2333123, РФ, Любшин Денис Анатольевич (RU), Кац Аркадий Борисович (RU)].

Недостатками данного устройства являются:

1. Сложность изготовления трехфазного регулятора тока.

2. Необходимость контроля фаз, так как при пропадании одной фазы электродвигатель выходит из строя.

3. Управляющая аппаратура имеет низкую эксплуатационную надежность и малый срок службы из-за интенсивной эрозии контактов реле рабочим током, особенно при пуске двигателя и его реверсирования из среднего положения.

4. Невозможность обеспечить плавный пуск и останов электродвигателя, регулировку скорости вращения вала электродвигателя, регулировку длительности разгона и торможения.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения надежности стрелочного электропривода путем плавного пуска электродвигателя и защиты от токовых перегрузок.

Поставленная задача возникает при разработке и создании систем управления движением на железных дорогах.

Заявленное устройство строится на основе модуля управления электродвигателем, который состоит из инвертора, силовых ключей и схемы управления. Варианты технического исполнения модуля управления электродвигателем описаны в [Микроконтроллерное управление электроприводом. К.Б. Алексеев, К.А. Палагута, М. - МГИУ, - 2008, - 297 с. Владимир Башкиров. IRAMSxx - интеллектуальные силовые IGBT - модули для электропривода широкого применения. Новости электроники. 2007, №7, с. 14].

Модуль управления электродвигателем обеспечивает:

1. Преобразование постоянного напряжения в три сигнала с широтно-импульсной модуляцией для питания электродвигателя.

2. Плавный пуск и останов электродвигателя.

3. Регулировку скорости вращения вала электродвигателя.

4. Регулировку длительности разгона и торможения электродвигателя.

5. Защиту электродвигателя от токовых перегрузок и короткого замыкания с регулировкой порога срабатывания.

6. Защиту от бросков импульсного тока.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее устройство коммутации, линейные провода, автопереключатель, электродвигатель, введен, модуль управления электродвигателем, первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства являются первый, второй, третий и четвертый входы модуля управления электродвигателем, пятым входом устройства является первый вход устройства коммутации, первый, второй и третий выходы модуля управления электродвигателем подключены ко второму, третьему и четвертому входам устройства коммутации, первый, второй и третий выходы устройства коммутации через линейные провода подключены к первому, второму и третьему входам автопереключателя, четвертый, пятый и шестой выходы устройства коммутации подключены к первому, второму и третьему входам устройства контроля, первым и вторым выходами устройства являются первый и второй выходы устройства контроля.

Функциональная схема устройства представлена на фиг.1.

Устройство состоит из модуля управления электродвигателем 1, устройства коммутации 2, линейных проводов 3_i,_i=1…3, автопереключателя 4, электродвигателя 5, устройства контроля 6.

Первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства являются первый, второй, третий и четвертый входы модуля управления электродвигателем 1. Пятым входом устройства является первый вход устройства коммутации 2.

Первый, второй и третий выходы модуля управления электродвигателем подключены ко второму, третьему и четвертому входам устройства коммутации 2.

Первый, второй и третий выходы устройства коммутации 2 через линейные провода 3_i,_i=1…3 подключены к первому, второму и третьему входам автопереключателя 4. Четвертый, пятый и шестой выходы устройства коммутации 2 подключены к первому второму и третьему входам устройства контроля 6.

Первым и вторым выходами устройства являются первый и второй выходы устройства контроля 6.

Устройство работает следующим образом.

На третий и четвертый входы устройства подается постоянное напряжение питания.

Перед переводом стрелки на пятый вход устройства подается сигнал, разрешающий перевод стрелки, который поступает на первый вход устройства коммутации 2. Получив сигнал на первом входе, устройство коммутации 2 отключает линейные провода 3_i,_i=1…3 от устройства контроля 6 и подключает линейные провода к модулю управления электродвигателем 1.

При переводе стрелки в плюсовое положение на первый вход устройства подается сигнал, который поступает на первый вход модуля управления электродвигателем 1. Модуль управления 1 формирует на своих выходах три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя в прямом направлении, которые через устройство коммутации 2, линейные провода 3_i,_i=1…3 и контакты автопереключателя 4 поступают на электродвигатель 5. Вал электродвигателя начинает вращаться в прямом направлении, переводя стрелку в плюсовое положение. Модуль управления электродвигателем 5 плавно увеличивает обороты двигателя, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя.

При достижении плюсового положения автопереключатель 4:

1) замыкает цепь контроля плюсового положения стрелки;

2) разрывает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в плюсовое положение;

3) замыкает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в минусовое положение.

Ток в линейных проводах 3_i,_i=1…3 становится равным нулю. Устройство коммутации 2 при отсутствии тока в линейных проводах 3_i,_i=1…3 отключает линейные провода 3_i,_i=1…3 от модуля управления двигателем 1 и подключает их к устройству контроля 6. Устройство контроля 6, контролируя состояние автопереключателя 4, выдает на первый выход устройства сигнал, соответствующий положению стрелки в плюсе.

При переводе стрелки в минусовое положение на второй вход устройства подается сигнал, который поступает на второй вход модуля управления электродвигателем 1. Модуль управления электродвигателем 1 формирует на своих выходах три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя в обратном направлении, которые через устройство коммутации 2, линейные провода 3_i,_i=1…3 и контакты автопереключателя 4 поступают на электродвигатель 5. Вал электродвигателя начинает вращаться в обратном направлении, переводя стрелку в минусовое положение. Модуль управления электродвигателем 5 плавно увеличивает обороты двигателя.

При достижении минусового положения автопереключатель 4:

1) замыкает цепь контроля минусового положения стрелки;

2) разрывает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в минусовое положение;

3) замыкает цепи питания электродвигателя 5 для перевода в плюсовое положение.

Ток в линейных проводах 3_i,_i=1…3 становится равным нулю. Устройство коммутации 2 при отсутствии тока в линейных проводах 3_i,_i=1…3 отключает линейные провода 3_i,_i=1…3 от модуля управления двигателем 1 и подключает их к устройству контроля 6. Устройство контроля 6, контролируя состояние автопереключателя 4, выдает на второй выход устройства сигнал, соответствующий положению стрелки в минусе.

Таким образом, при подаче сигнала на первый вход устройства происходит перевод стрелки в плюсовое положение, а при подаче сигнала на второй вход происходит перевод стрелки в минусовое положение.

Наличие в данном устройстве управления стрелочным электроприводом плавного пуска электродвигателя и защиты от токовых перегрузок делают его весьма перспективным при управлении движением на железных дорогах.