Исследование схемы управления стрелочными

Электроприводами с электродвигателями постоянного тока.

Цель работы:исследовать схему управления стрелочными электроприводами с электродвигателями постоянного тока.

Оборудование и раздаточный материал:

1. Лабораторная установка "Двухпроводная схема управления стрелкой".

2. Схема - плакаты.

Краткие теоретические сведения.

Двухпроводная схема управления стрелочными электроприводами является наиболее ответственным узлом электрической централизации.

Данная схема применяется с электроприводами, в которых установлен электродвигатель постоянного тока (рис. 1.7).

Схема должна:

1. Обеспечивать перевод и контроль положения стрелки.

2. Исключать перевод стрелки под движущемся составом в случае поступления в электродвигатель тока от другого источника.

3. обеспечить полный перевод стрелки, если при ее переводе в стрелочную секцию вступает подвижная единица.

4. Обеспечить реверсивность управления стрелкой с возможностью возврата стрелки из любого промежуточного положения в исходное.

5. Обеспечивать контроль положения стрелки после ее перевода.

6. Контролировать взрез стрелки и сообщение проводов

Для выполнения выше указанных требований схема управления стрелочными электроприводами содержит управляющую, рабочую и контрольную цепи.

Управляющая цепь предназначена для включения с пульта табло пусковых приборов при выполнении следующих условий безопасности движения: свободности изолированного участка от подвижного состава (фронтовой контакт реле СП), и отсутствия установленного с участием стрелки маршрута (фронтовой контакт реле 3).

Одного из основных требований к работе управляющей цепи заключается в том, что пусковое реле, включающее рабочую цепь электропривода, должно срабатывать от кратковременного импульса независимо от длительности замыкания контактов стрелочной рукоятки или кнопки. После срабатывания оно должно удерживаться в этом состоянии до конца перевода стрелки током, протекающем в рабочей цепи через обмотки стрелочного электродвигателя к источнику питания. Если пусковое реле по рабочему току не блокируется, то оно должно немедленно выключаться и размыкать рабочую цепь. Нарушение этого требования может привести к переводу стрелки под составом в районе местного управления движением с маневровой колонки или вышки. В этом случае при повороте стрелочной рукоятки пусковое реле непрерывно находится под током и замыкает рабочую цепь электродвигателя. При отсутствии достаточно плотного контакта, например, в автопереключателе (АП) привода, стрелка может остаться в прежнем положении, а перевод начнется во время движений поезда по стрелке вследствие восстановления контакта из-за сотрясений. Тем не менее имеется ряд схем, в которых данное требование не выполняется, и пусковое реле находится во включенном состоянии до тех пор, пока нажата управляющая кнопка. Для исключения опасной ситуации в таких схемах применяют автоматическое размыкание рабочей цепи по истечении определенного времени.

Другое требование к управляющей цепи заключается в том, что перевод стрелки, начинающийся при свободном стрелочном участке, должен закончиться даже в том случае, если после его начала на стрелочный участок вступает подвижная единица или выключается питание р.ц. При выполнении этого требования предотвращается сход подвижного состава с рельсов из-за неприжатия остряков до крайнего положения. Для выполнения этого требования свободность стрелочной секции проверяется только в цепи возбуждения пусковых реле. Кроме этого, управление пусковыми приборами не должно зависеть от положения стрелки. Этим обеспечивается возможность выведения остряков из любого положения и независимость перевода стрелки от состояния контрольной цепи. Контакты пусковых приборов должны рассчитаны на коммутацию максимальных токов в рабочей цепи (токи реверсирования стрелочного двигателя), а их положение должно соответствовать положению привода.

Рабочая цепь предназначена для подключения электродвигателя стрелочного электропривода к источнику питания при переводе стрелки. Эта цепь образуется обмотками стрелочного двигателя, контактами АП, линейными проводами и контактами реле пусковой аппаратуры.

Применяются центральное и местное реверсирование стрелочного электродвигателя. При центральном реверсировании изменение вращения якоря достигается переключением контактов пусковых реле, установленных на посту управления, а при местном - контактов, специального реверсирующего реле, размещаемого непосредственно у электропривода в релейном шкафу.

Реверсирование двигателей постоянного тока достигается изменением направления магнитного потока, создаваемого обмотками якоря или статора. Реверсирование асинхронных двигателей трехфазного тока осуществляется переключением фаз в двух обмотках статора.

Питание рабочей цепи может быть центральным, магистральным или местным. При центральном питании реверсирующее реле Р позволяет использовать для рабочей и контрольной цепи общие линейные провода для экономии кабеля, осуществляя при этом последовательный перевод спаренных стрелок; отключать в режиме контроля обмотки стрелочного электродвигателя от линейных проводов для уменьшения вероятности его разворота под действием ЭДС посторонних

источников переменного тока. При магистральном и местном питании рабочие и контрольные цепи не объединяются, и функции реверсирующего реле состоят в подключении электродвигателя к источнику питания для реверсирования его работы.

Применяются следующие способы размыкания рабочей цепи электродвигателя по окончании перевода: контактами АП (самоотключение электропривода в конце перевода стрелки); контактами реле пусковой аппаратуры после замыкания контрольной цепи. Первый способ предотвращает длительную работу электродвигателя на фрикцию независимо от исправности управляющей или контрольной цепей и обеспечивает такой режим, при котором контакты пусковых реле коммутируют токи фрикции только при реверсировании электродвигателя, когда стрелка по какой-либо причине не принимает крайнего положения. Во втором способе всегда коммутируются токи фрикции. Но рабочей цепи фиксирует меньшее число контактов АП, и можно применять бесконтактное переключающее устройство.

К работе рабочей предъявляются следующие основные требования:

- выход из строя любого элемента рабочей цепи должен обнаруживаться не позднее перевода стрелки

- все обмотки стрелочного электродвигателя в нормальном (контрольном) режиме, чем обеспечивается защита электродвигателя от разворота при однополюсных сообщениях с рабочими цепями других стрелок или линейными цепями других путевых элементов ЭЦ; стрелочный электродвигатель, рабочая цепь которого имеет общие линейные провода с контрольной цепью, не должен разворачиваться при протекании по его обмоткам контрольного тока;

- рабочая цепь должна обеспечивать возможность двойного (централизованного и местного) управления стрелкой, перевода спаренных стрелок с их последовательным или параллельным переводом. Рабочую цепь недопустимо объединять с цепями автоматической очистки стрелок, обогрева контактной системы АП и т.п.

-стрелочной электродвигатель должен быть защищен от разворота по действием индуцированных в линеных проводах ЭДС переменного тока, если схема управления электроприводом не контролирует появления в ее линейной части заземлений (это требование распространяется на рабочие цепи удаленных стрелок в зоне влияния цепей, например, при электрической тяге переменного тока). Поэтому схема управления стрелочными электроприводами должна иметь или реверсирующее реле, чтобы отключать обмотки электродвигателя от линейных проводов, или контролировать состояние изоляции рабочей цепи.

Из сказанного следует, что включать в рабочую цепь постоянного тока силовые диоды для использования, например, в качестве реверсирующего органа, недопустимо.

Один из недостатков в работе рабочей цепи постоянного тока заключается в интенсивности разрушении контактов пусковых реле коммутационными токами, которые могут достигать максимальных значений при реверсировании электродвигателя. В связи с этим в рабочей цепи целесообразно использовать

бесконтактные элементы, например, тиристоры, или применять дугогасительные контуры.

Контрольная цепь предназначена для непрерывного контроля всех положений стрелочного электропривода (плюсовое, минусовое, и промежуточное). Наибольшее распространение получили контрольные цепи постоянного тока со схемной и полярной избирательностью и переменного тока с полярной и фазной избирательностью.

Контрольная цепь переменного тока с полярной избирательностью (вентильная контрольная цепь) получила наибольшее распространение. Она имеет индивидуальный источник питания для каждой стрелки и минимальное число линейных проводов (два), которые одновременно могут использоваться и для рабочей цепи. Контрольные реле ОК комбинированного типа включено в оба линейных провода, в которые подается переменный ток от индивидуального трансформатора КТ. Параллельно обмоткам этого реле подключается вентиль, положение которого по отношению к обмоткам реле определяется контактами АП, что и обеспечивает срабатывание контрольного реле от выпрямленного тока плюсовой или минусовой полярности. Двухполюсное отключение вентиля контактами автопереключателя и питание цепи от индивидуального трансформатора обеспечивает надежную защиту контрольного реле от ложного срабатывания при линейных сообщениях.

К контрольным цепям предъявляются следующие требования:

- выход из строя либо элемента контрольной цепи должен обнаруживаться немедленно (все элементы должны обтекаться контрольном током);

- контрольный ток подается к контрольным приборам со стороны АП привода, что обеспечивает защищенность контрольной цепи от срабатываний при обрывах и коротких замыканий линейных проводов;

- если конструкцией АП электропривода допускается вероятность сваривания его контрольных контактов, то в контрольной цепи должны быть защиты от появления в этом случае ложного контроля;

- при нахождении стрелки в среднем положении контрольные приборы должны быть отключены от всех полюсов источника питания (защита от ложных срабатываний при сообщениях в линейных проводах);

- в качестве контрольных органов стрелочного электропривода используются

приборы, для срабатывания которых требуется не менее 800-1000 В (защита от действия продольных ЭДС);

- опасные состояния в контрольной цепи не должны возникать при отказе в работе якоря поляризованного реле, перегорание предохранителей, изменении временных характеристик реле, заземлении линейных проводов, соединении через емкостные сопротивления жил, наведении в линии продольных ЭДС, переходных процессах в любых частях схемы;

- цепь контроля не должна нарушаться при замене двигателя или производстве ремонтных работ в электроприводе (нормально ток не проходит через коллектор стрелочного электродвигателя);

- контрольную цепь не допускается объединять с цепями менее ответственных устройств, а также с рабочей цепью, содержащей элементы, повреждения которых могут вызвать ложное срабатывание контрольного реле.

В вентильной контрольной цепи контрольное реле ОК комбинированного типа обтекается переменным током независимо от положения стрелки, но при обязательном выполнении соотношения напряжений (напряжение на вторичной обмотке трансформатора КТ должно быть не меньше напряжения отпускания реле ОК по переменному току при максимальном напряжении источника питания). Конденсатор в такой схеме исключает замыкание постоянной составляющей выпрямительного тока через низкоомную обмотку трансформатора КТ и резистор, что значительно повышает эксплуатационную надежность схемы. Резистор ограничивает ток в обмотках КТ при коротком замыкании линейных проводов и исключает ложные срабатывания реле ОК от токов переходных процессов, возникающих в контрольной цепи при нахождении стрелки в промежуточном положении.

Переходные процессы могут возникать в результате неплотного прилегания контактов АП и щеток электродвигателя, ослабления зажимов, коммутации контрольной цепи контактами пусковых реле и.т.д., так как напряжение к контрольному реле, но и к образовавшемуся зазору. Чем ниже напряжение источника питания контрольной цепи и выше активное сопротивление (катушек реле ОК и дополнительно выше активное сопротивление в его цепи), тем ниже амплитуда переходного тока.

Если же зазор неизменен (нет сотрясений) и возникает искрение на контактах, то при определенных условиях появляется устойчивый выпрямительный процесс, приводящий к ложному срабатыванию реле ОК. К таким условиям относятся:

- межконтактный зазор должен быть достаточно малым и составлять десятые доли миллиметра;

- искровые пробои должны развиваться в дугу, но только в положительных или отрицательных полупериодах переменного тока (сопротивление зазора при дуге близко к нулю, а при искровых пробоях составляет десятки и сотни Ом).

Ложное срабатывание реле ОК при искровых разрядах предотвращается в контрольной цепи установкой защитного резистора и индивидуального изолирующего трансформатора (при общем трансформаторе защитные резисторы одной схемы могут шунтироваться защитными резисторами другой схемы через емкостное сопротивление жил кабеля). Для этой же цепи параллельно электродвигателю устанавливают конденсатор емкость 4 мкФ, представляющие меньшее сопротивление переменному току, чем "паразитный" зазор между щеткой и коллектором.

Другой недостаток схемы заключается в том, что ложный контроль может возникать из-за перепутывания линейных проводов Л1 и Л2 местами или неправильного подключения блока выпрямителей сопряжения (БВС) при ремонте (эти недостатки исключают следующими методами: в места промежуточных соединений проводов Л1 и Л2 используют наконечники разного диаметра; провода Л1 и Л2 окрашивают в разные цвета; на нулевке надевают "гребенки").

Двухпроводная схема рассчитана на управление одиночными стрелками и стрелками съездов. Для экономии аппаратуры и кабеля схема допускает последовательный перевод стрелок, при котором одни и те же линейные провода используются для обеих стрелок. После срабатывания пусковых реле первой переводится ближайшая к посту ЭЦ стрелка, а по окончании ее провода через контрольные контакты АП замыкается цепь электропривода второй стрелки.

Кроме реле ПК и МК, проверяющих соответствие контактов контрольного и пускового реле, отдельно блоке устанавливается для стрелочного электропривода. В цепи реле ВЗ проверяются охранные стрелки и негабаритные изолирующие стыки.

Двухпроводная схема управления стрелками имеет некоторые эксплуатационные недостатки. Например, в ней может возникать ложный контроль при ошибочном подключении (перепутывании) линейный проводов. В схеме со стрелочно-пусковым блоком из-за большого напряжения в контрольной цепи недостаточна защита от ложного срабатывания реле ОК при выпрямительном процессе на коллекторе. Реализовать в ней защиту невозможно из-за того, что малогабаритное реле НПС может срабатывать через собственный тыловой контакт. Поэтому целесообразно оптимизировать параметры всех приборов схемы, чтобы повысить КПД контрольной цепи.

Рисунок 4.1 - Двухпроводная схема управления стрелкой

Порядок выполнения

1. Проанализировать назначение всех элементов двухпроводной схемы управления стрелкой

2. Произвести перевод стрелки из одного положения в другое и записать состояние реле, участвующих в управлении стрелкой для следующих случаев:

а) стрелка находится в плюсовом положении;

б) стрелка находится в минусовом положении;

в) стрелка переводится с плюса в минус;

г) стрелка переводится с минуса в плюс;

д) стрелка переводится с плюса в минус при неисправной рельсовой цепи;

е) стрелка замкнута в маршруте, перевести в другое положение;

Содержание отчета

1. Укажите назначение всех элементов двухпроводной схемы управления стрелкой.

2. Заполненная таблица (таблица 4.1)

Таблица 4.1 – Состояния реле

№ п/п	Состояние схемы	НПС	ППС	ОК	ПК	МК	З	СП	ВК
А
Б
В
Г
Д
Е

Контрольные вопросы.

1. Охарактеризуйте реле в блоке ПС-220?

2. Сколько стрелок можно перевести помощью блока ПС-220?

3. Какое напряжение подается в рабочую и контрольную цепи?

4. Каково назначение конденсаторов С1 и С2?

5. Каково назначение конденсаторов, устанавливаемых в электроприводе?

6. Опишите работу блока БВС?

7. Где устанавливается блок БВС на спаренной стрелке и почему?

8. Что произойдет, если линейные провода поменять местами?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 3629; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!