Панченко Е.А., Гафиатулина Е.С.
НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЙ СИГНАЛ В ЦЕПЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ *
Аннотация:
в работе проведен анализ форм несинусоидального сигнала в рельсовых цепях железнодорожной автоматики. Показаны причины возникновения несинусоидального сигнала и области его применения
Ключевые слова:
несинусоидальный сигнал, железнодорожная автоматика, рельсовая цепь, выпрямитель, трансмиттер, реле
УДК 621.3.01
Панченко Е.А.
студент группы СО221АТС
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
(г. Хабаровск, Россия)
Гафиатулина Е.С.
к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры
«Электротехника, электроника и электромеханика»
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
(г. Хабаровск, Россия)
НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЙ СИГНАЛ В ЦЕПЯХ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ
Аннотация: в работе проведен анализ форм несинусоидального сигнала в рельсовых цепях железнодорожной автоматики. Показаны причины возникновения несинусоидального сигнала и области его применения.
Ключевые слова: несинусоидальный сигнал, железнодорожная автоматика, рельсовая цепь, выпрямитель, трансмиттер, реле.
Несинусоидальный ток – это переменный ток, который изменяется по закону, отличному от закона синуса или косинуса. Причинами возникновения несинусоидальных сигналов могут служить следующие факторы:
Несинусоидальные сигналы с разнообразными формами кривых нашли широкое применение в различных отраслях электротехники: телевидении, радиосвязи, электронике, автоматике. В том числе и в устройствах железнодорожной автоматики. В цепях автоматики и связи несинусоидальные токи лежат в основе принципа действия электротехнических устройств.
Железнодорожная автоматика обеспечивает безопасность движения, повышает пропускную способность узлов и станций. К элементам систем железнодорожной автоматики относятся: реле, рельсовые цепи, стрелочные электроприводы, сигнальные устройства. Рассмотрим использование несинусоидальных кривых в железнодорожной автоматике на примере рельсовых цепей.
Рельсовая цепь — это электрическая цепь, состоящая из источника тока, рельсов, используемых в качестве проводников тока и приемника – путевого реле. Рельсовая цепь является телемеханическим каналом передачи информации в системах автоматической блокировки и автоматической локомотивной сигнализации, датчиком свободности или занятости участка пути подвижным составом, а также позволяет контролировать целостность рельсовых нитей на участке [1].
На базе рельсовых цепей строятся многие системы железнодорожной автоматики и телемеханики: переездная сигнализация, автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия, автоблокировка, централизация стрелочных переводов и сигналов светофоров, системы диспетчерского контроля и другие.
Рельсовые цепи подразделяются на цепи постоянного тока, переменного тока и цепи тональной частоты [2]. Аппаратура рельсовых цепей включает в себя нелинейные элементы, которые являются причиной несинусоидальных кривых. Рассмотрим некоторые компоненты рельсовых цепей, функционирование которых в той или иной степени связано с несинусоидальными кривыми.
В рельсовых цепях постоянного тока для выпрямления переменного тока и снижения напряжения применяются выпрямители типа ВАК (выпрямитель аккумуляторный купроксный). Выпрямительные агрегаты этого типа используются как самостоятельные источники выпрямленного напряжения, так и для совместной работы с батареями из кислотных аккумуляторов для их подзарядки. После преобразования переменного сигнала с помощью выпрямителя на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности, графическое изображение которого представлено в виде несинусоидальной кривой (рис.1).
Рис. 1 Временная диаграмма работы двухполупериодного выпрямителя
Трансмиттеры предназначены для вырабатывания импульсов и кодовых комбинаций. В системах железнодорожной автоматики используют маятниковые и кодовые трансмиттеры.
Маятниковый трансмиттер является датчиком равномерных импульсов тока и применяется для импульсного питания рельсовых цепей постоянного тока, а также для осуществления мигающего режима горения светофорных ламп [3]. Графики кодовых сигналов маятникого трансмиттера представлены на рисунке 2.
Рис.2 Графики кодовых сигналов маятникового трансмиттера
Кодовые путевые трансмиттеры генерируют комбинации импульсов и интервалов, различающихся числом импульсов в кодовом цикле. Эти комбинации называются числовым кодом и используются для передачи информации о свободности участков пути на сигнальные точки и на локомотив движущегося поезда. Информация передается по рельсовым цепям. На рисунке 3 изображён график сигналов кодового путевого трансмиттера КПТШ-5.
Рис. 3 График кодовых сигналов кодового
путевого трансмиттера КПТШ-5
Путевое реле осуществляет контроль состояния рельсовой цепи. При свободной и исправной рельсовой линии путевое реле находится под током, контролируя свободное и исправное состояние цепи и через фронтовые контакты выдает информацию для управления показаниями светофоров автоблокировки или использования при проверке зависимостей в устройствах электрической централизации. При вступлении подвижного состава на рельсовую цепь колесная пара шунтирует ее, ток до путевого реле не доходит, и оно обесточивается. Происходит размыкание фронтовых контактов и замыкание тыловых. На светофоре отключается разрешающее показание и включается запрещающее. Реле является нелинейным элементом и причиной несинусоидальных кривых. Работу реле удобно пронаблюдать по специальным временным диаграммам (рис.4).
Рис.4 Временная диаграмма работы реле
Таким образом, было проанализировано применение несинусоидальных кривых в железнодорожной автоматике на примере элементов рельсовых цепей, работа которых в той или иной мере связана с несинусоидальными сигналами. Выявлено, что функционирование железнодорожной автоматики базируется на использовании несинусоидальных кривых.
В заключение отметим, что на практике ЭДС и токи в той или иной степени чаще всего являются несинусоидальными, так как реальные генераторы не обеспечивают строгой синусоидальной формы кривых напряжения, а наличие нелинейных элементов в цепи искажает форму тока даже при идеальных синусоидальных ЭДС источников. В силовой электроэнергетике несинусоидальные токи вызывают сокращение срока службы изоляции электрооборудования и потери мощности. Поэтому в электроэнергетических системах принимаются меры по снижению несинусоидальности токов и напряжений. Однако в железнодорожной автоматике и связи несинусоидальные кривые являются основой устройства и функционирования большинства приборов и систем, обеспечивая управление безопасностью движения. Грамотная, эффективная и безопасная эксплуатация систем железнодорожной автоматики невозможна без применения несинусоидальных сигналов, и основная задача систем железнодорожной централизации и блокировки заключается в усилении этих сигналов и их передаче с наименьшими искажениями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Panchenko E.A.
student of the SO221ATS group
Far Eastern State Transport University
(Khabarovsk, Russia)
Gafiatulina E.S.
Associate Professor, Associate Professor of
Department «Electroteсhnics, Electronics»
Far Eastern State Transport University
(Khabarovsk, Russia)
NON-SINUSOIDAL SIGNAL IN RAILWAY AUTOMATION CIRCUITS
Abstract: the paper analyzes the forms of a non-sinusoidal signal in rail circuits of railway automation. The reasons for the occurrence of a non-sinusoidal signal and the scope of its application are shown.
Keywords: non-sinusoidal signal, railway automation, rail circuit, rectifier, transmitter, relay.
Номер журнала Вестник науки №3 (60) том 1
Ссылка для цитирования:
Панченко Е.А., Гафиатулина Е.С. НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЙ СИГНАЛ В ЦЕПЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ // Вестник науки №3 (60) том 1. С. 302 - 308. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/7476 (дата обращения: 19.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+