2 Методичка (Аппаратура) (АТС)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра «Организация перевозок и управление на транспорте»

АППАРАТУРА, ПРИМЕНЯЕМАЯ В УСТРОЙСТВАХ СЦБ

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». Специальность – 190701 «Организация перевозок и

управление на транспорте (железнодорожном)»

Новокузнецк

2010

УДК 656. 25 (075)

А

Рецензент Кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой

горных машин СибГИУ В.П.Дмитрин

А Аппаратура, применяемая в устройствах СЦБ: Метод. указ. /Сост.: М.И. Коликов: СибГИУ. – Новокузнецк, 2010. – 17 с., ил.

Цель лабораторной работы – ознакомление студентов с конструкцией и принципом работы аппаратуры (реле, трансмиттеры, транс-форматоры, выпрямители), применяемой в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики.

Предназначены для студентов специальности 190701 – «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)».

2

1 Реле

1. 1 Классификация и обозначение реле

Основным прибором, применяемым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики, является реле. Они подразделяются на два вида: контактные реле, у которых переключающими органами являются контакты, и бесконтактные элементы с переключе- ни-ем в самом элементе за счѐт изменения его электрического или электромагнитного состояния.

В свою очередь контактные реле подразделяются:

–по принципу действия (электромагнитные, электродинамические, индукционные, электротермические);

–по роду питающего тока (постоянного, переменного, постоян- но-переменного или унифицированные);

–по числу позиций контактной системы (двух- и трѐхпозиционные);

–по времени срабатывания (быстродействующие – tср = 0,02

0,03 с.; нормально действующие – tср = 0,15 0,20 с.; медленнодействующие – tср = 1,0 1,5 с.; временные – tср > 1,5 с.);

– по надѐжности действия (реле первого класса надѐжности, у которых отпадание якоря происходит под воздействием собственного веса, и реле низших классов надѐжности, у которых отпадание якоря происходит за счѐт силы нажатия контактных пружин).

Основными параметрами реле являются: tср, tот – время срабаты-

3

вания и отпускания; Iср, Iот – ток срабатывания и отпускания; Uср, Uот – напряжение срабатывания и отпускания; кв – коэффициент воз-

врата.

В данной лабораторной работе рассматриваются электромагнитные реле постоянного тока, подразделяющиеся на нейтральные, поляризованные и комбинированные.

1. 2 Обозначение реле

Реле любого типа состоит из трѐх частей: воспринимающей, промежуточной и исполнительной.

Воспринимающей частью реле является его электромагнитная система.

Исполнительная часть выполняет переключения в цепях. К исполнительной части реле относятся контактные группы реле или контакты.

По выполняемым задачам в управляемой цепи контакты подразделяются на размыкающие (тыловые), замыкающие (фронтовые), переключающие (тройник) и переходные (мостовые).

Условные графические обозначения элементов реле в электрических схемах приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Условные обозначения реле на электрических

	Наименование реле	Условное
		обозначение
	Нейтральное постоянного тока :
	однообмоточное
	с выпрямительным элементом
	с замедлением на отпускание
	Поляризованное
	Комбинированное
	Контакты :
	размыкающие (т)
	замыкающие (ф)
	переключающие (фт)
	переходные

4

схемах

Номенклатурное обозначение реле содержит в себе сведения о принципе действия реле, способе включения, размерах, времени срабатывания, числе контактных групп и т. д.

Первая буква или сочетание двух первых букв в обозначении реле указывает на физический принцип действия реле: Н – нейтральное; П – поляризованное; К – комбинированное; СК – самоу- держива-ющее комбинированное; И – импульсное; ДС – двухэлементное секторное (индукционное переменного тока); А – автоблокировочное.

Конструкция реле обозначается буквами: Ш – штепсельное; Р – с разборным болтовым соединением.

Буква М, стоящая на втором месте в условном обозначении штепсельных реле, указывает на его малогабаритное исполнение. Если на втором месте стоит буква П, то это реле является пусковым;

В– реле имеет выпрямитель.

Умедленнодействующих реле в обозначении имеется дополнительная буква М, у реле с замедлением при помощи термоэлемента – буква Т.

После букв ставится цифра, характеризующая контактную систему штепсельных реле: 1 – реле имеет 8 контактных групп на переключение (8 фт); 2 – реле имеет 4 контактные группы на переключение (4 фт); 3 – реле имеет 2 контактные группы на переключение и 2 замыкающих контакта (2 фт; 2 ф); 4 – реле имеет 4 контактные групп-пы на переключение и 4 замыкающих контакта (4 фт; 4 ф); 5 – реле имеет 2 контактные группы на переключение и 2 замыкающих контакта (2 фт; 2 т).

Второе число, написанное в обозначении реле через тире, указывает на общее сопротивление обмоток при последовательном их включении. Если обмотки включаются раздельно или имеют различное сопротивление, то их сопротивление указывается дробным числом.

1. 3 Нейтральные реле

Нейтральными называются реле, действие которых зависит только от величины магнитного поля и не зависит от направления то-

5

ка в обмотке. Нейтральные реле относятся к двухпозиционным, так как якорь может находиться в двух положениях: притянутом или отпущенном.

		Воспринимающая
		часть нейтрального реле
		или его	электромагнит-
		ная система (рисунок 1)
		состоит из катушки 1 и
		магнитной		цепи. Маг-
		нитная цепь включает в
		себя сердечник 2, ярмо 3
		и якорь 4, к ко-торому
		прикреплены по-движ-
		ные		контактные
		пластины (общие кон-
		такты О).
		При		пропускании
		по обмотке 1 электриче-
		ского тока любого нап-
		равления		происходит
	1 – обмотка (катушка); 2 - сердечник;	намагничивание			сер-
		дечника		2,	которое
	3 - ярмо; 4 - якорь; 5 - поводок.
		вызывает		притяжение
	Рисунок 1 – Устройство нейтрального
		якоря	4.	Вследствие
	реле
		этого		подвижные
		контакты		О,	соеди-

нѐнные с якорем поводком 5, замкнут верхние Ф и разомкнут нижние Т неподвижные контакты.

Нейтральные реле относятся к реле первого класса надѐжности и могут быть использованы во всех схемах, обеспечивающих безопасность движения поездов, без дополнительного схемного контроля отпускания якоря.

1. 4 Поляризованные реле

Поляризованными называются реле, магнитное поле которых образуется в результате взаимодействия магнитных потоков электро-

6

1 – катушки; 2 – сердечник с полюсными наконечниками; 3 – постоянный магнит; 4 – поляризованный якорь.

Рисунок 2 – Схема магнитной цепи и устройство поляризованного реле

магнита и постоянного магнита. Работа поляризованного реле зависит не только от наличия тока в обмотках, но и от его направления.

Воспринимающая часть поляризованного реле (рисунок 2) состоит из катушек 1, постоянного магнита 3 и магнитной цепи, включающей в себя сердечник 2 с полюсными наконечниками и якорь 4.

При отсутствии тока в обмотках реле якорь остаѐтся и удерживается потоками постоянного магнита 3 в том положении, в котором он находился в момент выключения тока. Поток постоянного магнита Фп разветвляется в виде потоков Фп1 и Фп2. При этом благодаря уве-

личению воздушного зазора справа и уменьшению его слева магнитный поток в левом полюсном наконечнике превышает магнитный поток правого полюсного наконечника. За счѐт разности магнитных потоков Фп = Фп1 - Фп2 якорь удерживается в левом положении.

При включении тока магнитный поток Фк, создаваемый катушками 1, всегда в одном полюсном наконечнике складывается с пото-

7

ком постоянного магнита 3, а в другом – вычитается. Для того чтобы якорь перебросился в правое положение, необходимо по обмоткам ка-тушек 1 пропустить ток такой полярности, чтобы магнитные потоки постоянного магнита 3 и катушек 1 складывались в правом полюсном наконечнике и вычитались в левом. После выключения тока якорь ос-таѐтся в этом положении, так как теперь поток Фп2 будет

превышать поток Фп1.

Перекидывание якоря вызывает замыкание соответствующих контактов. Так как после отключения тока положение якоря поляризованного реле не изменяется, то и переключения контактов не происходит.

Считается, что “нормальный” контакт поляризованного реле замкнут с общим контактом, если обмотка 1 реле обтекается током прямой полярности, т. е. плюс батареи соединѐн с плюсовым зажимом поляризованного реле, а минус – с минусовым.

сочетание

системой

1 – катушки; 2 – сердечник с полюсными наконечниками; 3 – постоянный магнит; 4 – поляризованный якорь; 5 – нейтральный якорь.

Рисунок 3 – Схема магнитной цепи и устройство комбинированного реле

8

Нейтральный якорь у комбинированных реле устроен и работает так же, как и у нейтральных реле, т. е. якорь притягивается при прохождении по обмотке 1 тока любой полярности. Переключение поляризованного якоря происходит в зависимости от направления тока в катушках реле.

К комбинированным относятся также самоудерживающие реле типа СКР и СКШ, которые имеют похожую конструкцию, дополненную специальной магнитной системой для удерживания нейтрального якоря в притянутом положении в момент изменения направления тока в основных катушках реле.

Комбинированное реле является трѐхпозиционным, так как может находиться в трѐх состояниях: без тока, возбуждено током прямой или обратной полярности.

2 Трансмиттеры

2. 1 Маятниковые трансмиттеры

Маятниковые трансмиттеры (рисунок 4) применяются для импульсного питания рельсовых цепей в устройствах автоблокировки, а также для управления работой мигающих огней светофоров в системах электрической централизации, автоблокировки и переездной сигнализации.

Основными частями маятникового трансмиттера являются электромагнитная система, ось 3 с якорем 2, кулачковыми шайбами 4, 5 и 6 и маятником 7 и контактная система.

Электромагнитная система состоит из двух сердечников 1 с ка- туш-ками К1 и К2 и полюсными наконечниками, между которыми помещѐн якорь 2. На ось якоря жѐстко посажены маятник 7 и кулачковые шайбы 4, 5 и 6 , которые переключают контакты 8 и 9.При вы- ключен-ном трансмиттере маятник 7 занимает нижнее положение и устанавливает якорь 2 по оси О1 – О2, смещѐнной относительно магнитной оси М1 – М2 на некоторый угол . При таком положении якоря кулачковая шайба 4 замыкает управляющие контакты УК, контактная груп-па 8 и 9 разомкнута.

При пропускании тока по катушкам К1 и К2 якорь 2 под

9

1 – сердечник с полюсными наконечниками; 2 – якорь; 3 – ось; 4, 5, 6 – кулачковые шайбы; 7 – маятник; 8 и 9 – контакты; УК – управляющие контакты; К1 и К2 – катушки.

Рисунок 4 – Схема маятникового трансмиттера типа МТ

действием магнитного поля стремится повернуться так, чтобы ось О1

– О2 совпала с осью М1 – М2. Вместе с якорем поворачиваются маятник 7 и кулачковые шайбы, причѐм шайба 4 разомкнѐт контакты УК и обес-точит трансмиттер. Магнитное поле исчезнет, и якорь под действием веса маятника начнѐт поворачиваться в обратную сторону. При проходе через среднее положение шайба 4 замкнѐт контакт УК, включая катушки трансмиттера. Цикл работы трансмиттера повторится, маятник будет качаться, периодически замыкая и размыкая контакты 8 и 9 и посылая тем самым импульсы тока в управляемые цепи.

10