Качественно новым при питании фазочувствительных цепей 25 Гц является применение двух делителей частоты типа ПЧ-50/25 для построения двухфазной системы питания, векторы напряжений которой имеют относительный фазовый сдвиг 90°. При питании рельсовых цепей необходимо, чтобы векторы этих напряжений были жестко связаны по фазе, поскольку работа фазочувствительных приемников обеспечивается только в том случае, если вектор напряжения местного элемента реле опережает вектор напряжения путевого элемента. Однако, как уже упоминалось, фазы колебаний в контурах делителей частоты с равной вероятностью могут принимать значения 0° или 180°. Поэтому разработаны специальные схемы фазирования выходных напряжений делителей частоты.
Исследования показывают, что напряжения на входе и выходе делителя частоты весьма жестко связаны между собой по фазе, причем в общем случае в делителе частоты имеет место следующая зависимость: ΔθВЫХ =0,5ΔθВХ (ΔθВЫХ, ΔθВХ — относительное изменение фазы напряжения на входе и выходе делителя частоты). Из этого выражения видно, что при изменении фазы на входе, например, на 180° фаза напряжения на его выходе изменится на 90°. Следовательно, от одного делителя частоты можно получить четыре устойчивых режима генерации 25 Гц (рис. 3.1.1): два режима при данной фазе частоты накачки и два аналогичных при смене этой фазы на 180°. Из четырех вариантов генерации главными являются два, при которых между напряжениями существует фазовый сдвиг 90° (отстающий и опережающий векторы могут меняться местами).
Если два автономных делителя частоты включить в сеть 50 Гц таким образом, чтобы фазы напряжений на их входе отличались на 180°, то векторы выходных напряжений 25 Гц будут иметь фазовый сдвиг 90° (или 270°). Возможность получения квадратного сдвига между напряжениями делителей частоты была использована при разработке блока двухфазовой системы питания рельсовых цепей 25 Гц.
Рис. 3.1.1 Диаграмма режимов генерации делителя частоты
Учитывая условия работы этого блока, можно определить основные требования, которым должна удовлетворять двухфазная система питания рельсовых цепей: обеспечение надежного фазирования выходных напряжений делителей частоты при любых интервалах времени перерыва напряжения на входе блока питания; реализация минимального интервала времени между моментом включения напряжения 50 Гц на входе и появлением напряжения 25 Гц на выходе системы питания; исключение возможности появления в спектре напряжения 25 Гц делителя, питающего местные цепи, гармонических составляющих, одинаковых по частоте с гармониками тягового тока.
В настоящее время используются два варианта схем блоков питания фазочувствительных рельсовых цепей 25 Гц. В схеме блока питания по первому варианту фазирование выходных напряжений делителей частоты достигается с помощью специальной пусковой схемы, которая обеспечивает посылку кратковременного импульса тока частотой 25 Гц в контур «ведомого» делителя частоты до подключения его к сети. Под действием этого синхронизирующего импульса тока, находящегося в определенной фазе со стационарными колебаниями 25 Гц, создаются необходимые начальные условия в контуре для возбуждения колебаний, имеющих стабильную фазу. Второй вариант схемы блока питания не имеет пусковой схемы, и фазирование выходных напряжений осуществляется с помощью двух фазочувствительных реле.
3.2 Схемы блоков питания
Основными элементами первого варианта схемы включения и взаимной увязки делителей частоты блока питания по первому варианту (рис. 3.2.1) являются делители П1 и П2, питающие соответственно рельсовые цепи и местные обмотки путевых реле. Кроме делителей схема имеет контрольное реле ВКР (типа ДСШ-13), вспомогательные реле 1P(типа ТШ1-2000), 2Р (типа НМВШ2-2000) и емкость Спуск цепи синхронизации 8 мкФ. В момент включения напряжения сети 50 Гц первым возбуждается делитель П1. Устанавливающееся в его контуре напряжение 25 Гц подается через контакты реле ВКР и емкость Спуск на аналогичные выводы делителя П2. В контуре П2 создаются необходимые условия генерации колебаний 25 Гц в определенной фазе.
Рис. 3.2.1 Схема блока питания (вариант 1)
Одновременно напряжение 25 Гц делителя П1 поступает через тыловой контакт реле 2Р на обмотки реле 1P. После возбуждения этого реле через его фронтовой контакт делитель П2 подключается к сети 50 Гц. При наличии рабочего сдвига фаз 90° между напряжениями 25 Гц делителей П1 и П2 (вектор напряжения делителя П2 должен быть опережающим) возбуждается фазочувствительное реле ВКР, подключающее к преобразователю П2 местные цепи путевых реле.
Схема блока питания обеспечивает надежное фазирование делителей частоты при включении и отключении сети 50 Гц с любыми интервалами во времени. Время установления колебаний 25 Гц на выходе системы питания зависит от длительности перерыва питания блока током 50 Гц. Если перерыв питания превышает 0,25 сек, то время установления колебаний 25 Гц на выходе системы составляет всего лишь 0,6 сек.
Однако при длительности перерыва питания блока менее 0,25 сек, время установления может возрасти. Объясняется это возможностью возбуждения колебаний 25 Гц в делителе П2 при первой пробе его включения с противоположной фазой. В этом случае реле ВКР отпускает сектор и на некоторое время подключает и размыкает цепь блокировки реле 1P, которое, обесточившись, отключает делитель П2 от сети. В результате в контур П2 от делителя П1 вновь поступает ток синхронизирующего импульса. После возбуждения реле 1Pчерез тыловые контакты реле 2Р и включения питания на вход делителя П2 в контуре последнего устанавливаются колебания 25 Гц в необходимой фазе.
При отключении сети 50 Гц напряжения и токи в контурах делителей П1 и П2 постепенно затухают с переменной во времени частотой и фазой. Поэтому при последующем включении сети 50 Гц до момента полного затухания электромагнитных процессов токи в цепи накачки и в контурах делителей П1 и П2 могут иметь неблагоприятные фазовые соотношения для возникновения заданного режима колебаний 25 Гц. Уровень тока синхронизирующего импульса может быть меньше амплитуды затухающих колебаний. В результате происходит возбуждение колебаний 25 Гц делителей П1 и П2 в противофазе.
Четкость фазирования выходных напряжений может быть повышена, особенно при кратковременных перерывах питания блока, путем отключения от сети фазируемого делителя без снятия подключенной к нему нагрузки. В связи с этим целесообразно нагрузку делителя П2 подключать непосредственно к выходным клеммам делителя, как это показано штриховыми линиями на рис. 3.2.1. Напряжение сигнала необходимо увеличить в два раза путем подключения цепи синхронизации к выходным зажимам 1 — 7 вместо зажимов 3 — 7 делителя П1. Для увеличения длительности синхронизирующего импульса и обеспечения полного затухания колебаний в контуре следует также увеличить время притяжения якоря реле 1Pпутем регулировки или снижения на его обмотках напряжения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.