RU2632372C1 - Устройство управления стрелочным электроприводом - Google Patents

Устройство управления стрелочным электроприводом Download PDF

Info

Publication number
RU2632372C1
RU2632372C1 RU2016137399A RU2016137399A RU2632372C1 RU 2632372 C1 RU2632372 C1 RU 2632372C1 RU 2016137399 A RU2016137399 A RU 2016137399A RU 2016137399 A RU2016137399 A RU 2016137399A RU 2632372 C1 RU2632372 C1 RU 2632372C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
polarity
microcontroller
input
electric motor
Prior art date
Application number
RU2016137399A
Other languages
English (en)
Inventor
Владислав Валерьевич Каменский
Original Assignee
Владислав Валерьевич Каменский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владислав Валерьевич Каменский filed Critical Владислав Валерьевич Каменский
Priority to RU2016137399A priority Critical patent/RU2632372C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2632372C1 publication Critical patent/RU2632372C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L7/00Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks
    • B61L7/06Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks using electrical transmission

Landscapes

  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области железной автоматики и телемеханики для управления приводами стрелок, установленных на путях. Техническое решение включает устройство смены полярности, размещенное на посту централизации, линейные провода, однофазный выпрямитель, микроконтроллер, шесть электронных ключей, устройство определения полярности и электродвигатель. Достигается повышение надежности работы стрелочного электропривода. 2 ил.

Description

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 постоянного тока, и известны электроприводы, содержащие электродвигатель переменного тока.
Для управления электроприводом с электродвигателем постоянного тока используется двухпроводная схема управления. Управление направлением вращения вала электродвигателя осуществляется путем подключения напряжения к разным обмоткам двигателя. (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 с электродвигателем переменного тока используется пятипроводная схема управления. Управление направлением вращения вала электродвигателя осуществляется путем изменения последовательности подключения фаз к электродвигателю. (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 РФ «УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ» №2333123, 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 стрелки.
4) Невозможность обеспечить плавный пуск и останов электродвигателя, регулировку скорости вращения вала электродвигателя, регулировку длительности разгона и торможения.
5) Невозможность использования устройства (без внесения изменений) с двигателями постоянного и переменного тока.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения надежности работы стрелочного электропривода путем сокращения количества линейных проводов с 5 до 2, осуществления плавного пуска электродвигателя и обеспечения универсальности устройства управления при работе с электродвигателями как переменного, так и постоянного тока.
Поставленная задача возникает при разработке и создании систем управления движением на железных дорогах.
Заявленное устройство строится на основе микроконтроллера и шести электронных ключей. Варианты технического исполнения описаны в [Микроконтроллерное управление электроприводом. К.Б. Алексеев, К.А. Палагута, М.: МГИУ. 2008. 297 с. Б. Кричевский. Интеллектуальный мост IR3220 для управления двигателями постоянного тока. Электронные компоненты, №6, 2004. Владимир Башкиров. IRAMSxx - интеллектуальные силовые IGBT- модули для электропривода широкого применения. Новости электроники. 2007, №7, с. 14. Marian P. Kazmierkowski, Leopoldo G. Franquelo, Jose Rodriguez, Marcelo A. Perez, Jose I. Leon, "High-Performance Motor Drives", IEEE Industrial Electronicsd, vol. 5, no. 3, pp. 6-26, Sep. 2011].
Микроконтроллер совместно с электронными ключами обеспечивает:
1) Преобразование постоянного напряжения в три широтно-импульсных сигнала для питания электродвигателя для вращения вала двигателя как в прямом, так и в обратном направлении.
2) Плавный пуск и останов электродвигателя, путем регулировки скорости вращения вала электродвигателя.
3) Регулировку длительности разгона и торможения электродвигателя.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее линейные провода, электродвигатель, введены устройство смены полярности, однофазный выпрямитель, микроконтроллер, шесть электронных ключей, устройство определения полярности, первым и вторым входами устройства являются первый и второй входы устройства смены полярности, третьим и четвертым входами устройства являются третий и четвертый входы устройства смены полярности, первый и второй выходы устройства смены полярности через линейные провода подключены к первому и второму входам однофазного выпрямителя и к первому и второму входам устройства определения полярности, первый выход однофазного выпрямителя подключен ко вторым входам первого, второго и третьего электронных ключей и к первому входу микроконтроллера, второй выход однофазного выпрямителя подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого электронных ключей и ко второму входу микроконтроллера, первый и второй выходы устройства определения полярности подключены к третьему и четвертому входам микроконтроллера, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы микроконтроллера подключены к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого электронных ключей, выходы первого и четвертого электронных ключей объединены и подключены к первому входу электродвигателя, выходы второго и пятого электронных ключей объединены и подключены ко второму входу электродвигателя, выходы третьего и шестого электронных ключей объединены и подключены к третьему входу электродвигателя.
Функциональная схема устройства представлена на фиг. 1.
Устройство состоит из устройства смены полярности 1, линейных проводов 2i,i=1…2, однофазного выпрямителя 3, микроконтроллера 4, шести электронных ключей 5i,i=1…6, устройства определения полярности 6, электродвигателя 7.
Устройство смены полярности 1 может быть выполнено одним из известных в технике способов, например с помощью двухполюсного переключателя фиг. 2.
Устройство определения полярности 6 может быть выполнено одним из известных в технике способов, например в соответствии с патентом [Патент №2076329 Устройство для индикации полярности, рода тока и сопротивления цепи. Бирюков Юрий Аркадьевич].
Первым и вторым входами устройства являются первый и второй входы устройства смены полярности 1. Третьим и четвертым входами устройства являются третий и четвертый входы устройства смены полярности 1.
Первый и второй выходы устройства смены полярности 1 через линейные провода 2i,i=1…2 подключены к первому и второму входам однофазного выпрямителя 3 и к первому и второму входам устройства определения полярности 6.
Первый выход однофазного выпрямителя 3 подключен к вторым входам первого, второго и третьего электронных ключей 51, 52, 53 и к первому входу микроконтроллера 4. Второй выход однофазного выпрямителя 3 подключен к вторым входам четвертого, пятого и шестого электронных ключей 54, 55, 56 и ко второму входу микроконтроллера 4.
Первый и второй выходы устройства определения полярности подключены к третьему и четвертому входам микроконтроллера 4.
Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы микроконтроллера 4 подключены к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого электронных ключей 51, 52, 53, 54, 55, 56.
Выходы первого и четвертого электронных ключей 51 и 54 объединены и подключены к первому входу электродвигателя 7. Выходы второго и пятого электронных ключей 52 и 55 объединены и подключены ко второму входу электродвигателя 7. Выходы третьего и шестого электронных ключей 53 и 56 объединены и подключены к третьему входу электродвигателя 7.
Устройство работает следующим образом.
На третий и четвертый входы устройства подается постоянное напряжение питания. На третий вход устройства подается положительный полюс питания, а на четвертый отрицательный полюс питания.
В случае использования электродвигателя постоянного тока устройство работает следующим образом.
При переводе стрелки в плюсовое положение на первый вход устройства подается сигнал, который поступает на первый вход устройства смены полярности 1.
Постоянное напряжение с третьего и четвертого входов устройства через устройство смены полярности 1 подается в линейные провода 2i,i=1…2. При переводе стрелки в плюс смена полярности не осуществляется - в линейные провода 2i,i=1…2 подается прямая полярность. Из линейных проводов 2i,i=1…2 напряжение прямой полярности поступает на первый и второй входы выпрямителя 3 и первый и второй входы устройства определения полярности 6.
Прямая полярность на входе устройства определения полярности 6 приводит к появлению на его первом выходе сигнала для перевода стрелки в плюсовое положение. Сигнал с первого выхода устройства определения полярности 6 поступает на третий вход микроконтроллера 4.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение прямой полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4. Напряжение с выхода выпрямителя 3 поступает на вторые входы первого, второго и третьего электронных ключей 51, 52, 53 (положительный потенциал) и вторые входы четвертого, пятого и шестого электронных ключей 54, 55, 56 (отрицательный потенциал).
Микроконтроллер 4 переводит пятый выход в активное состояние, в результате отрицательный потенциал с выхода выпрямителя 3 через включенный пятый электронный ключ 55 поступает на второй вход электродвигателя 7.
Микроконтроллер 4 формирует на третьем выходе широтно-импульсный сигнал в результате положительный потенциал с выхода выпрямителя 3, в моменты включения электронного ключа 53 поступает на третий вход электродвигателя 7.
Вал электродвигателя 7 начинает вращаться в прямом направлении, переводя стрелку в плюсовое положение. Микроконтроллер 4 плавно увеличивает коэффициент заполнения широтно-импульсного сигнала, что приводит к увеличению действующего напряжения на двигателе, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя 7.
При достижении плюсового положения стрелки постоянное напряжение питания отключается от третьего и четвертого входов устройства.
При переводе стрелки в минусовое положение на второй вход устройства подается сигнал, который поступает на второй вход устройства смены полярности 1.
Постоянное напряжение с третьего и четвертого входов устройства через устройство смены полярности 1 подается в линейные провода 2i,i=1…2. При переводе стрелки в минусовое положение осуществляется смена полярности - в линейные провода 2i,i=1…2 подается обратная полярность. Из линейных проводов 2i,i=1…2 напряжение обратной полярности поступает на первый и второй входы выпрямителя 3 и первый и второй входы устройства определения полярности 6.
Обратная полярность на входе устройства определения полярности 6 приводит к появлению на его втором выходе сигнала для перевода стрелки в минусовое положение. Сигнал с выхода устройства определения полярности 6 поступает на четвертый вход микроконтроллера 7.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение прямой полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4. Напряжение с выхода выпрямителя 3 поступает на вторые входы первого, второго и третьего электронных ключей 51, 52, 53 (положительный потенциал) и вторые входы четвертого пятого и шестого электронных ключей 54, 55, 56 (отрицательный потенциал).
Микроконтроллер 4 переводит четвертый выход в активное состояние, в результате отрицательный потенциал с выхода выпрямителя 3 через включенный четвертый электронный ключ 54 поступает на первый вход электродвигателя 7.
Микроконтроллер 4 формирует на втором выходе широтно-импульсный сигнал, в результате положительный потенциал с выхода выпрямителя 3 в моменты включения второго электронного ключа 52 поступает на второй вход электродвигателя 7.
Вал электродвигателя 7 начинает вращаться в обратном направлении, переводя стрелку в минусовое положение. Микроконтроллер 4 плавно увеличивает обороты двигателя, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя.
При достижении минусового положения стрелки постоянное напряжение питания отключается от третьего и четвертого входов устройства.
В случае использования электродвигателя переменного тока устройство работает следующим образом.
При переводе стрелки в плюсовое положение на первый вход устройства подается сигнал, который поступает на первый вход устройства смены полярности 1. На третий и четвертый входы устройства подается постоянное напряжение питания. На третий вход устройства подается положительный полюс питания, а на четвертый отрицательный полюс питания.
Постоянное напряжение с третьего и четвертого входов устройства через устройство смены полярности 1 подается в линейные провода 2i,i=1…2. При переводе стрелки в плюс смена полярности не осуществляется - в линейные провода 2i,i=1…2 подается прямая полярность. Из линейных проводов 2i,i=1…2 напряжение прямой полярности поступает на первый и второй входы выпрямителя 3 и первый и второй входы устройства определения полярности 6.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение прямой полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение прямой полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4. Напряжение с выхода выпрямителя 3 поступает на вторые входы первого, второго и третьего электронных ключей 51, 52, 53 (положительный потенциал) и вторые входы четвертого, пятого и шестого электронных ключей 54, 55, 56 (отрицательный потенциал).
Прямая полярность на входе устройства определения полярности 6 приводит к появлению на его первом выходе сигнала для перевода стрелки в плюсовое положение. Сигнал с первого выхода устройства определения полярности 6 поступает на третий вход микроконтроллера 4.
Микроконтроллер 4 формирует на шести выходах широтно-импульсные сигналы, которые поступают на электронные ключи 5i,i=1…6. В результате на первом, втором и третьем входах электродвигателя 7 формируются три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя 7 в прямом направлении. Вал электродвигателя 7 начинает вращаться в прямом направлении, переводя стрелку в плюсовое положение. Микроконтроллер 4 плавно увеличивает обороты двигателя, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя 7.
При достижении плюсового положения стрелки постоянное напряжение питания отключается от третьего и четвертого входов устройства.
При переводе стрелки в минусовое положение на второй вход устройства подается сигнал, который поступает на второй вход устройства смены полярности 1.
Постоянное напряжение с третьего и четвертого входов устройства через устройство смены полярности 1 подается в линейные провода 2i,i=1…2. При переводе стрелки в минусовое положение осуществляется смена полярности - в линейные провода 2i,i=1…2 подается обратная полярность. Из линейных проводов 2i,i=1…2 напряжение обратной полярности поступает на первый и второй входы выпрямителя 3 и первый и второй входы устройства определения полярности 6.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение обратной полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4 в прямой полярности.
Пройдя через выпрямитель 3, напряжение прямой полярности с первого и второго выходов выпрямителя 3 поступает на первый и второй входы микроконтроллера 4. Напряжение с выхода выпрямителя 3 поступает на вторые входы первого, второго и третьего электронных ключей 51, 52, 53 (положительный потенциал) и вторые входы четвертого, пятого и шестого электронных ключей 54, 55, 56 (отрицательный потенциал).
Обратная полярность на входе устройства определения полярности 6 приводит к появлению на его втором выходе сигнала для перевода стрелки в минусовое положение. Сигнал с выхода устройства определения полярности 6 поступает на четвертый вход модуля управления электродвигателем 4.
Микроконтроллер 4 формирует на шести выходах широтно-импульсные сигналы, которые поступают на электронные ключи 5i,i=1…6.. В результате на первом, втором и третьем входах электродвигателя 7 формируются три широтно-импульсных сигнала для вращения вала двигателя 7 в обратном направлении, которые поступают на электродвигатель 7. Вал электродвигателя 7 начинает вращаться в обратном направлении, переводя стрелку в минусовое положение. Микроконтроллер 4 плавно увеличивает обороты двигателя, исключая многократные перегрузки при пуске двигателя 7.
При достижении минусового положения стрелки постоянное напряжение питания отключается от третьего и четвертого входов устройства. 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. Причем управление осуществляется по двум проводам, как трехфазным электродвигателем переменного тока, так и электродвигателем постоянного тока одним и тем же устройством.

Claims (1)

  1. Устройство управления стрелочным электроприводом, содержащее линейные провода, электродвигатель, отличающееся тем, что в него введены устройство смены полярности, однофазный выпрямитель, микроконтроллер, шесть электронных ключей, устройство определения полярности, первым и вторым входами устройства являются первый и второй входы устройства смены полярности, третьим и четвертым входами устройства являются третий и четвертый входы устройства смены полярности, первый и второй выходы устройства смены полярности через линейные провода подключены к первому и второму входам однофазного выпрямителя и к первому и второму входам устройства определения полярности, первый выход однофазного выпрямителя подключен ко вторым входам первого, второго и третьего электронных ключей и к первому входу микроконтроллера, второй выход однофазного выпрямителя подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого электронных ключей и ко второму входу микроконтроллера, первый и второй выходы устройства определения полярности подключены к третьему и четвертому входам микроконтроллера, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы микроконтроллера подключены к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого электронных ключей, выходы первого и четвертого электронных ключей объединены и подключены к первому входу электродвигателя, выходы второго и пятого электронных ключей объединены и подключены ко второму входу электродвигателя, выходы третьего и шестого электронных ключей объединены и подключены к третьему входу электродвигателя.
RU2016137399A 2016-09-19 2016-09-19 Устройство управления стрелочным электроприводом RU2632372C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137399A RU2632372C1 (ru) 2016-09-19 2016-09-19 Устройство управления стрелочным электроприводом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137399A RU2632372C1 (ru) 2016-09-19 2016-09-19 Устройство управления стрелочным электроприводом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632372C1 true RU2632372C1 (ru) 2017-10-04

Family

ID=60040670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016137399A RU2632372C1 (ru) 2016-09-19 2016-09-19 Устройство управления стрелочным электроприводом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632372C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223563U1 (ru) * 2023-12-06 2024-02-22 Общество с ограниченной ответственностью "Олекс" Курбельный аппарат

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2368525C1 (ru) * 2008-04-29 2009-09-27 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Интеллектуальный блок управления горочным стрелочным электроприводом
RU2403160C1 (ru) * 2009-06-22 2010-11-10 Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" Блок управления стрелочным электроприводом
RU2542717C2 (ru) * 2013-07-09 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем
RU2578837C1 (ru) * 2014-12-24 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Бесконтактное устройство управления и контроля горочной стрелки

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2368525C1 (ru) * 2008-04-29 2009-09-27 Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") Интеллектуальный блок управления горочным стрелочным электроприводом
RU2403160C1 (ru) * 2009-06-22 2010-11-10 Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" Блок управления стрелочным электроприводом
RU2542717C2 (ru) * 2013-07-09 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Устройство для управления однофазным асинхронным электродвигателем
RU2578837C1 (ru) * 2014-12-24 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Бесконтактное устройство управления и контроля горочной стрелки

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223563U1 (ru) * 2023-12-06 2024-02-22 Общество с ограниченной ответственностью "Олекс" Курбельный аппарат

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106849702B (zh) 一种带有故障监测功能的新型旋转整流器
CN102577086A (zh) 无传感器无刷直流马达中用于减少零交叉粒度的可变脉宽调制
RU162848U1 (ru) Полупроводниковое реверсивное устройство для запуска и работы асинхронного трехфазного двигателя, питающегося от однофазной сети переменного тока
CN106685148A (zh) 一种机电混合无弧换向的多相直流方波电机
RU2632372C1 (ru) Устройство управления стрелочным электроприводом
CN107896032A (zh) 一种可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机
RU2632374C1 (ru) Устройство управления электродвигателем стрелочного электропривода
CN202713163U (zh) 一种基于三相整流的双电源供电***
RU2408127C1 (ru) Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
WO2021195945A1 (zh) 一种多电机驱动电路及其控制方法
CN207753576U (zh) 一种可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机
CN207753577U (zh) 一种可双向运行的机电混合无弧换向直流电机
RU132273U1 (ru) Реверсивный вентильно-индукторный электропривод
RU2636433C1 (ru) Устройство для управления стрелочным электроприводом
RU2072926C1 (ru) Электрическая передача транспортного средства с регулируемым электродинамическим торможением
CN219535926U (zh) 一种基于电源极性控制的正反转模块
RU2485664C1 (ru) Реверсивный однофазный мостовой транзисторный преобразователь
RU200602U1 (ru) Электропривод с циклоконвертером
CN211630104U (zh) 驱动控制电路、线路板及空调器
CN211880325U (zh) 一种调速电动机主电路用双向可控硅换向主电路结构
RU2488216C1 (ru) Регулируемый электропривод с повышенными характеристиками надежности
Lu et al. Design and implementation of low-power SRM control system
CN219535927U (zh) 一种基于过零点检测控制的正反转模块
RU2465714C1 (ru) Способ управления частотно-регулируемым электроприводом
RU2280944C1 (ru) Устройство торможения асинхронного двигателя