Politechnika Łódzka - Instytut Elektroenergetyki

advertisement
Politechnika Łódzka
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki,
Informatyki i Automatyki
Instytut Elektroenergetyki
Zespół Trakcji Elektrycznej
Laboratorium Automatyki i Sterowania Ruchem Kolejowym
ĆWICZENIE A5
BADANIE BEZZŁĄCZOWEGO OBWODU TOROWEGO SOT - 1
1. Zasada wykrywania obecności pojazdu na torze za pomocą obwodu torowego
Bezpieczne prowadzenie ruchu pociągów na linii kolejowej wymaga oddzielenia
jednego pociągu od drugiego pewną długością toru. Aby zrealizować tę zasadę, trzeba
podzielić tor na odcinki, sprawdzać obecność taboru na każdym z odcinków oraz prowadzić
ruch pociągów tak, żeby na każdym odcinku toru mógł znajdować się tylko jeden pociąg.
Sprawdzanie obecności pojazdu na określonym odcinku toru nazywa się kontrolą stanu
zajętości toru i odbywa się za pośrednictwem obwodów torowych lub liczników osi.
Obwody torowe stanowią nieodłączny element współczesnych automatycznych
systemów sterowania ruchem kolejowym srk. Kontrola stanu zajętości toru za pośrednictwem
obwodu torowego polega na przekształceniu obecności taboru w obrębie wydzielonego
odcinka toru na kryterium elektryczne, które może być wykorzystywane w układach
zależnościowych, nastawczych i informacyjnych srk.
Obwód torowy jest to układ elektryczny utworzony w torze przez dołączenie, do
odcinka szyn o pewnej długości, nadajnika (źródła zasilania) z jednej strony i odbiornika
z drugiej. Odcinek toru, którego stan zajętości jest kontrolowany, nazywa się odcinkiem
izolowanym. Prąd płynący w tokach szynowych od nadajnika do odbiornika nazywa się
prądem sygnałowym, w odróżnieniu od płynącego tymi samymi tokami prądu trakcyjnego.
Działanie obwodu torowego jest oparte na wykorzystaniu:
1. obu szyn toru kolejowego jako odizolowanych od siebie jak i sąsiednich odcinków toru
przewodów, którymi można przesłać od nadajnika do odbiornika prąd sygnałowy;
2. zwierania toków szynowych przez osie zestawów kołowych taboru kolejowego.
Zasadę działania obwodu torowego ilustruje rys.1.
tor wolny
odbiór
zasilanie
tor zajęty
odbiór
zasilanie
Rys. 1. Obwód torowy (zasada działania)
Jeżeli na kontrolowanym odcinku toru nie ma taboru, prąd sygnałowy dopływa z
nadajnika do odbiornika. Wjazd pojazdu szynowego choćby jedną osią w obręb obwodu
torowego sprawia, że toki szynowe zostaną zwarte (oś bocznikuje obwód) i prąd sygnałowy
nie dopływa do odbiornika. Jeżeli odbiornikiem w obwodzie torowym jest przekaźnik,
uzyskuje się proste kryterium zajętości toru. Przekaźnik wzbudzony oznacza tor wolny,
przekaźnik odwzbudzony oznacza tor zajęty przez tabor. Zasada ta obowiązuje niezależnie od
kierunku jazdy pojazdu trakcyjnego.
Długość odcinka izolowanego, wchodzącego w skład obwodu torowego, ma wpływ na
przepustowość linii kolejowej. Na szlakach kolejowych, przy samoczynnej blokadzie
liniowej, obwody mają długość zwykle 1  2 km. Obwody zastosowane w metrze, ze względu
na konieczność zapewnienia dużej gęstości ruchu, są krótsze. Np. na I linii metra w W-wie
obwody mają od 100 do 300 m długości.
Obwody torowe są znane i stosowane przez kolej od dziesięcioleci, ze względu na ich
prostą budowę i pewność działania. Obwód torowy stanowi tzw. układ bezpieczny. Oznacza
to, że praktycznie żadna usterka nie może spowodować powstania sytuacji niebezpiecznej,
jaką jest zinterpretowanie kontrolowanego odcinka toru faktycznie zajętego przez pojazd,
jako niezajęty. Uszkodzenie urządzeń obwodu, pęknięcie szyny, przerwanie połączeń
doprowadzających itp., powoduje przerwanie dopływu prądu sygnałowego do przekaźnika
i jego odwzbudzenie, co oznacza zajętość kontrolowanego odcinka.
Prawidłowe działanie obwodu wykrywającego obecność osi pojazdu trakcyjnego w jego
obrębie wymaga elektrycznego odseparowania (odizolowania) obwodu od sąsiednich
(miejsce oznaczone „T” na rys. 1). T sprawia, że odcinek szyn wchodzący w skład obwodu
nazywa się odcinkiem izolowanym.
2
Starsze, tzw. klasyczne obwody torowe zasilane są napięciem pochodzącym z linii
energetycznej niskiego napięcia, o wartości obniżonej z 230 V do poziomu kilku-kilkunastu
woltów, 50 Hz. Rolę elementów separujących od siebie sąsiednie obwody pełnią tzw. złącza
izolowane (przekładki izolacyjne i łubki umocowane w stykach szynowych) lub złącza
klejone. Są to, ogólnie mówiąc, elementy izolacyjne montowane w szynach, wymagające
cięcia szyn, co osłabia je mechanicznie. Obwody z tego typu izolacją nazywa się obwodami
złączowymi lub obwodami ze złączami izolowanymi.
Zastosowanie złączy izolowanych narusza ciągłość elektryczną szyn, które stanowią
sieć powrotną dla prądu trakcyjnego, płynącego szynami do podstacji trakcyjnej. Zapewnienie
prawidłowej pracy obwodu torowego przy spełnieniu warunków dla przepływu powrotnego
prądu trakcyjnego wymaga zastosowania dodatkowych elementów – dławików torowych.
W celu przepuszczenia prądu trakcyjnego przy każdym złączu izolowanym umieszcza się
dwa dławiki torowe z połączonymi środkami uzwojeń torowych. Dławik jest elementem
kosztownym, o znacznych gabarytach, wymagającym okresowego dostrajania, uzupełniania
oleju, a więc kłopotliwym w utrzymaniu.
W celu ułatwienia eksploatacji obwodów torowych, separację galwaniczną zastąpiła
separacja elektryczna. W nowszych obwodach torowych, tzw. obwodach bezzłączowych lub
obwodach z separacją elektryczną źródło zasilania stanowią generatory sygnałów
określonych częstotliwościach. Przy zastosowaniu różnych częstotliwości sygnałów w
sąsiednich obwodach i selektywnych układach odbiorczych, obwody pracują niezależnie i nie
zakłócają się wzajemnie. W niektórych rozwiązaniach na końcach obwodów umieszczone są
dodatkowe układy rezonansowe (tzw. złącza elektryczne) stanowiące separację elektryczną.
W bezzłączowych obwodach torowych nie ma potrzeby stosowania dławików torowych, gdyż
obwody te nie naruszają ciągłości mechanicznej i elektrycznej szyn.
Niezależnie od sposobu odizolowania jednego obwodu torowego od drugiego, zasada
działania kontroli zajętości jest taka sama, różna jest postać sygnału zasilającego obwód.
W kolejowych obwodach torowych bezzłączowych, o długościach 12 km, stosuje się
sygnały z zakresu częstotliwości 1000 do 3000 Hz, w obwodach krótkich (zwłaszcza
zwrotnicowych) - do kilkunastu kiloherców, niemodulowane lub modulowane. Zastosowane
parametry sygnału sprawiają, że obwody z separacją elektryczną są odporniejsze na
zakłócenia od obwodów 50 Hz. Zwykle stosuje się kilka częstotliwości sygnału tak, aby
sąsiednie obwody w danym torze i w torach równoległych pracowały z różnymi
częstotliwościami.
3
2. Bezzłączowe obwody torowe stosowane na liniach polskich kolei
Na liniach i stacjach PKP stosuje się bezzłączowe obwody torowe SOT-1 i SOT-2.
Obwody SOT-1 stosuje się do kontroli zajętości toru na szlaku (odcinku między stacjami),
obwody SOT-2 – do kontroli zajętości toru w obrębie stacji kolejowej (tory stacyjne
i rozjazdy).
W obwodzie SOT-1 (rys. 2.1) przeznaczonym do kontroli zajętości długich odcinków
toru nadajnik N umieszczony pośrodku obwodu wysyła do odbiorników 01 i 02 znajdujących
się na końcach obwodu, sygnał o określonej częstotliwości nośnej modulowanej amplitudowo
napięciem o częstotliwości 50 Hz i odpowiedniej fazie. Sygnał modulujący 50 Hz uzyskuje
się z napięcia zasilającego nadajnik. Jest to napięcie określonej fazy sieci 3* 230 V. Odbiór
sygnału odbywa się przez przekładnik torowy P przymocowany do szyny i sprzężony z nią
elektrycznie. Prąd sygnałowy płynący szyną indukuje w przekładniku napięcie sterujące
odbiornikiem O. W selektywnym układzie wejściowym odbiornika, dostrojonym do
częstotliwości nośnej danego obwodu, następuje demodulacja sygnału odebranego z szyn,
w wyniku której odtworzony jest sygnał o częstotliwości 50 Hz. Napięcie na wyjściu
odbiornika wzbudza fazoczuły przekaźnik torowy.
~5m
~5m
P
P
01
N
02
Rys.2.1 Bezzłączowy obwód torowy SOT-1
Obwód SOT-1 działa według tej samej zasady, co klasyczny obwód torowy 50 Hz ze
złączami izolowanymi. Jeżeli tor jest wolny, przekaźnik jest wzbudzony. Oś taboru
bocznikuje obwód powodując zwolnienie przekaźnika. W obwodach SOT-1 nadajnik
umieszczony jest pośrodku, dlatego obwody te są dłuższe od obwodów klasycznych. Ich
długość wynosi zwykle od 1,5 do 2 km. Dla określenia stanu zajętości obwodu kontroluje się
stan wzbudzenia obu przekaźników. Wzbudzenie obu przekaźników torowych stanowi
kryterium niezajętości obwodu, odwzbudzenie choć jednego z przekaźników stanowi
kryterium zajętości.
Podstawowym parametrem wyróżniającym sygnały sąsiadujących obwodów jest
częstotliwość nośna. Dodatkowym parametrem jest faza sygnału modulującego 50 Hz. W
4
obwodach SOT-1 stosuje się pięć wartości częstotliwości sygnału f1f5, co przy
zróżnicowaniu faz sygnału modulującego pozwala na zastosowanie sześciu różnych
konfiguracji obwodów na linii jedno lub wielotorowej. Zasadę tę ilustruje rys. 2.2.
Odpowiednia sekwencja częstotliwości zasilających sąsiednie obwody torowe w tym samym
jak i w sąsiednim torze, ogranicza zakłócające oddziaływanie obwodów na siebie. Obwody
pracujące z jednakową częstotliwością znajdują się w tak dużej odległości od siebie, że ich
prądy są wytłumione i nie oddziaływują na siebie.
f5
faza SR
f2
faza TR
f4
faza TS
f1
faza RS
f3
faza RT
tor 1
f1
faza RS
f3
faza RT
f5
faza ST
f2
faza SR
f4
faza TR
tor 2
Rys.2.2 Zróżnicowanie częstotliwości zasilających sąsiednie obwody SOT
Wysoka odporność obwodu torowego SOT-1 na zakłócenia wynika nie tylko ze
zróżnicowania częstotliwości sygnału nośnego w sąsiednich obwodach, ale również ze
zróżnicowania faz napięcia 50 Hz przypisanych poszczególnym obwodom. Indukcyjny
przekaźnik
torowy
JRV
stosowany
w
obwodach
SOT-1
jest
przekaźnikiem
dwuuzwojeniowym, w którym jedno z uzwojeń – tzw. lokalne – zasilane jest napięciem
230 V z sieci zasilającej niskiego napięcia, drugie – tzw. uzwojenie torowe – napięciem
wyjściowym odbiornika. Dla wzbudzenia przekaźnika napięcia zasilające oba uzwojenia
powinny być przesunięte w fazie, a kąt fazowy pomiędzy nimi zawarty w przedziale
60°  120°. Ważny jest zatem dobór faz napięć 230 V, jakimi zasila się poszczególne
urządzenia tworzące obwód SOT-1. Faza napięcia 230 V dobrana dla danego obwodu (rys.
2.2) dotyczy napięcia zasilania nadajnika i przekaźnika torowego JRV. Zasadą jest, że fazy
zasilające nadajnik i uzwojenie lokalne przekaźnika torowego powinny być takie same. Faza
zasilania dla odbiornika jest obojętna.
Wartości częstotliwości sygnałów w obwodach SOT-1 są następujące: 1580, 1860,
2170, 2470, 2800 Hz.
Zastosowane na końcach obwodu układy rezonansowe LC są dostrojone do
częstotliwości pośredniej między częstotliwościami nośnymi sąsiadujących obwodów i służą
do podwyższenia wartości prądu na końcu obwodu. Układ LC nie stanowi w tym przypadku
separacji elektrycznej. Elementy LC to łącznik międzyszynowy o niewielkiej rezystancji
5
i kondensator umieszczony w obudowie urządzeń przytorowych. Zwarcie toków szynowych
przez indukcyjność L zapewnia wyrównanie asymetrii powrotnego prądu trakcyjnego.
Bezpieczeństwo w obwodach torowych SOT-1 jest zapewnione przez:
-
odbiornik reagujący na amplitudę modulowanej częstotliwości nośnej i odtwarzający
przebieg modulujący;
-
przekaźnik fazoczuły (pierwszej klasy) reagujący na fazę i amplitudę sygnału
modulującego.
Zespoły elektroniczne (nadajniki i odbiorniki) wchodzące w skład SOT-1 zostały tak
zaprojektowane i wykonane, aby w przypadku uszkodzenia:
-
w nadajniku nie wzrosła moc sygnału wyjściowego lub też nadajnik nie zaczął
generować sygnału o częstotliwości innego kanału;
-
w odbiorniku nie wzrosła jego czułość lub też nie przestroił się na częstotliwość
innego kanału.
Obwód torowy SOT-2 przeznaczony jest do kontroli zajętości toru w obrębie stacji
kolejowej. Stosuje się dwa rodzaje obwodów: SOT-21 i SOT-22.
Obwód SOT-21 to obwód niskiej częstotliwości, przeznaczony do kontroli długich
(2001200m) międzyzwrotnicowych odcinków torów lub odcinków torów między
semaforem wjazdowym a zwrotnicami (tzw. obwód przedzwrotnicowy). Obwód SOT-22 to
obwód wysokiej częstotliwości, przeznaczony do kontroli rozjazdów oraz krótkich (do 200m)
odcinków torów przedzwrotnicowych i zwrotnicowych.
a)
SOT - 21
P
P
01
N
02
SOT - 22
b)
01
N
02
Rys.2.3 Bezzłączowe obwody torowe SOT-2
6
Obwód torowy SOT-21 pracuje przy tych samych parametrach sygnału jak obwód SOT1 (częstotliwości nośne i modulacja sygnału napięciem 50 Hz). Do utworzenia obwodu
wykorzystuje się te same zespoły nadajnika i odbiornika, jak dla SOT-1, z tą różnicą, że
granice obwodu nie są wyznaczone przez układy rezonansowe LC. Zwarcia toków
szynowych na końcach obwodów dla stacyjnych torów przyjazdowych i odjazdowych oraz w
obwodach międzyzwrotnicowych w naturalny sposób tworzą ograniczające te tory zwrotnice
(iglice i krzyżownice rozjazdu). Od strony szlaku zwarcie galwaniczne w obwodach SOT-21
tworzy się za pomocą zwory lub łącznika międzytokowego. Jak w SOT-1, nadajnik N
umieszczony w środku obwodu wytwarza sygnał prądowy zasilający obie części obwodu.
Obwód kontroluje odcinek toru od odbiornika O1 do odbiornika O2. Obwód jest zajęty, jeżeli
co najmniej jeden przekaźnik sterowany przez odbiornik jest niewzbudzony.Rys.2.3a
przedstawia przykład zastosowania obwodu SOT-21 jako obwodu międzyzwrotnicowego.
W obwodzie torowym SOT-22 niemodulowany sygnał nadajnika jest przekazywany
bezpośrednio na wejście włączonego napięciowo do toru odbiornika. Napięcie wyjściowe
z odbiornika zasila neutralny przekaźnik torowy. W przypadku kontroli zajętości zwrotnic w
głowicy, jeden nadajnik współpracuje z kilkoma odbiornikami.
W obwodach SOT-22 stosuje się następujące częstotliwości sygnału: 7000, 8000,
10000, 12150, 14600, 16800 Hz.
Rys.2.3b
przedstawia
przykład zastosowania obwodu SOT-22
jako obwodu
zwrotnicowego. Nadajnik N wytwarza prąd przepływający przez obie iglice i krzyżownicę
zwrotnicy. Spadki napięć między iglicami a krzyżownicą stanowią źródła prądowe zasilające
odcinki toru poza krzyżownicą. Sygnały te sterują odbiornikami O1 i O2.
3. Elementy tworzące model laboratoryjny obwodu SOT – 1
Badaniom podlega obwód torowy SOT – 1 pracujący przy częstotliwości 2470 Hz.
3.1.
Nadajnik
Nadajnik stanowi zespół elektroniczny MER – 111710/4 wytwarzający sygnał
sinusoidalny o częstotliwości 2470 Hz modulowany napięciem o częstotliwości 50 Hz
(napięcie zasilające). Zespół pracuje w układzie przedstawionym na rys. 3.1.
7
4
230 V
50 Hz
2
MER-111710
(zielona płyta
czołowa)
(10,524)V
3
Wyjście dołączane
między toki
szynowe
1
Rys. 3.1. Układ pracy nadajnika
Wartość średnia napięcia wyjściowego zmodulowanego przy napięciu zasilania 24 V
i obciążeniu RL wynoszącym 4  i 8 H wynosi 2,10  2,65 V.
3.2.
Odcinek izolowany
Odcinek toru o długości 1,5 km, stanowiący odcinek izolowany w obwodzie SOT-1,
zamodelowano w postaci sześciu jednakowych czwórników typu T, z których każdy zastępuje
250 m toru – rys. 3.2. W modelu przyjęto stałe parametry podłużne szyn: rezystancję
i indukcyjność, o wartościach odpowiadających częstotliwości sygnału 2470 Hz oraz
regulowaną rezystancję między szynami, której wartości nie zależą od częstotliwości sygnału,
lecz warunków atmosferycznych i stanu technicznego toru. Parametrem podłużnym, który
charakteryzuje stan toru jest konduktancja jednostkowa. W polskich warunkach
klimatycznych może ona wynosić od 0,01 do 1,00 S/km. Zestaw wartości rezystancji między
szynami R12 przyjętych w modelu i odpowiadające jej wartości jednostkowej konduktancji
między szynami w S/km przedstawia poniższa tabela.
R12

470
220
100
47
22
10
4,7
G
S/km
0,0085
0,018
0,04
0,085
0,18
0,4
0,85
0,33
0,12mH
0,12mH
0,33
R12
Rys. 3.2. Czwórnik zastępujący 250 m toru kolejowego
8
Układ odbiorczy
3.3.
Układ odbiorczy składa się z przekładnika prądowego, odbiornika oraz fazoczułego
przekaźnika indukcyjnego.
Przymocowany do szyny przekładnik prądowy jest elementem sprzęgającym
indukcyjnie odbiornik obwodu torowego z torem. Charakteryzują go: impedancja oraz
przekładnia (stosunek prądu w szynie do napięcia na wejściu odbiornika). Przekładnik może
współpracować z każdym odbiornikiem obwodu SOT-1, niezależnie od jego częstotliwości
nośnej. Indukcyjność przekładnika wynosi 38 mH.
Odbiornik stanowi zespół elektroniczny MER-111404/4 pracujący przy częstotliwości
2470 Hz. Sygnał zaindukowany w przekładniku zostaje w odbiorniku poddany filtracji,
demodulacji i wzmocnieniu, w celu odtworzenia napięcia 50 Hz, którym zasilany jest
przekaźnik stanowiący obciążenie odbiornika. Zespół pracuje w układzie przedstawionym na
rys. 3.3.
230 V, 50Hz
(1013,5)V
3
4
szyna
2
Przekładnik szynowy
1
6
MER-111404
(zielona płytka
czołowa)
5
Wyjście dołączane do
uzwojenia torowego
przekaźnika JRV
Rys. 3.3 Układ pracy odbiornika
Przekaźnik stosowany w obwodach SOT-1 to indukcyjny przekaźnik fazoczuły JRV.
Przekaźnik posiada dwa uzwojenia. Uzwojenie torowe zasilane jest napięciem 50 Hz
znajdującym się na wyjściu odbiornika. Uzwojenie lokalne zasilane jest napięciem 230 V,
50 Hz z sieci niskiego napięcia.
4. Badanie obwodu torowego SOT-1
4.1.
Układ pomiarowy
Zmontować model laboratoryjny obwodu SOT-1 zgodnie z rys. 4.1. Badaniom podlegać
będą urządzenia nadawczo-odbiorcze pracujące przy częstotliwości 2470 Hz.
9
~230 V
I2
Tor kolejowy
Nadajnik
R12
A
Szyna
P
~230 V
Odbiornik
Przekaźnik JRV
~230 V
Rys. 4.1. Laboratoryjny obwód SOT-1
Do badań wykorzystać model zastępujący 750 m toru kolejowego, co stanowi połowę
typowej długości obwodu SOT-1 z zasilaniem pośrodku. W tym celu połączyć trzy czwórniki
typu T (każdy czwórnik odwzorowuje 250 m toru). Do jednego końca toru przyłączyć
nadajnik MER-111710/4 wraz z transformatorami zasilającymi dołączonymi do jednej z faz
na tabliczce laboratoryjnej (3230/400 V). Napięcie fazowe 230 V jest między zaciskiem
fazowym L (np. L1) i neutralnym N. Do drugiego końca toru przyłączyć odcinek szyny
kolejowej z zamontowanym na niej przekładnikiem P. Wyjście przekładnika połączyć
z odbiornikiem MER-111404/4, zasilonym przez transformator obniżający napięcie 230/12 V.
Do zacisków wyjściowych odbiornika dołączyć uzwojenie torowe przekaźnika torowego
JRV. Uzwojenie lokalne tego przekaźnika będzie zasilane z jednej z faz L napięcia 230 V
tabliczki laboratoryjnej (punkt 4.2).
Przewody doprowadzające sygnał z czwórnika modelu toru do odcinka szyny
kolejowej należy, możliwie daleko odsunąć od szyny tak, aby prąd w nich płynący nie
zakłócał pola magnetycznego w obrębie przekładnika i nie osłabiał indukowanego w nim
sygnału.
4.2.
Dobór fazy napięcia zasilającego uzwojenie lokalne przekaźnika JRV
W celu przebadania wpływu przesunięcia fazowego między napięciami zasilającymi
uzwojenia torowe i lokalne, na działanie przekaźnika torowego JRV, należy wykonać kolejno
następujące czynności.
10
-
Wybrać najniższą tłumienność toru kolejowego dołączając w czwórnikach największą
wartość rezystancji poprzecznej R12 = 470 .
-
Połączyć uzwojenie lokalne przekaźnika JRV z tą samą fazą napięcia na tabliczce
laboratoryjnej, z której zasilany jest nadajnik.
-
Włączyć napięcie i stwierdzić czy przekaźnik jest wzbudzony.
-
Zmieniając fazę napięcia zasilającego uzwojenie lokalne przekaźnika, ustalić, przy
której fazie przekaźnik jest wzbudzony. Dalsze pomiary wykonywać przy tak zasilonym
przekaźniku.
-
Wykorzystując miernik przesunięcia fazowego, pomierzyć, przy włączonym obwodzie
torowym, kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciami zasilającymi oba uzwojenia
przekaźnika JRV.
Badanie wpływu konduktancji jednostkowej toru na działanie przekaźnika
4.3.
torowego
4.3.1. Pomiary dla obwodu torowego bez obwodu rezonansowego
Pomiary wykonywać w następującej kolejności.
-
Wybrać największą wartość rezystancji między szynami R12 w czwórnikach modelu
toru i po włączeniu napięcia zasilającego mierzyć wartość prądu I2 w szynie na końcu
obwodu. Określić stan przekaźnika torowego.
-
Zmieniając wartość rezystancji R12 między szynami jednocześnie w trzech czwórnikach,
mierzyć prąd I2 oraz obserwować stan przekaźnika.
-
Wyniki zanotować w tabeli 1. Stan przekaźnika oznaczyć: „+” – wzbudzony, „-” –
odwzbudzony.
Tabela 1
R12

I2
mA
470
220
100
47
22
10
4,7
Stan przekaźnika
4.3.2.
Pomiary dla obwodu torowego z obwodem rezonansowym
W celu zwiększenia wartości prądu na końcu obwodu SOT-1 umieszcza się między
szynami układ rezonansowy LC, składający się z kondensatora i łącznika międzytokowego
11
(rys. 2.1). W warunkach laboratoryjnych obwód rezonansowy LC zostanie utworzony
z indukcyjności i pojemności dekadowych – rys. 4.2.
I2
L
Tor kolejowy
C
R12
A
Szyna
P
Rys. 4.2. Odbiornikowy obwód rezonansowy
Pomiary wykonywać w następującej kolejności:
-
Wybrać w trzech czwórnikach imitujących tor kolejowy najmniejszą wartość rezystancji
między szynami R12 = 22 .
-
Ustawić dekadę pojemnościową na największą wartość pojemności C.
-
Obserwując wskazanie amperomierza, dobrać wartość indukcyjności L, przy której
uzyskuje się największą wartość prądu I2 w szynie. Regulować również w tym celu
wartość pojemności C.
-
Przy optymalnie dobranych wartościach L i C zaobserwować stan przekaźnika
torowego.
-
Pomiary powtórzyć dla wszystkich wartości rezystancji R12, każdorazowo dobierając
wartości L i C dla uzyskania maksimum prądu I2 w szynie.
-
Wyniki pomiarów zanotować w tabeli 2.
Tabela 2
R12

I2
mA
L
mH
C
F
470
220
100
47
22
10
4,7
Stan przekaźnika
-
Porównać wyniki uzyskane w punktach 4.3.1 i 4.3.2 i je skomentować.
-
Dla rezystancji między szynami R12 = 470  w trzech czwórnikach toru, zmierzyć
miernikiem przesunięcia fazowego (jak w punkcie 4.2) kat przesunięcia fazowego
12
między napięciami zasilającymi uzwojenia przekaźnika JRV. Ocenić wpływ obwodu
rezonansowego LC na wartość tego kąta.
-
Dla krańcowych wartości R12 (470  i 4,7 ) sprawdzić kryterium zajętości obwodu
torowego, zwierając toki szynowe rezystancją imitującą osie pojazdu szynowego
Rosi = 0,1 . Rezystancję bocznikującą obwód przemieszczać wzdłuż toru od nadajnika
do odbiornika.
4.4.
Badanie współpracy obwodu torowego SOT-1 z obwodem SOT-2
W celu zbadania współpracy obwodów SOT-1 z SOT-2 do modelu toru kolejowego
dołączone zostaną urządzenia obwodu torowego SOT-22 pracującego przy częstotliwości
12,15 kHz. Są to:
-
nadajnik MER – 111701/3,
-
przekładnik szynowy,
-
odbiornik MER – 111712/3,
-
przekaźnik elektromagnetyczny prądu stałego JRB.
Oznaczenia zacisków urządzeń SOT-22 przedstawia rys. 4.3.
Zasilanie
12 V 50Hz
4
Zasilanie
12 V 50Hz
5
3
MER
111701/3
C1
4
MER
111712/3
C2
Wyjście do obwodu
szynowego
1
2
Wejście
z przekładnika
szynowego
5
6
(-)
(+)
Wyjście do
przekaźnika
prądu stałego
Rys. 4.3. Oznaczenia zacisków urządzeń obwodu torowego SOT-22
Przyłączyć urządzenia obu obwodów torowych do modelu toru kolejowego jak na
rys 4.4. Obwód SOT-22 ma długość 250 m (jeden czwórnik modelujący tor), obwód SOT-1
ma długość 750 m (trzy czwórniki modelujące tor). Odcinki szyn z przekaźnikami szynowymi
włączone są między obwodem SOT-22 i SOT-1. W tym miejscu również włączone są
elementy LC obwodu rezonansowego.
13
12 V, 50 Hz
P
Nadajnik
SOT-22
Tor kolejowy
1 czwórnik
L
Tor kolejowy
3 czwórniki
C
P
Odbiornik
SOT-22
Nadajnik
SOT-1
12 V, 50 Hz
Odbiornik
SOT-1
24 V, 50 Hz
12 V, 50 Hz
230 V, 50 Hz
Przekaźnik
JRV
Przekaźnik
JRB
Rys. 4.4. Laboratoryjny model współpracujących obwodów SOT-1 i SOT-22
Ustawić małą tłumienność toru kolejowego, włączając w czwórnikach dużą wartość
rezystancji poprzecznej R12. Po włączeniu zasilania wszystkich urządzeń obu obwodów
torowych, dobrać tak wartości L i C obwodu rezonansowego, aby oba przekaźniki były
wzbudzone. Zwierając tor rezystancją Rosi = 0,1 , imitującą oś zestawu kołowego taboru,
sprawdzić prawidłowość współpracy obu obwodów, a więc właściwe uzależnienie stanu
wzbudzenia obu przekaźników torowych od stanu zajętości obu obwodów torowych.
5. Uwagi i wnioski
W sprawozdaniu zamieścić wszystkie wyniki pomiarów, tabele, wykresy i obserwacje.
Wyniki skomentować i sformułować wnioski.
14
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Create flashcards