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 12 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 f1f5, 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 (2001200m) 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) (10,524)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 (1013,5)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 (3230/400 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
