Устройство тональных рельсовых цепей (стр. 3 из 6)

Шунтовой режим выполняется, если Rш >/= Rшн = 0,06 Ом или Кшн >/= 1.

Для получения напряжения надежного возврата Uвн на входе приемника при наихудших для шунтового режима условиях необходимо, чтобы напряжение питания РЦ было равно определенному (максимально допустимому) напряжению Uдш. Следовательно, для выполнения шунтового режима требуется, чтобы фактическое напряжение питания Uф было меньше или равно Uдш, т.е. Uф </= Uдш.

Коэффициент чувствительности к оборванной (поврежденной) нити Ккп характеризует работу РЦ в контрольном режиме. Он представляет собой отношение напряжения надежного возврата приемника Uвн к фактическому напряжению приемника Uк в контрольном режиме при критическом сопротивлении изоляции и критическом месте обрыва: Ккп = Uвн/Uк.

Контрольный режим РЦ выполняется, если Ккп >/= 1.

Для получения напряжения надежного возврата на входе приемника при наихудших для контрольного режима условиях необходимо, чтобы напряжение питания РЦ было равно определенному (максимально допустимому) напряжению Uдкп. Для обеспечения контрольного режима требуется, чтобы фактическое напряжение питания Uф было меньше или равно Uдкп,

т.е. Uф </= Uдкп.

Коэффициенты Кпер, Кшн и Ккп используют при расчетах РЦ с учетом наиболее неблагоприятного сочетания параметров элементов аппаратуры и рельсовой линии в каждом из режимов.

1.4 Основные сведения об аппаратуре рельсовых цепей

Трансформаторы (рис.1.5) используются в устройствах рельсовых цепей на метрополитене в качестве питающих элементов (ПОБС-2А, ПОБС-3А, ПОБС-5А, СОБС-3А) и в качестве согласующих элементов (ПОБС-2А, РТЭ-1А), а также для регулировки сигнального тока (ПТЦ, СОБС-3Б, УТ3).

Рис.1.5 Схемы обмоток трансформаторов.

Трансформаторы ПОБС-2АУЗ, ПОБС-3АУЗ и ПОБС-5АУЗ включаются в сеть переменного тока напряжением 110 В при параллельном соединении секций первичной обмотки (перемычки I1 - I2, I3 - I4) и в цепь напряжением 220 В при последовательном соединении (перемычки I2 - I3). Наличие двух, а у трансформатора ПОБС-5АУЗ четырех вторичных обмоток позволяет при различном их включении получать требуемое напряжение. С вторичных обмоток можно снимать напряжение:

ПОБС-2А – 0,58 - 18,5 В ступенями через 0,58 В, - ПОБС-3АУЗ – 5,7 - 256,5 В ступенями через 5,7 В, - ПОБС-5АУЗ – 1,15 - 45,75 В через 1,15 В.

Трансформаторы ПОБС-2АУЗ используются также в качестве согласующих элементов в рельсовых цепях частотой 50 Гц и тональной частоты. Трансформатор РТЭ-1А применяют в качестве согласующего на релейном конце в однониточных РЦ частотой 50 Гц.

Путевой генератор ГРЦ (ПГМ) предназначен для формирования амплитудно-модулированных (АМ) сигналов рельсовых цепей.

Рис.1.6 Схема генератора ГРЦ

Путевой генератор (рис.1.6) содержит:

генератор сигнала несущей частоты, выполненный на транзисторе VT1, колебательный контур которого состоит из обмотки 1-6 трансформатора Т и конденсаторов С1-С5;

генератор сигнала частотой модуляции в виде мультивибратора на транзисторах VT2 и VT6;

усилитель сигнала частотой модуляции на транзисторе VT4;

ключевую схему на транзисторах VT3 и VT5, через которую подается сигнал несущей частоты с обмотки 7-8 трансформатора в нагрузку (вход путевого усилителя), подключаемую к выводам 3-31 блока;

выпрямитель, включающий в себя диодный мост VD1 со сглаживающим фильтром (стабилитрон VD2, конденсатор С7 и резистор R3); режим работы транзистора VT1 устанавливается делителем на резисторах R1 и R2.

Конденсаторы С1-С5 подключаются к обмотке 1-6 трансформатора внешними перемычками. Для более точной подстройки вместо вывода 6 трансформатора может использоваться вывод 5 или 4. С помощью конденсаторов генератор настраивают на различные частоты. Перемычку П на плате внутри блока устанавливают при настройке генератора, а перемычку между выводом 12 и одним из выводов 23, 21, 22, 13 или 11 внешнего разъема - на стативе с аппаратурой в зависимости от принятой для рельсовой цепи рабочей частоты. Перемычками 12-23, 12-21, 12-22, 12-13 и 12-11 генератор настраивают соответственно на частоты 425, 475, 575, 725 и 775 Гц.

Частота колебаний мультивибратора определяется времязадающими цепями С8, R13-R16 и R5-R8 и составляет 8 Гц. При установке внешних перемычек 41-33-42 из этих цепей исключаются резисторы R7, R8, R15 и R16 и мультивибратор начинает генерировать сигнал частотой 12 Гц.

Амплитудно-модулированньий сигнал (рис.1.7) снимается с выхода генератора (выводы 3-31) при установке перемычки между выводами 4 и 32. При нагрузке 470 Ом выходное напряжение должно быть не менее 1,5 В.

Рис.1.7 Форма сигналов несущей и модулирующей частот генератора ГРЦ.

Напряжение питания генератора 17,5 В частотой 50 Гц подается на выводы 1-2. Потребляемая мощность не превышает 8 ВА.

Ранее выпускался и находится в эксплуатации генератор ПГМ, который по своим параметрам идентичен генератору ГРЦ. Они являются взаимозаменяемыми приборами.

Путевой усилитель ПУ-1 предназначен для усиления сигналов рельсовой цепи и сигналов АРС (рис.1.8). Он содержит входной и выходной двухтактные каскады, работающие в ключевом режиме. Входной каскад выполнен на транзисторах VТ1 и VТ2 средней мощности, выходной каскад - на мощных транзисторах VТ3 и VТ4.

Рис.1.8 Схема путевого усилителя ПУ-1

Трансформатор Т1 усилителя служит для согласования входного сопротивления с выходным сопротивлением источника сигнала - генератора сигналов рельсовых цепей типа ГРЦ (ПГМ) или сигналов АРС типа ПГ-АЛСМ. Резистор R1 предназначен для стабилизации входного сопротивления усилителя и совместно с конденсаторами С5 и C6 в базовых цепях транзисторов VT1 и VT2 снижает вероятность самовозбуждения усилителя. С помощью трансформатора Т2 выполнена межкаскадная связь.

К выходному каскаду подключен защитный контур (демпфер), состоящий из диодов VD5 - VD8, конденсатора С4 и резистора R2, который защищает транзисторы VТ3 и VТ4 от импульсных воздействий со стороны рельсовой линии. В качестве нагрузки выходного каскада усилителя используется трансформатор ПТЦ. Мощный выпрямитель на кремниевых диодах VD1-VD4 со сглаживающим фильтром, состоящим из дросселя L и конденсаторов С1 и С3, питает цепи транзисторов. Питающее напряжение 17,5 В частотой 50 Гц подается на выводы 1-2 блока.

Входное сопротивление усилителя составляет примерно 400 Ом, выходная мощность - 40 ВА при выходном напряжении примерно 30 В (выводы 3-4).

Путевой трансформатор ПТЦ используется в качестве выходного для усилителя ПУ-1 или ПУ-2 (рис.1.9). Его первичная обмотка (выводы 1-2-3) подключается к выходу усилителя, при этом вывод 2 соединен с положительным полюсом источника питания усилителя (вывод 23 для ПУ-1 и выводы 83-72 для ПУ-2). Со вторичной обмотки трансформатора сигнал подается на путевой фильтр рельсовой цепи или АРС. Напряжение регулируется различным подключением выводов вторичной обмотки трансформатора.

Рис.1.9 Схема трансформатора ПТЦ

Номинальная мощность трансформатора ПТЦ не менее 50 ВА в диапазоне частот 75-775 Гц. Ток холостого хода при напряжении на выводах 1-3 первичной обмотки 30 В не более 300 мА.

Обмотка I трансформатора ПТЦ имеет выводы 1-2 и 2-3 по 50 витков у каждой полуобмотки, напряжение на холостом ходу на каждой из них 15 В.

Данные обмотки II трансформатора ПТЦ:

Выводы 4-5 5-6 7-8 9-10 10-11 11-12 12-13

Число витков 50 50 20 10 5 3 2

Напряжение, В, при холостом ходе 15 15 6 3 1,5 0,9 0,6

Фильтрпитающего конца рельсовой цепи ФП предназначен для ограничения спектра АМ-сигнала, поступающего с усилителя ПУ-1, а также для защиты усилителя от непрерывных и импульсных перенапряжений, возникающих в рельсовой линии.

Используются две модификации фильтров: ФП-8,9 и ФП-11, 14,15. Фильтр ФП-8,9 (рис.1.10) применяется при передаче сигналов рельсовой цепи с несущей частотой 425 или 475 Гц, а фильтр ФП - 11, 14, 15 (рис.1.11) - соответственно 575, 725 или 775 Гц.

Схемы фильтров отличаются значением индуктивности трансформатора Т и набором емкостей конденсаторов.

Рис.1.10 Схема фильтра ФП-8,9 Рис.1.11 Схема фильтра ФП-11,14,15

Конденсатор С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7

Емкость конденсаторов, мкф для фильтров: ФП-8, 9 2,0 1,0 1,0 0,5 0,5 0,25 0,25

ФП-11, 14, 15 2,0 1,0 0,5 0,25 0,25 0,25 -

В фильтре ФП-11,14,15 для более точной настройки в резонанс предусмотрена возможность последовательного включения конденсаторов С5 и С6 для получения емкости 0,125 мкФ.

Рекомендуемые настроечные емкости и соответствующие внешние перемычки для различных несущих частот рельсовой цепи:

Фильтр ФП-8, 9 ФП-11, 14, 15

Частота, Гц 425 475 575 725 775

Расчетная емкость, мкФ 4,0 3,25 3,77 2,375 2,125

Рекомендуемые перемычки 71-73-82 71-73-82 71-72-73-82 71-72-81 71-81

Выходное напряжение в кабельную линию снимается с выводов 11-12 фильтра. Полоса пропускания фильтра для "гладкого" сигнала составляет 32 Гц, избирательность по соседнему каналу 10 дБ, входное сопротивление на резонансной частоте 6 - 7 Ом. Фильтром ФП выделяется основная гармоника из сигнала прямоугольной формы, поступающего на его вход с путевого усилителя ПУ-1. На выходе фильтра сигнал рельсовой цепи имеет синусоидальную форму (рис.1.12).