Электронная аппаратура ТРЦ. Генератор путевой

Конспект  по  теме:   

             Электронная аппаратура ТРЦ. Генератор путевой.

Предназначен для формирования и усиления АМ сигналов рельсовой цепи с частотами от 420 до 780 Гц при любом виде тяги поездов с возможностью установки на рамах релейных стативов и шкафов.

 По допустимым значениям механических и климатических  воздействий ГП относятся к группам МС2 и К3.

Генератор ПГМ  и  ГРЦ предназначены для применения в устройствах железнодорожных линий и метрополитена.

Технические данные:

1. Диапазон рабочих температур окружающей среды  для   ПГМ   от    +5  до  +40   у   ГРЦ    от  - 40 до +65⁰С.

2. Питание ГП должно осуществляться от источника однофазного переменного тока 50Гц, номинальное напряжение 17,5 В с допустимыми отклонениями  от           16,7 до 18,4 В.

3. Потребляемая    мощность  не превышает  8 Ватт.

Рекомендуемые материалы

4.    Величины действующих значений выходного синусоидального сигнала ( выводы   3 -4 ) несущих частот ГП при подключенной нагрузке (сопротивление       470 Ом ) должно быть в пределах   5Вольт.  При   установке   перемычки   между   выводами   4 - 32  на   выходе   генератора  ( выводы   3  - 31 )   образуется   частотно – модулированный   сигнал   с   несущей   и   модулированной  частотами   на   которые   настроен   генератор. 

  Устройство и принцип работы.

Электрическая схема содержит следующие функциональные узлы:

· Выпрямитель.

· Генератор  несущей   частоты.   модуляции;

· Генератор  модулирующих   частот,  выполнен   в   виде   мультивибратора.

· Усилитель.

Принципиальная схема генератора путевого приведена на              рисунке №. 2.1.

Источник питания постоянного тока состоит из выпрямительного моста  ВД -1, со   сглаживающим    фильтром   состоящим   из  R - 1   R- 4  и С – 7 и стабилетрона  VD – 2.

    Питание ГП обеспечивает от путевого трансформатора ПОБС-2А с номинальным напряжением 17,5 В. Генератор несущей частоты ивыполнен   на   кремниевом   транзисторе  VT1. 

 Рабочая   точка   каскада   устанавливается с   помощью   делителя  состоящего   из   R1  и   R2.   В эмиттер  транзистора   VT1  включена   обмотка  2 – 3  трансформатора  TV.

   Конденсаторами   С1 – С5  подключенными   внешними   перемычками  к   обмотке   1 – 6 TV , генератор   настраивается   на   различные   частоты.

 При установке  перемычки  12 – 23  генерируется   частота  420Гц,  а   при   перемычке  12 – 21   480Гц.

 Перемычками  12 – 22,  12 – 13,  12 – 11  генератор  настраивается  на   частоты   соответственно   580,  720,  780Гц.

 Напряжение   несущей  частоты   генератора   снимается   с   выходной   обмотки  7 – 8  трансформатора   TV.

 Генератор  модулированных  частот выполнен  виде   мультивибратора   на   транзисторах   VT2  и  VT6.

 Частота  сигнала  генерируемого  мультивибратором   определяется   времязадающими   цепями  C8, R14,   R15,   R16,   R17  и С9,  R6,   R7,   R8,   R9   и   равна  - 8Гц. 

 При   установке   внешних   перемычек   33 – 41 – 42  из   времязадающих   цепей   исключаются   резисторы  R8,   R9,   R16   и  R17. В результате   мультивибратор  начинает  генерировать   сигнал   частотой  12Гц.

 Импульсы   генерируемые   мультивибратором   усиливаются   транзистором   VT4. 

 На   вход   этого   транзистора  ( эмиттер – база )   подается   сигнал   с   резистора   R10,   включенного   в   эмиттер   транзистора  VT2. 

 Если   транзистор  VT2   открыт   то   по   резистору  R10   протекает   коллекторный   ток.   Образующееся   на   резисторе   падение   напряжения,   открывает   транзистор   VT4   так   как   к его   базе   прикладывается   отрицательный   по   сравнением   с   эмиттером   потенциал. 

 Если   транзистор   VT2   закрыт   то   закрыт   и   усилительный   транзистор   VT4.   С   коллектора   транзистора   VT4   усиленный   сигнал  модулирующей   частоты   поступает   на   вход   ключа. 

 Он  выполнен   на   транзисторах   VT3  и   VT5.   В  проводящем   ( замкнутом )   его   состоянии    закрыт   транзистор   VT4   и   на   его   коллекторе   присутствует   отрицательный   потенциал. 

 Транзисторы  VT 3  и   VT5   в   этом   случае   открыты   и   проводят   обе    полуволны  переменного   тока   несущей   частоты   подаваемого   через   ключ   ( перемычка   4 -  32 )  в   нагрузку    (  вход   путевого   усилителя ) ,   подключаются  к   выводам     3  -   31   блока.

  Для   каждой   полуволны   переменного   тока    один   транзистор   включен   в   прямом   направлении   другой   -  в   инверсном  ( скомпенсированный   ключ ).   В  результате   условия   прохождения   каждой   волны    через   ключ   идентичны.          

ГП представляет собой конструкцию, собранную на базе реле НШ с использованием его колодки в качестве несущей части блока.

Таблица настройки перемычек ГРЦ.

Примечание к таблице:

· выводы питания – 1 - 2;

· выходные выводы   – 3 -  31.

 

 ПУТЕВОЙ   УСИЛИТЕЛЬ   ПУ -  1

              Используется   для   усиления    сигналов   предназначенных   для 

работы   рельсовой   цепи

.              Путевой   усилитель   ПУ – 1  выполнен   по   двухкаскадной   схеме.

              Оба   каскада   усиления   двухтактные.    Первый   каскад   собран   на   транзисторах    средней   мощности,  второй   на   мощных   транзисторах.

             На   входе   усилителя   установлен   трансформатор   ТV1,   согласующий   его входное   сопротивление   с   выходным   сопротивлением    источника   усиливаемого   сигнала,   например   генератора   ПГМ. 

            Межкаскадная   связь  выполнена     с   помощью   трансформатора  ТV2.

.           Выходной  каскад   нагружен  на   трансформатор   ПТЦ

.   Оба   каскада   путевого   усилителя   работают   в   ключевом   режиме.   Это   позволяет  снизить   до   минимума   потери  в   усилителе    и  получить   относительно   высокий   к.п.д.   равный  0,85  с   учетом   потерь   в   трансформаторах.

         В   ключевом   режиме   транзисторы   находятся   в   двух  состояниях:   полностью   открытые   и   падение   напряжения   на  них  

близко   к   нулю   или   полностью   закрыты   и   тогда   ток   через  них   близок   к   нулю.

           В  обоих   состояниях   потери   мощности   внутри   транзисторов  невелики,   что   значительно   облегчает   условия   работы   транзисторов.

          При   работе   выходного   каскада   в   режиме   холостого   хода  транзисторы  

 VT3    и   VT4   находятся   в   режиме   глубокого   насыщения,   их   входное   сопротивление   резко   уменьшается,   вследствии   чего   резко    возрастает   ток  

            Проходящий   через   обмотки  1    и   2  трансформатора   TV2 ,   а   значит   и   обмотки   3   коллекторного   тока    транзисторов   VT1   и   VT2.         

              Транзисторы   обоих   каскадов    включены   по   схеме   с   общим  эмиттером,   однако   нагрузка   включена   в   цепи   эмиттеров. 

              Это   позволяет   электрически   соединить   все   коллекторы   транзисторов   и   применить   для   отвода   тепла   один   общий    радиатор   что   упрощает   конструкцию   усилителя. 

             Путевой   усилитель   защищен   от   атмосферных   перенапряжений   защитным   контуром  

( демпфером ),   состоящим   из   диодов   VD5 -  VD8,   конденсатора    С4   и   резистора   снижающего   пиковой   напряжение. 

             Для   повышения   надежности   действия   путевого   усилителя   максимальное    рабочее    напряжение   и   ток  

   предусмотрены   в   2,5  меньше   предельно   допустимых. 

             При  нормальной   работе   конденсатор   с4  заряжается   до   некоторого   напряжения. 

              При   возникновении   в   нагрузке   импульсных   всплесков   амплитуда   которых   превышает  напряжение   заряженного   конденсатора   С4,   происходит   дополнительный   его   заряд,   который   протекая   через   сопротивление   нагрузки   усилителя создает   в   ней   падение   напряжения.      

             В   результате   этого   амплитуда   импульса   прикладывается   к   транзисторам   не   полностью   а   уменьшенной   на   падение   напряжения   на   нагрузке.  

             По   окончании   действия      импульса         конденсатор   С4   разряжается  на   резистор   R2   до   рабочего   напряжения   в   этом  

положении,   он   готов   для   накапливания   энергии   следующего   импульса.

             Эта  схема   предназначена   для   защиты   транзисторов   выходного   каскада  от   кратковременных   импульсных   воздействий,   но   она   не   защищает   от   длительных   воздействий   перенапряжений.

           Усилитель  питается   постоянным   током  от   имеющегося   внутри   блока   мощного   выпрямителя   на  кремниевых   диодах   VD1  -  VD4   и   сглаживающего   фильтра,   состоящего   из   дросселя   L   и   элекролитических   конденсаторов   С1  -  С3.  

         Переменный  ток   в  блок  питания   подается   от   сигнального   трансформатора   СОБС  - 2А   или   ПОБС   -5А.

         С   выхода   путевого   усилителя   сигнал   прямоугольной   формы   поступает   на   выходной   трансформатор. 

          Требуемое   для   питания   рельсовой   цепи   напряжение   выбирается   на  выводах   этого   трансформатора.       

3.3.  Фильтр  питающего  конца   Ф8, 9

Фильтр  ограничивает  спектр  амплитудно -  модулированного  сигнала  поступающего  с  путевого  усилителя  а  также  защищает  путевой  усилитель  от  перенапряжений  возникающих  в  рельсовой  линии.

 Фильтр  предсталяет  собой  последовательный  контур,  содержащий  индуктивность  трансформатора  TV  и  конденсаторы.  Входной  сигнал   подается  на  выводы  11 – 71.

 Выходное  напряжение   снимается  с выводов  11 – 12 .  Коэффициент  трансформации  на  выходе  (  приблизительно   1,3 )  обеспечивает  требуемое  согласование   с  кабельной   линией   из  условий  получения   входного   сопротивления  питающего  конца   рельсовой   равной   примерно  0,4 Ом.

 На частоту  475 Гц  фильтр  настраивается   конденсатором  С1  емкостью  2,0 мкФ  с  подключением   к  нему  в   зависимости   от  длинны   кабеля   подстроечными   конденсаторами. 

При  перестройке  на   частоту  425 Гц   устанавливаются   перемычки71 – 72   и  общая   емкость   увеличивается   на  емкость   конденсатора  С -  4  ( 0,5 мкФ. )  с   подключенными  к  нему   в   зависимости  от   длинны   кабеля   подстроечными   емкостями.

                                          

                                       Приемник путевой.

Приемник путевой ПП, ППМ предназначен для работы в составе аппаратуры контроля РЦ с частотами от 420 до 780 Гц при любом виде тяги поездов с возможностью установки на рамах релейных стативов и шкафов.

Диапазон рабочих температур от - 40 до +65⁰ С. Питание ПП, ППМ должно осуществляться от источника однофазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальное напряжения 17,5 В с допустимыми отклонениями от 15,7 до 18 В.

 Мощность потребления от источника однофазного тока не превышает 5 ВА.

Нагрузка ПП, ППМ – нейтральное малогабаритное реле постоянного тока типа АНШ2-1230 с параллельным включением обмоток.

Выпускается  10 типов  приемников.  Приемник  ПРЦ8 – 8  предназначен  для  приема  сигнала  с  несущей  частотой  420 Гц.  и  частотой  модуляции  8 Гц.

 Приемник  ПРЦ8 – 12  принимает  сигнал  с  той  же  несущей  частотой,  но  с  частотой  модуляции   12 Гц. 

Сигнал  с  несущей  частотой  480 Гц  и  частотой модуляции  8 Гц  принимается  приемником  ПРЦ 9 – 8.  Если  при  той   же  несущей  частоте,   частота  модуляции  равна  12 Гц  то  используется  приемник   ПРЦ9 – 12.

Остальные  6  типов  приемников  предназначены  для  приема  сигналов  с  несущими  частотами  580,  720,  и  780 Гц  и  частотой  модуляции  8  и  12 Гц.

  Приемники  разных  типов  подключаются   к  одной  паре  соединительного  кабеля.

 Для  исключения  неправильной  работы  путевых  реле  при  ошибочной  установке  приемника   одного  типа   вместо  другого,  эти  приемники  имеют  разные  выходные  выводы   для  подключения   реле.

        Поэтому  в   случае  неправильной  установки  приемников  путевые  реле  не  срабатывают.

 Для  приемников  ПРЦ8 – 8  и  ПРЦ 8 – 12  реле  подключаются  к  выводам  31 – 33, а  для  приемников  ПРЦ9 – 8  и  ПРЦ9 – 12  к выводам  31 – 13 .  Блок  питается  от  напряжения  17В.

                    Таблица подключения   выводов  приемника.