3.4 Проектирование путевых устройств автоблокировки

3.4.1 Задачи и этапы синтеза рельсовых цепей

При проектировании путевых устройств автоблокировки необходимо осуществить синтез рельсовых цепей.

Предметом синтеза рельсовых цепей является расчет структуры рельсовой цепи по заданным режимам ее работы. Под расчетом структуры понимается оп­ределение таких обобщенных ее параметров, которые определяют специфиче­ские особенности проектируемой рельсовой цепи, заданной структурной схемой.

Для типовых рельсовых цепей переменного тока с одноэлементным путе­вым приемником и изолирующими стыками обобщенными параметрами является следующий набор переменных:

{│Z_вхн^’│,φ_вхн^’, │Z_вхк│, φ_вхк ,l, r_и}, где (3.18)

│Z_вхн^’│,φ_вхн^’ - модуль и аргумент обратного входного сопротивления

передающей аппаратуры рельсовой цепи в начале рельсовой линии;

│Z_вхк│, φ_вхк - модуль и аргумент прямого входного сопротивления

приемной аппаратуры рельсовой цепи в конце рельсовой линии;

l - длина рельсовой линии;

r_и - сопротивление изоляции рельсовой линии.

При синтезе рельсовых цепей необходимо определить оптимальные зна­чения обобщенных параметров структуры исследуемой рельсовой цепи, обеспе­чивающих выполнение нормального, шунтового и контрольного режимов работы, для необходимых условий эксплуатации.

Первая задача синтеза. Определение оптимальных значений параметров приемно-передающей аппаратуры проектируемой рельсовой цепи, которые обес­печивают выполнение нормального, шунтового и контрольного режимов при максимально допустимой (предельной) длине рельсовой линии(l=l_max).

Математически первая задача синтеза для типовых рельсовых цепей пе­ременного тока представляется соответственно в следующем виде:

max{l}=F₁(│Z_вхн^’│,φ_вхн”, │Z_вхк│, φ_вхк ,l, r_и); (3.19)

Вторая задача синтеза. Определение оптимальных значений параметров приемо-передающей аппаратуры, которые обеспечивают выполнение нормально­го, шунтового и контрольного режимов работы проектируемой рельсовой цепи заданной длины при минимально допустимом сопротивлении изоляции рельсо­вой линии rи_мин .

min{r_и}=F₂(│Z_вхн^’│,φ_вхн”, │Z_вхк│, φ_вхк ,l, r_и). (3.20)

Для рельсовых цепей переменного тока целесообразно принять следую-

щие практически приемлемые допущения:

одинаковые значения входных сопротивлений по концам рельсовой ли­нии

│Z_вхн^’│=│Z_вхк│=│Z_вхо│ (3.21)

φ_вхн^’ =φ_вхк= φ_вхо

Принятые допущения сводят решение задачи синтеза к определению двух

переменных l_маx, │Z_вхо^opt│ (для рельсовых цепей переменного тока). Определение двух переменных осуще­ствляется на плоскости с использованием инженерных графоаналитических ме­тодов.

Таким образом, для определения искомых величин l_маx ,│Z_вхо^opt│ необходимо решить следующую систему из двух уравнений:

, (3.22)

где или

или

Для рассматриваемых типовых рельсовых цепей переменного тока эксплуатационные критерии безопасности определяются соответственно из следующих выражений:

(3.23), (3.24)

;

где - модуль сопротивления передачи основной схемы замещения типовых рельсовых цепей переменного тока в шунтовом режиме работы при наложении нормативного поездного шунта Rшн=0,06 Ом, в месте наихудшей шунтовой чувствительности и при условиях, наиболее неблагоприятных для шунтового режима;

- модуль сопротивления передач основной схемы замещения типовых рельсовых цепей переменного тока в нормальном режиме работы и при условиях, наиболее неблагоприятных для нормального режима;

- модуль сопротивления передачи основной схемы замещения типовых рельсовых цепей переменного тока в контрольном режиме работы и при условиях, наиболее неблагоприятных для контрольного режима;

N -аппаратурный коэффициент исследуемой рельсовой цепи (принимается N=1,7).

Тогда основная система уравнений для решения инженерной задачи син­теза типовых рельсовых цепей переменного тока примет вид:

(3.25)

На практике синтез рельсовых цепей осуществляется в три этапа: абст­рактный синтез, структурный синтез, параметрический синтез. При абстрактном синтезе решают ранее сформулированную задачу, то есть выбирают оптималь­ные значения входных сопротивлений приемо-передающей аппаратуры по кон­цам рельсовой линии. При этом используют основную схему замещения рельсо­вых цепей. Методика решения этой задачи не зависит от вида рельсовой цепи, схемы устройств согласования в начале и конце рельсовой линии, а всецело оп­ределяется только учитываемыми режимами работы.

В курсовом проекте решаются задачи абстрактного синтеза типовых рель­совых цепей.