專利名稱:鐵路點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)電子繼電器的制作方法
這是一種適用于各種機(jī)車的點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的中心設(shè)備。它通過機(jī)車感應(yīng)器和地面感應(yīng)器的偶合作用將地面信息反映到機(jī)車上來。
聯(lián)邦德國(guó)雜志《機(jī)車技術(shù)》(《Lokomotioechnik》)1964年第五期第99至108頁報(bào)道了一種Indusi感應(yīng)式自動(dòng)停車裝置，它的點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的電子繼電器是由晶體管振蕩器、晶體管推挽式放大電路、輸出變壓器和輸出回路等組成。其晶體管振蕩器的振蕩源是由電感和電容組成的諧振槽路，它的起振和停振受時(shí)間常數(shù)的影響，一般在音頻范圍內(nèi)需幾個(gè)毫秒才能建立。其輸出回路采用的是并聯(lián)連接方式。這種電子繼電器電路的頻率穩(wěn)定度不高，接收信息的反應(yīng)速度較慢，體積和重量也較大。
本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種新型點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)電子繼電器，它具有較高的頻率穩(wěn)定度和反應(yīng)速度，而且體積小，重量輕。
本發(fā)明由晶體管振蕩電路、晶體管開關(guān)繼電電路、晶體管推挽放大電路、輸出變壓器和輸出回路等組成。其晶體管振蕩電路的振蕩源為音叉。音叉振蕩器可有兩種，一種是電磁偶合式音叉振蕩器，另一種是壓電音叉振蕩器，本發(fā)明采用的壓電音叉振蕩器是將音叉和陶瓷壓電體直接偶合，所以位置不會(huì)發(fā)生變化。其振蕩頻率適用于雙頻點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)的頻率范圍。這種振蕩器的振蕩頻率比電感電容振蕩器穩(wěn)定得多，在振蕩頻率選用1200Hz和1700Hz時(shí)頻率穩(wěn)定度可達(dá)10－5～10－6／℃。
本發(fā)明的晶體管開關(guān)繼電電路，由兩個(gè)晶體三極管電路組成，兩個(gè)三極管互為相反工作狀態(tài)，即一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)則截止。由于晶體管的開關(guān)特性好，這樣不僅把整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)速度提高了50％，而且可做到溫度補(bǔ)償，適應(yīng)溫差的變化。其技術(shù)指標(biāo)可定為－40℃～＋60℃。
本發(fā)明的輸出回路采用的是串聯(lián)連接方式，這樣不僅有利于故障倒向安全，而且可以大大縮小輸出變壓器和脈沖變壓器的體積，減輕電子繼電器的重量。
圖1是點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)電子繼電器工作原理方框圖。其中(1)為音叉振蕩電路，(2)為晶體管開關(guān)繼電電路，(3)為晶體管推挽式放大電路，(4)為輸出變壓器，(5)為輸出回路。
圖2是壓電音叉晶體管振蕩電路，其中(6)為壓電音叉，(7)和(8)為晶體三極管，(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(55)、(56)為電阻，(18)、(19)、(20)為電容，(21)為電解電容。
圖3是晶體管開關(guān)繼電電路，其中(22)為警惕繼電器接點(diǎn)，(23)為脈沖繼電器(46)接點(diǎn)，(24)和(25)為晶體三極管，(26)為穩(wěn)壓二極管，(27)、(28)、(29)、(30)、(31)、(32)、(33)、(34)、(35)、(36)為電阻，(37)為電位器，(38)、(39)為電容，(40)為電解電容，(41)為反饋線。
圖4是輸出回路，其中(42)為機(jī)車感應(yīng)器線圈，(43)、(44)為脈沖變壓器，(45)為阻流圈，(46)、(47)為脈沖繼電器，(48)、(49)為二極管，(50)為電阻，(51)、(52)、(53)、(54)為電容。
圖1至4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例。平時(shí)電子繼電器電路處于工作狀態(tài)。
圖2所示的音叉晶體管振蕩器電路，(6)為壓電音叉振子，有一個(gè)固有振蕩頻率，這個(gè)固有振蕩頻率的數(shù)值與音叉的材質(zhì)和音叉的幾何尺寸有關(guān)，一般音叉振蕩頻率可用下式表示f0=0.162bL2EP(HZ)]]>其中E－材料的彈性系數(shù)(達(dá)因／厘米2)L－音叉腿的長(zhǎng)度(厘米)b－音叉腿的厚度(厘米)P－材料的密度(克／厘米3)壓電音叉振子產(chǎn)生的微弱振蕩信號(hào)經(jīng)晶體三極管(7)和(8)兩級(jí)放大器后，輸出到晶體管開關(guān)繼電電路(2)。由于壓電音叉的組成是壓電陶瓷片與音叉體直接膠合，所以壓電音叉有較高的輸出輸入阻抗，為提高放大器的輸入阻抗，使之與振蕩網(wǎng)絡(luò)相匹配，晶體管(7)放大器須使用共集電極電路，晶體管(8)放大器電路為得到更高的反饋電壓以維持音叉振蕩器的正常工作，采用了共發(fā)射極電路。晶體管(8)的發(fā)射極串接有負(fù)反饋電阻(16)，可使放大器的工作進(jìn)一步穩(wěn)定。
圖3所示的晶體管開關(guān)繼電電路中，晶體管(24)激勵(lì)級(jí)電路采用了射極跟隨器電路，其特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸出阻抗低。這樣可以保證音叉振蕩器的正常工作。
在通電后，沒有交流信號(hào)輸出的情況下，脈沖繼電器(46)得不到電壓，其接點(diǎn)(23)偏右，警惕繼電器也處落下狀態(tài)，其接點(diǎn)(22)接通，晶體管(24)沒有輸入交流信號(hào)，保證了晶體管(25)的基極電位為正電位，使其處于導(dǎo)通狀態(tài)。
在通電后，按壓了警惕按鈕，警惕繼電器吸起，其接點(diǎn)(22)切斷了晶體管(24)基極對(duì)地的短路線，使晶體管(24)工作，脈沖繼電器(46)得到直流電壓，其接點(diǎn)(23)偏左，當(dāng)警惕繼電器失磁后，仍能切斷晶體管(24)對(duì)地短路線，保持其處于工作狀態(tài)。另外從脈沖繼電器(46)負(fù)電壓的一端，經(jīng)反饋線(41)加到晶體管(25)的基極，使其為負(fù)電位，可保持晶體管(25)處于截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到地面信號(hào)點(diǎn)時(shí)，由于機(jī)車感應(yīng)器(42)和地面感應(yīng)器相互作用，使輸出回路(5)的交流電壓下降，導(dǎo)致脈沖繼電器(46)的電壓下降，由于反饋線(41)的作用，晶體管(25)的基極電壓由負(fù)變正，其工作狀態(tài)由截止變成飽和導(dǎo)通，從而短路了晶體管(24)的基極交流信號(hào)，使輸出回路的電壓繼續(xù)下降，脈沖繼電器(43)接點(diǎn)偏右，這樣晶體管振蕩器(2)輸出的交流信號(hào)被完全短路，使電子繼電器電路輸出為零。
由于使用了晶體管開關(guān)繼電電路(3)，使輸出回路中的交流電壓變化，通過反饋線(41)直接加到晶體管(25)的基極上，促使晶體管(24)及時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致電子繼電器電路沒有輸出。這樣提高了機(jī)車信號(hào)的反應(yīng)速度，可達(dá)到6毫秒，而若通過脈沖繼電器(46)的接點(diǎn)去切斷電子繼電器電路的輸出則要慢得多。
通過脈沖繼電器(46)、(47)的接點(diǎn)可動(dòng)作譯碼器電路，使機(jī)車信號(hào)得到與地面信號(hào)相對(duì)應(yīng)的顯示，同時(shí)發(fā)出音響報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)作出相應(yīng)措施，否則將啟動(dòng)制動(dòng)裝置，導(dǎo)致自動(dòng)停車。
當(dāng)司機(jī)聽到音響報(bào)警信號(hào)，按壓了警惕按鈕，警惕繼電器吸起，其接點(diǎn)(22)切斷了晶體管(24)輸入端對(duì)地的短路線，使穩(wěn)壓管(26)導(dǎo)通，輸入的交流信號(hào)加到晶體管(24)的基極上，經(jīng)放大后輸出到推挽放大級(jí)，這樣輸出回路也就得到了放大了的交流電壓。脈沖變壓器(43)次級(jí)得到的交流電壓經(jīng)二極管(48)的半波整流，脈沖繼電器(46)線圈兩端則得到一個(gè)直流電壓。其負(fù)電壓的一端經(jīng)反饋線(41)加到晶體管(25)的基極上，使其截止。當(dāng)警惕繼電器失磁后，雖然其接點(diǎn)(22)接通，但由于此時(shí)脈沖繼電器(46)的接點(diǎn)(23)已偏左，而且晶體管(25)也已截止，所以晶體管(24)仍可得到輸入交流信號(hào)，電子繼電器將保持工作狀態(tài)。
輸出回路(5)是采用串聯(lián)連接方式，即機(jī)車感應(yīng)器線圈(42)、脈沖變壓器(43)初級(jí)線圈、電容(52)、阻流圈(45)與輸出變壓器(4)的次級(jí)線圈是串聯(lián)連接。從安全角度上看，串聯(lián)電路能夠做到故障導(dǎo)向安全。另外，如要對(duì)輸出回路的機(jī)車感應(yīng)器(42)和電容(52)阻流圈(45)諧振頻率沒有影響，則要輸出變壓器(4)的次級(jí)線圈和脈沖變壓器(43)的初級(jí)線圈的電感量越小越好，這樣就可把輸出變壓器和脈沖變壓器做得很小，能直接安裝在印刷電路板上，對(duì)點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的體積縮小和減輕重量提供了良好的條件。
權(quán)利要求
1.一種用于鐵路點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的電子繼電器，由電感和電容諧振槽路為振蕩源的晶體管振蕩電路，晶體管推挽式放大電路(3)、輸出變壓器(4)和輸出回路(5)等組成。本發(fā)明的特征是由固體振蕩元件為振蕩源的晶體管振蕩電路(1)和晶體管開關(guān)繼電電路(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的電子繼電器，其特征是做為晶體管振蕩電路(1)振蕩源的固體振蕩元件為音叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的電子繼電器，其特征是晶體管開關(guān)繼電電路(2)和三極管(24)和(25)互為相反工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的電子繼電器，其特征是輸出回路(5)的機(jī)車感應(yīng)器(42)，脈沖變壓器(43)，電容(52)，阻流圈(45)和輸出變壓器(4)采用的是串聯(lián)連接方式。
專利摘要
鐵路點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的電子繼電器。這是一種適用于各種機(jī)車的點(diǎn)式機(jī)車信號(hào)總機(jī)的中心設(shè)備。采用固體振蕩元件如音叉為振蕩源，它的穩(wěn)定度可達(dá)10
文檔編號(hào)B61L13/00GK85202625SQ85202625
公開日1986年7月2日 申請(qǐng)日期1985年7月1日
發(fā)明者劉永慶 申請(qǐng)人:鐵道部沈陽信號(hào)工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan