186294. lajstromszámú szabadalom • Foglaltság ellenőrző vasúti sínáramkör
7 186294 8 ség legyen a szabad állapotban levő sínszakasz A—B vágánypontján. A találmány szerinti sínáramkör működése a következő : Amikor az A és B vágányokból álló vágányszakaszon 9 járműtengely söntellenállásának hatására a vágányszakasz foglaltságának megfelelő állapot alakul ki, az addig közel konstans vágányfeszültség a nagy belső ellenállású üzemmódra való váltás miatt az adóoldalon is jelentős feszültségesést hoz létre. Az ismert sínáramkörökben a feszültséggenerátor foglaltság hatására bekövetkező feszültségesése általában csak kis mértékben játszott szerepet az érzékelésben, elsősorban a vevőre leosztottan jutó feszültség vagy teljesítményszint hatására érzékelték a foglaltsági állapotot. Ennek oka az, hogy ha a belső ellenállás olyan nagy lenne, ami jelentős feszültségesést hozna létre, akkor a ballasztfüggés is erős lenne. Ha viszont, mint a 156 402 lajstromszámú magyar szabadalom esetében, az érzékelési szakasz jelentős részén a generátor feszültsége foglaltság hatására nullára esik, a már részletezett elvi és gyakorlati hátrányok adódnak. A találmány szerinti tápegység elméleti U=f(I) kimeneti karakterisztikája a 2. ábrán látható, ahol az U0 névleges kimeneti feszültség a határterhelés eléréséig és az I0 határértékelés elérése után a kimeneten folyó közel állandó áram. Az ábrába szaggatottan bejelöltük az esetlegesen megnövekvő U) tápfeszültség hatására létrejövő kimenőfeszültséget. Az ábrából látható, hogy a kritikus terhelés helye gyakorlatilag nem függ a tápfeszültségtől. A 3. ábra az U=f(/Zt/) karakterisztika elméleti menetét mutatja, azaz a kimeneti feszültség változását a terhelő impedancia abszolút értékének függvényében. Látható, hogy a terhelés kritikus értékig (/Zskr/) a kimeneti feszültség terhelésfüggetlen (tehát ballasztfüggetlen); a kritikus érték után viszont a kimeneti feszültség U0-ról fokozatosan csökken a /Zt/ csökkenésével. Az ábrán /Zsmax/jelöli az előírt maximális söntimpedanciát, Usma!t az ennél eső feszültséget. A vevő érzékelési szintjét az Usmax és U0 közötti értékre kell megválasztani. Szaggatott vonallal berajzoltuk az esetleges megnövekvő tápfeszültségnél (a 2 feszültségstabilizátor hibája esetén) létrejövő üzemi görbét. Látható, hogy ez a folyamat a kritikus távolságra van befolyással (Zskr kisebb, mint Z2), de az (Jsmax értéke, így az érzékelési távolság is állandó marad, ami a rendszer szempontjából jelentős előny. Bizonyítható, hogy a példa szerinti megoldásnál, amíg a tengely az x, y és x', y' pontok között tartózkodik, és a 4 átalakító a kritikus terhelés alatt üzemel, a sönt mentén mérhető feszültség nem változik (Usmax állandó marad). Amennyivel a távolodó tengely miatt a generátor kimeneti feszültsége nő, olyan mértékben nő a soros impedancia és a sönt által alkotott osztó osztási aránya. A kritikus impedancián túl a söntön mérhető feszültség az x', y' pontig monoton csökken, majd attól távolodva monoton nő. Ellenkező irányból haladva értelemszerűen megfordul a változás jellege. Az ábrákon bemutatott megoldás csak példakénti kivitele a találmány szerinti sínáramkömek. A találmány keretein belül számos más kiviteli alak is lehetséges, mint erre az előzőekben utaltunk. A találmány szerinti sínáramkör legfőbb előnye, hogy egyidejűleg biztosítja a közel ballasztfüggetlen működést és az érzékelési hosszon belül a nagy és közel állandó vevőoldali feszültségváltozást a sönt hatására, miközben mentes a belengésre való hajlamtól. További előnye, hogy változó tápfeszültség (például a 2 feszültségstabilizátor hiánya vagy hibája) esetén legfeljebb a kritikus terhelő impedancia helye változik, de söntölésnél az érzékelési szakaszon belül a vevőre jutó feszültség nem. Előny még, hogy a vevőoldalon nem igényel olyan nagy jósági tényezőt, mint a régebbi megoldások többsége. Ha viszont nagy jósági tényezőjű vevővel építik meg, az eredő jósági tényező jelentősen megnő. Megfelelő méretezés esetén a generátor a vevőoldalon alkalmazott rövidzár (vagy váltóáramú rövidzár) jellegű terhelés esetén is jól működhet. Ez a hatáskörzet jobb behatárolását, kisebb ballasztfüggést és más előnyöket jelenthet. A sínáramkör ilyen elkészítése az elvi megoldás keretein belül csak méretezési problémát jelent. A megoldási mód nem korlátozza a modulálhatóságot és a leadott maximális teljesítmény is csak méretezés kérdése. így az érzékelő rendszer kialakítható dinamikus működésű vevővel, például váltott frekvenciás modulációval. A teljesítmény növelésével viszont az érzékeléssel egyidejűleg jelfeladás is lehetséges. Szabadalmi igénypontok 1. Foglaltságellenőrző vasúti sínáramkör, amelynek közvetlenül vagy négypóluson keresztül vágányra csatlakozó tápegysége, valamint a vágányra csatlakozó egy vagy több, tengelysöntöt érzékelő vevőegysége van, azzal jellemezve, hogy a tápegység tengelysönt-terhelést érzékelő áramkört, és ezzel kapcsolt, az érzékelt terheléstől függő karakterisztikájú átalakítót (4) tartalmaz, ahol az átalakító (4) a terhelés adott értékénél feszültséggenerátoros üzemmódból áramgenerátoros üzemmódra váltó kapcsolási elrendezéssel van kialakítva. 2. Az 1. igénypont szerinti vasúti sínáramkör, azzal jellemezve, hogy az érzékelő áramkör feszültségstabílizátorba (2) van beépítve, amellyel sorosan az átalakító (4) van csatlakoztatva és az átalakító (4) generátorként van kialakítva. 3. Az 1. igénypont szerinti vasúti sínáramkör, azzal jellemezve, hogy az érzékelő áramkör vezérelt áramgenerátorba (3) van beépítve, amelynek kimenete az átalakítóra (4) csatlakozik, amely transzverterként van kialakítva. 4. Az 1. igénypont szerinti vasúti sínáramkör, azzal jellemezve, hogy az érzékelőáramkör az átalakítóban (4) van elrendezve, amelynek bemenetére állandó egyenfe-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
