Компенсатор помех в гармоническом низкочастотном сигнале
Владельцы патента RU 2754372:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ)) (RU)
Изобретение относится к средствам компенсации помех в гармоническом низкочастотном сигнале рельсовых цепей и АЛС. Компенсатор содержит режекторный фильтр, подавляющий сигнальное напряжение с частотой 25 и/или 75 Гц, инвертирующий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным единице, суммирующий трехобмоточный трансформатор, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены согласно. При этом вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены через режекторный фильтр к первичной обмотке инвертирующего трансформатора и к одной первичной обмотке суммирующего трансформатора, другая первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке инвертирующего трансформатора, а вторичная обмотка суммирующего трансформатора подключена к входу приемника сигналов. Причем режекторный фильтр выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора. Достигается повышение помехоустойчивости приемников сигналов в рельсовых цепях и АЛС. 1 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и обеспечивает повышение помехоустойчивости приемников сигналов в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации за счет компенсации помех.
Уровень техники
Известны устройства для подавления помех в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации [1]. Однако они не обеспечивают требуемой степени подавления помех, обладающих широким частотным диапазоном и большим изменением во времени амплитуд.
Известно устройство для компенсации помех в приемнике автоматической локомотивной сигнализации, подключаемое к входу приемника и снабженное режекторным фильтром, усилителем и сумматором и подстроечным усилителем [2]. Однако устройство относительно сложно, а качество подавления помех зависит от качества настройки соответствующих элементов.
Известно также устройство, в котором компенсатор помех, подключаемый к входу приемника, снабжен режекторным фильтром, усилителем и алгебраическим сумматором [1]. Однако достаточно сложно выбирать коэффициент усиления, обеспечиваемый усилителем и определяющий качество.
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в аппаратуре рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации.
В этой аппаратуре используются электрические фильтры на резонансных контурах, построенных на катушках индуктивности и конденсаторах. Вызвано это тем, что сигнальные токи в рельсовых цепях и автоматической локомотивной сигнализации имеют несущие частоты в нижней части звукового диапазона, на которых наиболее эффективны такие фильтры.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приемников рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации за счет увеличения степени подавления помех при исключении необходимости внесения для этого сложных схемных или конструктивных изменений.
Задача достигается тем, что компенсатор помех снабжен дополнительно инвертирующим трансформатором с коэффициентом трансформации, равным единице, и суммирующим трехобмоточным трансформатором, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены согласно, причем вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены через режекторный фильтр к первичной обмотке инвертирующего трансформатора и к одной первичной обмотке суммирующего трансформатора, другая первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке инвертирующего трансформатора, а вторичная обмотка суммирующего трансформатора подключена к входу приемника сигналов; причем режекторный фильтр выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора.
Краткое описание чертежей
На чертеже - Блок-схема устройства представлена блок-схема компенсатора помех.
Осуществление изобретения
Устройство содержит инвертирующий трансформатор 1 с коэффициентом трансформации, равным единице, первичная обмотка которого через режекторный фильтр, выполненный в виде параллельно соединенных катушки индуктивности 2 и конденсатора 3, подключена к вторичной обмотке изолирующего трансформатора рельсовой цепи или к выходу приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации, к которым подключена также одна первичная обмотка суммирующего трансформатора 4. Вторичная обмотка инвертирующего трансформатора 1 подключена к другой первичной обмотке суммирующего трансформатора 4, вторичная обмотка которого подключена к входу приемника сигналов 5.
Устройство работает следующим образом:
Напряжение на вторичной обмотке изолирующего трансформатора рельсовой цепи или на выходе приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации, каждое из которых содержит сумму напряжений полезного сигнала и помех 
, поступает на режекторный фильтр, который существенно ослабляет полезный сигнал 
. Поэтому на вход инвертирующего трансформатора поступает практически только напряжение помех 
, который изменяет фазу напряжения помех 
на 180°, и это напряжение подается на одну из первичных обмоток суммирующего трансформатора. На другую первичную обмотку этого трансформатора поступает сигнал, содержащий сумму напряжений полезного сигнала и помех 
. Поскольку первичные обмотки суммирующего трансформатора соединены согласно, выходной сигнал его равен разности сигналов 
и 
. В результате компенсатор существенно ослабляет помехи в принимаемом из рельсовой линии сигнале.
Таким образом, снабжение компенсатора помех указанными элементами, обеспечивает существенное ослабление мощных помех от переменного тягового тока в рельсовых линиях, возникающих при сгущении потока поездов или движении тяжеловесных поездов, а также обеспечивает практически полное подавление помех на аппаратуру автоматической локомотивной сигнализации от магнитного поля рельсов, неравномерно намагниченных по их длине. Это обеспечивает снижение сбоев в работе приемников сигналов в рельсовых цепях и в системах автоматической локомотивной сигнализации, в результате чего достигается повышение безопасности движения поездов и уменьшение потерь в поездной работе вследствие снижения количества появлений на напольных или локомотивных светофорах ложных сигналов, требующих снижения скорости поезда.
Испытания компенсатора в лабораторных условиях на компьютере и нп физической модели подтвердили его работоспособность и высокую эффективность.
Источники информации
1. Шаманов В.И. Электромагнитная совместимость систем железнодорожной автоматики и телемеханики. - М: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 244 с.
2. Шаманов В.И., Пультяков А.В., Трофимов Ю.А. Приемное устройство для автоматической локомотивной сигнализации. Патент РФ №59010 от 10.12. 2006 г.
Компенсатор помех в гармоническом низкочастотном сигнале рельсовых цепей или автоматической локомотивной сигнализации, содержащий режекторный фильтр, который подавляет сигнальное напряжение с частотой 25 и/или 75 Гц, отличающийся тем, что он снабжен дополнительно инвертирующим трансформатором с коэффициентом трансформации, равным единице, и суммирующим трехобмоточным трансформатором, две первичные обмотки которого имеют одинаковое количество витков и соединены согласно, причем вторичная обмотка изолирующего трансформатора рельсовой цепи или выход приемных локомотивных катушек автоматической локомотивной сигнализации подключены через режекторный фильтр к первичной обмотке инвертирующего трансформатора и к одной первичной обмотке суммирующего трансформатора, другая первичная обмотка которого подключена ко вторичной обмотке инвертирующего трансформатора, а вторичная обмотка суммирующего трансформатора подключена ко входу приемника сигналов; причем режекторный фильтр выполнен в виде параллельно соединенных катушки индуктивности и конденсатора.
