Модели железных дорог
Шрифт:
Для изменения напряжения в блоке управления можно использовать шестипозиционный переключатель галетного типа, к которому подключают промежуточные выводы вторичной обмотки, предназначенные для питания моделей локомотивов, соответствующие напряжению 2 В.
Для преобразования переменного тока в постоянный служат полупроводниковые выпрямители: селеновые, кремниевые или германиевые, собранные по определённой схеме. Селеновые выпрямители представляют собой столбики круглых, квадратных или прямоугольных элементов, подбор которых осуществляют из расчёта, что на каждый элемент приходится напряжение 20 В при токе 40 мА на 1 см2. Недостатками селеновых выпрямителей являются их большой объём и потеря свойств со временем.
Более совершенными выпрямительными элементами являются кремниевые или германиевые диоды. Для выпрямления переменного тока в блоках управления можно рекомендовать следующие диоды:
| Марка
| Д7А | Д7Ж | Д202 | Д205 | Д214 | Д214А | Д221 | Д226 | Д231 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Предельный ток, мА | 300 | 300 | 400 | 400 | 5000 | 10000 | 400 | 300 | 10000 |
| Повторяющееся напряжение, В | 50 | 400 | 100 | 400 | 100 | 100 | 400 | 400 | 300 |
В блоке управления применена двухполупериодная мостовая схема выпрямителя со встроенным в одно из плеч потенциометром RP. Преимуществом такой схемы является возможность плавного перевода однополупериодного выпрямления тока в двухполупериодное, что обеспечивает плавное трогание, разгон, замедление и остановку, а также медленное движение модели локомотива при максимальной силе тяги. Трогание модели локомотива осуществляют увеличением напряжения ступенчатым регулятором от 0 до 12 В при включенном потенциометре (Rmax), затем потенциометр плавно выключают (R– > 0), обеспечивая разгон модели до максимальной скорости. Остановку локомотива осуществляют в обратной последовательности. График выходного напряжения при максимальном сопротивлении потенциометра, изменения его величины от максимального до минимального значения, а также при R=0 изображён на рис. 87. В блоке управления можно использовать потенциометр сопротивлением до 50 Ом, мощностью 1 — 2 Вт, применяемый в радиотехнике.
Рис. 87. Графическое изображение выходного напряжения при различных величинах сопротивления потенциометра RP
Для предохранения обмоток трансформатора и выпрямителя от перегрузок и коротких замыканий в схеме предусмотрена защита, состоящая из резистора R, который ограничивает ток до допустимого значения. Красная Е2 и зелёная Е1 лампы служат для сигнализации о работе защиты. При нормальной работе, когда в цепи нет ни перегрузок, ни коротких замыканий, ток протекает через резистор R, нагрузку M и параллельно включенную лампу Е1. Горение лампы свидетельствует о нормальной нагрузке, В случае короткого замыкания зелёная лампа Е1 гаснет, так как на обоих зажимах имеется одинаковый потенциал и единственным потребителем в цепи является резистор R. Вследствие большого тока, протекающего через резистор, на его выводах появляется разница потенциалов и загорается красная лампа Е2. Сопротивление резистора R рассчитывают по закону Ома. Например, напряжение на выходе блока управления равно 16 В, а допустимый максимальный ток 10 А, тогда
Rкз = U / I = 16 / 10 = 1,6 Ом.
При потреблении тока 2 А падение напряжения на резисторе составит
URкз = RкзIпотр = 1,6 • 2 = 3,2 В,
а подаваемое напряжение
Uм = U– URкз = 16 - 3,2 = 12,8 В,
что вполне допустимо.
Далее необходимо определить мощность резистора
PRкз = URкзImax = 1,6 • 10 = 16 Вт.
Резистор с такими характеристиками можно сделать из спирали электроплитки, подобрав по приборам отрезок спирали с соответствующим сопротивлением.
Для изменения полярности напряжения цепи постоянного тока можно использовать переключатель (тумблер) типа TП1-2.
В настоящее время всё большее распространение получают электронные блоки управления с импульсным регулированием, у которых выходное напряжение и частота импульсов остаются постоянными, а меняется отношение ширины импульса и скважины, что обеспечивает высокую плавность регулирования скорости движения моделей.
На рис. 88 представлена принципиальная электрическая схема электронного блока управления с выходным напряжением 12 В и отношением ширины импульса к скважине 1:4. Изменение ширины импульса получают на выходе мультивибратора, настроенного на частоту 100 Гц. Базы транзисторов VT1 и VT2 подключены через потенциометр R1 , которым осуществляется управление. С увеличением напряжения на базе одного транзистора пропорционально понижается напряжение на базе другого, Следовательно, меняется время открытия транзисторов, а это приводит к изменению ширины импульса и скважины. Транзисторы VТ3, VТ4 и VT5 работают как усилительные. Схема защиты выходного транзистора от токов короткого замыкания, построенная на транзисторах VT6 и VT7, допускает протекание через транзистор VT5 только максимального расчётного тока. При нормальной работе схемы, когда ток потребителя не превышает расчётного значения, транзистор VT6 закрыт, а транзистор VT7 открыт. В этом случае ток протекает через транзистор VT7 и резистор R10 (0,5 Ом), к которому подсоединена база транзистора VT6. При увеличении тока, вызванном превышением расчётной нагрузки или коротким замыканием, падение напряжения на резисторе R10 увеличится, транзистор VT6 откроется, а транзистор VT7 закроется, Сопротивление на переходе эмиттер-коллектор транзистора VT7 значительно возрастет, и ток пройдет через лампу Е и резистор R11, где суммарное сопротивление меньше. Горящая лампа Е будет сигнализировать о перегрузке или коротком замыкании.
Рис. 88. Принципиальная электрическая схема электронного блока управления, Характеристики и типы комплектующих изделий:
R1 — 25 ком
R2 — 680 Ом
R3, R5 — 1 кОм
R4 — 12 кОм
R5 — 12 Ом
R7 — 150 Ом/2 Вт
R8 — 100 Ом/2 Вт
R9 — 1500 Ом
R10 — 0,5 Ом/1 Вт
R11 — 330 Ом/1 Вт
R12 — 470 Ом
C1, С2 — К50-6 (1 мкФ, 30 В)
С3 — К50-6 (50 мкФ, 30 В)
С4 — К50-6 (200 мкФ, 30 В)
VD1, VD2 — КД208 А
Е — 6 В/5 мА
VT1, VT2, VT3, VT6 — КТ361Б
VT4 — КТ814А
VN5, VT7 — KT818A
S — ТП1-2
2. Автоматическое управление стрелочными переводами и сигналами
Автоматическое управление стрелочными переводами и сигналами на макетах железной дороги осуществляется при помощи электромагнитных реле соленоидного типа. Зарубежные предприятия, изготавливающие модели железных дорог, выпускают много типов различных приводов, которые, как правило, встроены в основание стрелочного перевода, светофора или семафора.