盧 偉，段龍華，魏宏波

(1.鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南 鄭州 451460；2.河南禹亳鐵路發(fā)展有限公司，河南 許昌 461000)

道岔轉轍設備是鐵路信號設施中非常重要的室外三大設備之一。ZD6直流電動轉轍機是軌道交通領域應用較廣泛的轉轍機。為適應我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展對人才的需求，突顯鐵路專業(yè)辦學特色，加強鐵道信號專業(yè)實訓條件的建設，研制了ZD6直流電動轉轍機綜合實訓裝置，可以幫助鐵路部門及鐵路院校學生更好地掌握ZD6直流電動轉轍機的操作與維護。

1 裝置概述

ZD6直流電動轉轍機綜合實訓裝置可通過控制臺操縱按鈕控制轉轍機的向定位轉換和向反位轉換的動作。同時，通過控制臺盤面上的指示燈給出對應的定位表示和反位表示。當轉轍機轉換不到位或者故障時，也能給出相應的表示。學員可以人為地設置故障斷點，模擬故障現(xiàn)象，進行故障處理練習。該裝置不受現(xiàn)場信號設備維護方式的限制，模擬現(xiàn)場情景使學員產生身臨其境的感覺。該裝置采用雙繼電器組合，其中有一個組合為學員焊接演練專用組合，可以訓練學員的施工焊接水平，從而達到常規(guī)現(xiàn)場教學無法達到的教學效果。

2 實訓裝置整體結構設計

ZD6直流電動轉轍機綜合實訓裝置主要由電源模塊、轉轍機控制臺、繼電器組合架、分線盤、終端電纜盒以及直流轉轍機等幾部分組成。電源模塊可提供24 V及220 V直流電源，轉轍機控制臺上包含定位和反位表示燈及定位和反位操作按鈕。繼電器組合架上安放兩個繼電器組合，分別是繼電器組合1和繼電器組合2，每個繼電器組合中都包含道岔表示電路和道岔啟動電路。繼電器組合1用于正常操作轉轍機及故障處理練習，繼電器組合2用于學員焊接演練，采用選擇開關選擇兩個組合的使用。裝置整體結構如圖1所示。

圖1 綜合實訓裝置整體結構圖

3 實訓裝置電源設計

直流轉轍機電源采用分散穩(wěn)壓DC 220 V/16 A直流轉轍機標準電路，輸出DC 220 V/16 A，輸出端設防雷單元。采用雙模塊同時供電，若某一模塊故障，另一模塊自動承擔所有負載，供電無中斷。

道岔表示電源為MPR-J220/3型交流穩(wěn)壓電源模塊，輸出AC 220 V/2 A，其輸出端也設有防雷單元。

繼電器電源為220 V/50 Hz交流電源，經過變壓器降壓后，再經過隔離器向兩個MPR-Z24/20開關電源模塊供電，模塊輸出為DC 24 V/16 A。

4 實訓裝置電路設計

實訓裝置電路主要由兩部分組成，第一部分是道岔啟動電路，第二部分是道岔表示電路。道岔啟動電路控制轉轍機進行轉換，當道岔啟動電路動作完畢時，接通道岔表示電路，將轉轍機轉換后的實際位置反映在控制臺盤面上，通過控制臺盤面上的定位和反位表示燈進行顯示。本設計中的四線制道岔控制電路的定位1、3排接點閉合時，第二道岔啟動繼電器吸起，反位2、4排接點閉合時，第二道岔啟動繼電器落下。

4.1 道岔啟動電路

道岔啟動繼電器采用分級控制方式，首先由第一道岔啟動繼電器檢查聯(lián)鎖條件，然后由第二道岔啟動繼電器控制電動機的旋轉方向，最后直流電動機轉動。道岔啟動電路原理圖如圖2所示。

圖2 道岔啟動電路工作原理圖

操作轉轍機從定位轉向反位，第一階段為第一道岔啟動繼電器勵磁，第二階段為第二道岔啟動繼電器轉極，第三階段為第一道岔啟動電路形成自閉電路，即電動機電路為220 V電源正極→第一道岔啟動繼電器(1-2)→第一道岔啟動繼電器(12-11)→第二道岔啟動繼電器(111-113)→分線盤X2→電纜盒2→自動開閉器(11-12)→電動機定子繞組(2-3)→電動機轉子繞組(3-4)→電纜盒5→分線盤X4→第一道岔啟動繼電器(21-22)→第二道岔啟動繼電器(121-123)→220 V電源負極。

操作轉轍機從反位轉向定位，第一階段為使第一道岔啟動繼電器勵磁，第二階段為第二道岔啟動繼電器轉極，第三階段為第一道岔啟動電路形成自閉電路，即電動機電路為220 V電源正極→第一道岔啟動繼電器(1-2)→第一道岔啟動繼電器(12-11)→第二道岔啟動繼電器(111-112)→分線盤X1→電纜盒1→自動開閉器(41-42)→電動機定子繞組(1-3)→電動機轉子繞組(3-4)→電纜盒5→分線盤X4→第一道岔啟動繼電器(21-22)→第二道岔啟動繼電器(121-122)→220 V電源負極。

4.2 道岔表示電路

道岔表示電路所用電源由變壓器供給，該變壓器是變壓比為2：1的BD1-7型道岔表示變壓器,其初級輸入電壓為交流220 V，次級輸出電壓為110 V。定位表示繼電器和反位表示繼電器線圈并聯(lián)有4 μF500 V的電容。電路中還串接有二極管。道岔表示電路原理如圖3所示。

圖3 道岔表示電路工作原理圖

當轉轍機轉換到定位或反位后，自動開閉器動作接點斷開第一道岔啟動繼電器(1-2)線圈自閉電路，使第一道岔啟動繼電器失磁落下，第一道岔啟動繼電器第一組后接點接通道岔表示電路。

道岔轉換到定位時，定位表示繼電器的勵磁電路為變壓器(3)→分線盤X3→電纜盒3→移位接觸器(04-03)→自動開閉器(14-13)→自動開閉器(34-33)→二級管(1-2)→自動開閉器(32-31)→自動開閉器(41)→電纜盒1→分線盤X1→第二道岔啟動繼電器(112-111)→第一道岔啟動繼電器(11-13)→第二道岔啟動繼電器(131-132)→定位表示繼電器(1-4)→變壓器(4)。

從表示電路中可以看出，通過轉轍機自動開閉器的定位表示接點接通電路，經二極管將交流電進行半波整流，整流后的正向電路方向正好與定位表示繼電器的勵磁方向一致，使定位表示繼電器吸起。

當道岔轉換到反位時，自動開閉器反位表示接點接通，二極管反接在表示電路中，改變了半波整流后電流的方向，使反位表示繼電器吸起。反位表示繼電器的勵磁電路為變壓器(3)→分線盤X3→電纜盒3→自動開閉器(44-43)→移位接觸器(02-01)→自動開閉器(24-23)→二極管(2-1)→自動開閉器(22-21)→自動開閉器(11)→電纜盒2→分線盤X2→第二道岔啟動繼電器(113-111)→第一道岔啟動繼電器(11-13)→第二道岔啟動繼電器(131-133)→反位表示繼電器(4-1)→變壓器(4)。

道岔轉轍設備是使機車車輛從一個股道轉向另一個股道的線路連接設備，操作和維護道岔轉轍設備已成為電務工作人員和鐵路院校學員必須學習和掌握的技能。ZD6轉轍機綜合實訓裝置，以教學需求為研發(fā)導向，不僅可以帶給學員現(xiàn)場教學的真實感覺，同時相較于現(xiàn)場設備更加符合教學需求，適合廣大鐵路部門和鐵路院校教學使用。

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