浅议在信号系统中rc电路应用

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1、浅议在信号系统中RC电路应用　　【摘要】当道岔挤岔时如不及时处理容易造成设备的损坏，设计并加装相应的RC电路模块，当道岔挤岔时切断电动转辙机动作电源，从而保护电动转辙机，延长电动转辙机使用寿命。【关键词】RC电路；时间继电器；电动转辙机；挤岔报警1.现状分析现代铁路用道岔电动转辙设备都有挤岔报警装置，当道岔挤住东西不能转动到位时，在控制台处通过响铃或语音报警通知操作人员道岔现在挤岔、需要及时处理。而在操作人员没有处理的情况下，电动转辙机一直处于摩擦转动状态，此状态直接影响电机的使用寿命，严重的话会直接烧毁电机。鉴于此种情况，本研究课题的目的就是转辙机的保护装置，可以通过设备来保护电动

2、转辙机。为保护电动转辙机不被烧毁只需要把动作电切断就可以实现，如何在挤岔的情况下切断动作电就是需要研讨的方向。2.解决思路5以微机联锁系统为例：挤岔报警是通过系统记录某组道岔失去表示后，一定时间内（单动单机牵引10秒左右）道岔仍没有表示则报挤岔报警。该电路系统可通过增加一个接口，由系统提供一个开关量控制继电器，进而控制电动转辙机的动作电源。所以不同的系统有不同的实现方式，在这里我们探讨一种简单通用的方式，能够适用于所有的电动转辙机。3.具体方案及原理分析3.1RC电路原理RC电路是由电阻R、电容C、电动势E与开关K彼此相互串联构成的有源闭合回路，当开关K合上后，一段时间内，电路中有电

3、流I通过，电动势E通过电阻R向电容C充电，电容器上的电压Uc逐渐升高，因R、C、E是常量，而Uc、I是变量，故根据回路电压定律，可得：E=I*R+Uc（1）因为△t时间内，电路中任意横截面上的平均电流等于电量的变化量，即I=dQ/dt，也就是说电流I是电容C上的电荷Q对时间t的导数。另根据电容器的定义，Q=CUc，因此：I=dQ/dt=d（CUc）/dt=CdUc/dt（2）用（2）式代入（1）式得：E=RCdUc/dt+Uc（3）将方程（3）进行分离变量得：dUc/（E-Uc）=dt/RC，两边积分：（4）5对于（3）式一个含有未知函数Uc（t）的微分方程，其初始条件，开关K刚合上

4、的瞬间时t=0，这时电容器上的电压变化量Uc为零，即：（Uc/t=0）=0（5）其中a是任意常数，把初始条件（4）式代入（5）式得a=-LnE，把a的值代入（5）式得-Ln（E-Uc）=1/RC.t-LnE，整理可得；LnE-Ln（E-Uc）=（1/RC）*t（6）即：t=RC*Ln[E/（E-Uc）]（7）对（7）式去对数，变为E/（E-Uc）=et/rc，最后得到Uc=E（1-1/et/rc）。可见，电容器两端电压的变化与时间的指示函数e-t/RC有关，电容器充电速度与R和C的大小有关，即C越大，充至同样电压所需的电荷越多，Uc上升的也就越慢，R越大，充电电流就越小，Uc上升也就

5、越慢。3.2方案设计继电器是电子电路中常用的一种元件，一般由晶体管、继电器等元器件组成的电子开关驱动电路中，往往还要加上一些附加电路以改变继电器的工作特性或起保护作用。继电器的附加电路主要有如下三种形式：5（1）继电器串联RC电路：电路形式如图1所示，这种形式主要应用于继电器的额定工作电压低于电源电压的电路中。当电路闭合时，继电器线圈由于自感现象会产生电动势阻碍线圈中电流的增大，从而延长了吸合时间，串联上RC电路后则可以缩短吸合时间。原理是电路闭合的瞬间，电容C两端电压不能突变可视为短路，这样就将比继电器线圈额定工作电压高的电源电压加到线圈上，从而加快了线圈中电流增大的速度，使继电器

6、迅速吸合。电源稳定之后电容C不起作用，电阻R起限流作用。（2）继电器并联RC电路：电路形式见图2所示，电路闭合后，当电流稳定时RC电路不起作用，断开电路时，继电器线圈由于自感而产生感应电动势，经RC电路放电，使线圈中电流衰减放慢，从而延长了继电器衔铁释放时间，起到延时作用。（3）继电器并联二极管电路：电路形式见图3所示，主要是为了保护晶体管等驱动元器件。当图中晶体管VT由导通变为截止时，流经继电器线圈的电流将迅速减小，这时线圈会产生很高的自感电动势与电源电压叠加后加在VT的c、e两极间，会使晶体管击穿，并联上二极管后，即可将线圈的自感电动势钳位于二极管的正向导通电压，此值硅管约0.7

7、V，锗管约0.2V，从而避免击穿晶体管等驱动元器件。并联二极管时一定要注意二极管的极性不可接反，否则容易损坏晶体管等驱动元器件。选用第二种方案即可实现该功能，相应电路如下：5原理分析：图4为时间继电器时间控制部分及时间继电器线圈，图5为时间继电器控制的电动转辙机动作回路。现在状态为常态，当转动道岔时，一启动继电器吸起，时间继电器失电，由RC单元电容放电保持时间继电器吸起，延时一段时间后，时间继电器落下，切断电动转辙机动作回路以起到保护作用。切断动作回路后一