ZD6转辙机综合实训装置的研制

卢 伟，段龙华，魏宏波

(1.郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 451460；2.河南禹亳铁路发展有限公司，河南 许昌 461000)

道岔转辙设备是铁路信号设施中非常重要的室外三大设备之一。ZD6直流电动转辙机是轨道交通领域应用较广泛的转辙机。为适应我国铁路事业的快速发展对人才的需求，突显铁路专业办学特色，加强铁道信号专业实训条件的建设，研制了ZD6直流电动转辙机综合实训装置，可以帮助铁路部门及铁路院校学生更好地掌握ZD6直流电动转辙机的操作与维护。

1 装置概述

ZD6直流电动转辙机综合实训装置可通过控制台操纵按钮控制转辙机的向定位转换和向反位转换的动作。同时，通过控制台盘面上的指示灯给出对应的定位表示和反位表示。当转辙机转换不到位或者故障时，也能给出相应的表示。学员可以人为地设置故障断点，模拟故障现象，进行故障处理练习。该装置不受现场信号设备维护方式的限制，模拟现场情景使学员产生身临其境的感觉。该装置采用双继电器组合，其中有一个组合为学员焊接演练专用组合，可以训练学员的施工焊接水平，从而达到常规现场教学无法达到的教学效果。

2 实训装置整体结构设计

ZD6直流电动转辙机综合实训装置主要由电源模块、转辙机控制台、继电器组合架、分线盘、终端电缆盒以及直流转辙机等几部分组成。电源模块可提供24 V及220 V直流电源，转辙机控制台上包含定位和反位表示灯及定位和反位操作按钮。继电器组合架上安放两个继电器组合，分别是继电器组合1和继电器组合2，每个继电器组合中都包含道岔表示电路和道岔启动电路。继电器组合1用于正常操作转辙机及故障处理练习，继电器组合2用于学员焊接演练，采用选择开关选择两个组合的使用。装置整体结构如图1所示。

图1 综合实训装置整体结构图

3 实训装置电源设计

直流转辙机电源采用分散稳压DC 220 V/16 A直流转辙机标准电路，输出DC 220 V/16 A，输出端设防雷单元。采用双模块同时供电，若某一模块故障，另一模块自动承担所有负载，供电无中断。

道岔表示电源为MPR-J220/3型交流稳压电源模块，输出AC 220 V/2 A，其输出端也设有防雷单元。

继电器电源为220 V/50 Hz交流电源，经过变压器降压后，再经过隔离器向两个MPR-Z24/20开关电源模块供电，模块输出为DC 24 V/16 A。

4 实训装置电路设计

实训装置电路主要由两部分组成，第一部分是道岔启动电路，第二部分是道岔表示电路。道岔启动电路控制转辙机进行转换，当道岔启动电路动作完毕时，接通道岔表示电路，将转辙机转换后的实际位置反映在控制台盘面上，通过控制台盘面上的定位和反位表示灯进行显示。本设计中的四线制道岔控制电路的定位1、3排接点闭合时，第二道岔启动继电器吸起，反位2、4排接点闭合时，第二道岔启动继电器落下。

4.1 道岔启动电路

道岔启动继电器采用分级控制方式，首先由第一道岔启动继电器检查联锁条件，然后由第二道岔启动继电器控制电动机的旋转方向，最后直流电动机转动。道岔启动电路原理图如图2所示。

图2 道岔启动电路工作原理图

操作转辙机从定位转向反位，第一阶段为第一道岔启动继电器励磁，第二阶段为第二道岔启动继电器转极，第三阶段为第一道岔启动电路形成自闭电路，即电动机电路为220 V电源正极→第一道岔启动继电器(1-2)→第一道岔启动继电器(12-11)→第二道岔启动继电器(111-113)→分线盘X2→电缆盒2→自动开闭器(11-12)→电动机定子绕组(2-3)→电动机转子绕组(3-4)→电缆盒5→分线盘X4→第一道岔启动继电器(21-22)→第二道岔启动继电器(121-123)→220 V电源负极。

操作转辙机从反位转向定位，第一阶段为使第一道岔启动继电器励磁，第二阶段为第二道岔启动继电器转极，第三阶段为第一道岔启动电路形成自闭电路，即电动机电路为220 V电源正极→第一道岔启动继电器(1-2)→第一道岔启动继电器(12-11)→第二道岔启动继电器(111-112)→分线盘X1→电缆盒1→自动开闭器(41-42)→电动机定子绕组(1-3)→电动机转子绕组(3-4)→电缆盒5→分线盘X4→第一道岔启动继电器(21-22)→第二道岔启动继电器(121-122)→220 V电源负极。

4.2 道岔表示电路

道岔表示电路所用电源由变压器供给，该变压器是变压比为2：1的BD1-7型道岔表示变压器,其初级输入电压为交流220 V，次级输出电压为110 V。定位表示继电器和反位表示继电器线圈并联有4 μF500 V的电容。电路中还串接有二极管。道岔表示电路原理如图3所示。

图3 道岔表示电路工作原理图

当转辙机转换到定位或反位后，自动开闭器动作接点断开第一道岔启动继电器(1-2)线圈自闭电路，使第一道岔启动继电器失磁落下，第一道岔启动继电器第一组后接点接通道岔表示电路。

道岔转换到定位时，定位表示继电器的励磁电路为变压器(3)→分线盘X3→电缆盒3→移位接触器(04-03)→自动开闭器(14-13)→自动开闭器(34-33)→二级管(1-2)→自动开闭器(32-31)→自动开闭器(41)→电缆盒1→分线盘X1→第二道岔启动继电器(112-111)→第一道岔启动继电器(11-13)→第二道岔启动继电器(131-132)→定位表示继电器(1-4)→变压器(4)。

从表示电路中可以看出，通过转辙机自动开闭器的定位表示接点接通电路，经二极管将交流电进行半波整流，整流后的正向电路方向正好与定位表示继电器的励磁方向一致，使定位表示继电器吸起。

当道岔转换到反位时，自动开闭器反位表示接点接通，二极管反接在表示电路中，改变了半波整流后电流的方向，使反位表示继电器吸起。反位表示继电器的励磁电路为变压器(3)→分线盘X3→电缆盒3→自动开闭器(44-43)→移位接触器(02-01)→自动开闭器(24-23)→二极管(2-1)→自动开闭器(22-21)→自动开闭器(11)→电缆盒2→分线盘X2→第二道岔启动继电器(113-111)→第一道岔启动继电器(11-13)→第二道岔启动继电器(131-133)→反位表示继电器(4-1)→变压器(4)。

道岔转辙设备是使机车车辆从一个股道转向另一个股道的线路连接设备，操作和维护道岔转辙设备已成为电务工作人员和铁路院校学员必须学习和掌握的技能。ZD6转辙机综合实训装置，以教学需求为研发导向，不仅可以带给学员现场教学的真实感觉，同时相较于现场设备更加符合教学需求，适合广大铁路部门和铁路院校教学使用。

[1]吕海富.ZYJ7电液转辙机综合实训台的研制[J].铁道通信信号,2013,49(9):32-34.

[2]秦武.城市轨道交通综合实训系统的设计与实现[J].城市轨道交通研究,2013(1):77-81.

[3]蒋建华,梁德坚,张智.转辙机控制单元综合实训平台:中国,CN104978881A[P].2015-10-14.

[4]齐群,苏煜.S700K型转辙机道岔控制实训装置:中国,CN102982719A[P].2013-03-20.