Подключение кругового или овального пути, который можно собрать из рельсов, имеющихся в наборе железной дороги, может сделать каждый начинающий любитель. Чтобы иметь возможность выполнять простейшие маневры — прицеплять локомотив к поезду с обеих сторон, необходимо расширить схему добавлением одного пути с двумя стрелочными переводами, т. е. устройством разъезда с ручным управлением стрелочными переводами (рис. 93, а). Перпендикулярные штрихи на путях Б и В обозначают разрывы в рельсовой нити. Можно использовать готовое звено пути с таким разрывом или изготовить его самому. Для этого перепиливают лобзиком с пилкой по металлу рельс между двух шпальных креплений. Разрыв рельсовой нити можно также сделать на стыке двух рельсовых звеньев. В месте разрыва вынимают соединительный штырь и вместо него устанавливают пластиночку из изоляционного материала соответствующей толщины (текстолит, гетинакс).
В приведенной на рис. 93, а схеме внутренняя рельсовая нить разрывов не имеет и поэтому ее называют «общей» или «нулевой». Присоединение «нулевой» рельсовой нити к блоку управления производят проводом большего сечения, чем другие рельсовые участки, причем используют провод с изоляцией определенного цвета — обычно черного. При небольшой длине рельсового пути можно делать только один «нулевой» ввод, но при длине пути свыше 2—3 м необходимо устраивать два и более вводов, чтобы уменьшить падение напряжения, так как металлические рельсы обладают относительно большим внутренним сопротивлением. Подключение производят к звеньям пути, на которых имеются клеммы для подключения проводов, или провода припаивают непосредственно на наружную боковую сторону рельса. При частой разборке путей подводящие провода можно вставлять в рельсовые стыки.
Места подключения проводов к рельсам обозначают условно как четырехугольники и вычерчивают со стороны подключенной рельсовой нити. Таким образом, имеется схема с тремя изолированными участками. Рельсовые нити участков Б к В соединены со вторым зажимом блока питания через выключатели SA1 и SA2, а участок А непосредственно подключен к нему. По данной путевой схеме могут обращаться два поезда: один двигаться, а другой стоять на изолированном участке 5 или В. После прибытия поезда на свободный участок его можно остановить, выключив напряжение. Подключив другой участок, приводится в движение стоящий на нем поезд.
В последующем можно усовершенствовать схему, заменив ручные стрелочные переводы электромеханическими (рис. 93, б). Управление стрелочными переводами осуществляется тумблерами со средним положением SС1 и SСт2.
При использовании блока управления типа МЕ005 можно исключить «нулевой» провод, подводимый к стрелочным переводам, соединив «нулевые» клеммы стрелочных переводов с «нулевой» рельсовой нитью.
Несколько усовершенствовав схему (рис. 93, в), можно подавать напряжение на участки пути Б и В с одновременным переведением стрелочных переводов на подключенный участок.
Путевые схемы, изображенные на рис. 93, могут быть приняты за основу при постройке простейшего макета. Чтобы сделать макет более интересным и эффектным, можно автоматизировать схему, организовав движение двух поездов в одном направлении с попеременными остановками одного из них на разъезде.
Последний можно разместить как на видимой части макета, так и в тоннеле (см. рис. 25).
Для построения автоматизированной схемы (рис. 94) необходимо иметь два стрелочных перевода с электромеханическим приводом (Ст1, Ст2), реле типа 8410 с двумя переключающими контактами фирмы «Berliner TT Bahnen» (КС), два резистора (Rl, R2) сопротивлением 10—15 Ом, мощностью 1 Вт, два рельсовых контакта (SP1, SP2) и один выключатель (SA). Схема будет работать следующим образом: стрелочные переводы установлены в прямом направлении и поезд, движущийся в направлении от А к Б, входит на путь 1. После прохождения локомотивом разрыва рельсовой нити скорость движения уменьшится за счет падения напряжения на резисторе 1, через который подключен следующий участок пути. При наезде локомотива на контакт SP1 сработает реле КС, приведя в действие привод стрелочных переводов с установкой на боковой путь и обесточив участок пути перед локомотивом. Въехав на обесточенный участок, локомотив первого поезда остановится.
Движущийся следом поезд входит на боковой путь 2 разъезда, снижает скорость после прохождения разрыва рельсовой нити и при наезде на контакт SP2 включает реле КС, которое снова приводит в действие приводы стрелочных переводов с установкой на прямой путь, обесточивает участок пути 2 и подает напряжение на участок пути 1. Второй поезд остановится на обесточенном участке пути 2, а поезд, стоящий на пути 1, начнет движение. Таким образом, схема будет работать автоматически, чередуя остановку и отправление поездов. При выключении реле тумблером SA поезда будут проходить разъезд без остановки.
При устройстве на макете рассмотренной схемы необходимо принимать во внимание условие, что расстояние между стрелочным переводом Ст1 и контактами SP1 и SP2 должно быть несколько больше, чем самый длинный поезд, движущийся на макете. Если это условие не будет выполнено, то переключение стрелки Ст1 произойдет во время прохождения по ней вагонов поезда, что приведет к аварии на макете.
Все схемы подключения макетов,включая рассмотренные выше, можно разделить на три основные группы, остальные являются их комбинациями:
1) макет подключен к одному блоку управления:
а) путь разделен на участки, которые можно подключить к блоку управления (см. рис. 93, а, б). Участками могут быть отдельные станционные или деповские пути;
б) путь разделен на блок-участки, каждый из которых включается контактом светофора или семафора (см. рис. 93, г);
2) макет имеет несколько самостоятельных электрических контуров и несколько блоков управления. Каждый блок управления можно подключать к любому из контуров. В таком случае одним из блоков можно управлять движением определенного поезда по всему макету. На рис. 95 приведены типичные примеры таких схем, где для подключения участков применены тумблеры со средним положением или штырьковые разъемы;
3) на макете имеется несколько самостоятельных участков, каждый из которых подключен к собственному блоку управления. Последние в данном случае нельзя подключать к другим участкам. Следовательно, движением поезда можно управлять только в пределах одного участка макета. Такая схема подключения предпочтительна для больших макетов с несколькими участками.
На макетах, где применяется третья группа подключения, при переходе локомотива с одного участка на другой иногда возникают короткие замыкания. Чтобы исключить такие явления, необходимо иметь дополнительные участки, которые называют переходными. На рис. 96, а показан стык участков А и Б при одной общей рельсовой нити. Каждый из участков подключен к самостоятельному блоку управления. При движении локомотива в направлении от Л к Б при переходе с одного участка на другой в случае разных потенциалов на изолированных рельсовых нитях возникает короткое замыкание, которое можно не допустить при внимательном обслуживании макета. Однако при большом движении или при маневрах на станции это сделать очень трудно. Поэтому введенный переходный участок рекомендуется подключать при помощи телефонных ключей (рис. 96, б). Переходный участок условно обозначен как ПуАБ, а прилегающие участки — соответственно А и Б. Из схемы видно, что при разных полярностях локомотив остановится на переходном участке и будет продолжать движение только при одинаковой полярности. Длину переходного участка необходимо определять в зависимости от длины локомотива и его пробега по инерции при выключенном питании.
В случае применения на макете контактной подвески можно на одном пути управлять двумя локомотивами. Для этого контактную подвеску делят на участки так же, как и путь. Одна рельсовая нить снова будет общей, вторая будет служить для питания моделей паровозов и тепловозов, а модели электровозов будут получать ток от контактной подвески. Схема подключения показана на рис. 206.
Движение поездов на железных дорогах производится по сигналам светофоров или семафоров. Такую же сигнализацию используют и на макетах, но с той разницей, что на макете сигнал создает лишь внешний эффект, а управление производится при помощи реле и кнопочных устройств, которые связаны с сигналами. Чтобы локомотив остановился перед запрещающим сигналом, необходимо иметь участок пути, с которого в этом случае будет снято напряжение. Такой участок условно обозначим РуАБ (рис. 97) и назовем его разрешающим, так как при зеленом сигнале светофора движение будет открыто в направлении от А к Б. Так как показания светофора СвАБ действительны только в этом направлении, при обратном движении через разрешающий участок поезд должен двигаться с постоянной скоростью, независимо от сигнала светофора. Для этого изолированный рельс разрешающего участка подключают к прилегающим участкам через контакты реле светофора КСв и диод VD. Когда поезд движется в направлении от А к Б, правый (по направлению движения) рельс имеет положительную полярность, диод VD при этом закрыт и напряжение на разрешающий участок подается через контакты реле КСв в зависимости от сигнала светофора. При движении поезда в обратном направлении этот рельс имеет отрицательную полярность, диод VD открыт и пропускает ток от участка Б.
При удобном размещении сигналов на макете можно совместить переходные и разрешающие участки. На рис. 98 изображена схема подключения совмещенного участка АБ. Управление движением производится от двух блоков управления, подключенных к прилегающим участкам А и Б. Участок АБ огражден двумя светофорами СвАБ и СвБА, действующими соответственно направлению движения. В схеме применены реле телефонного типа с сопротивлением катушки RКАТ~ 1000 Ом и напряжением включения Uвкл< 8 В. При движении поезда в направлении от А к Б переключатель SA устанавливают в крайнее правое положение. Если участок Б не подготовлен к приему поезда, то переключатель SБ установлен в среднее положение, ток через него не проходит, реле КСвАБ выключено, на светофоре СвАБ горит красный сигнал, участок АБ обесточен и локомотив на нем останавливается. Когда участок Б подготовлен к приему поезда, переключатель SБ устанавливают в крайнее правое положение, при этом срабатывает реле КСвАБ, своим нормально разомкнутым контактом подает напряжение на участок АБ, переключает красный сигнал светофора СвАБ на зеленый, и локомотив начинает движение на участок Б. При наезде локомотива на контакт SP1, размещенный за светофором СвАБ, включается реле К1, которое своим нормально разомкнутым контактом становится на самоподпитку (через нормально замкнутый контакт реле К2), а нормально замкнутым контактом разрывает цепь катушки реле КСвАБ. Реле КСвАБ выключается, снимая напряжение с участка АБ, и на светофоре СвАБ загорается красный сигнал. При проходе локомотивом последующего светофора СвАБ1 и наезде на рельсовый контакт SP2 включается реле К2, которое своим нормально замкнутым контактом разрывает цепь самоподпитки реле К1. Реле К1 выключается и своим нормально замкнутым контактом включает реле КСвАБ, на участок АБ подается напряжение, а на светофоре СвАБ загорается зеленый сигнал. При движении в одном направлении нескольких поездов светофор СвАБ и участок АБ будут работать как при автоблокировке. При движении поезда в направлении от Б к А схема работает аналогично, но будут задействованы светофор СвБА, реле КСвБА, КЗ, К4 и контакты SP3, SP4.
Чтобы еще больше приблизить эффект движения поездов к тому, что мы видим на настоящей железной дороге, можно относительно простым способом воспроизвести его плавную остановку перед запрещающим сигналом и плавное трогание с места при включении разрешающего сигнала. Для этого перед разрешающим участком делают еще несколько промежуточных участков Пу (рис. 99, а). Длина каждого промежуточного участка должна быть такая же, как и разрешающего. Количество участков зависит от длины пути, на котором размещают промежуточные участки.
С увеличением числа промежуточных участков улучшается плавность замедления и разгона поезда. При зеленом сигнале светофора или при движении от Б к А поезд проезжает промежуточные участки с постоянной скоростью. Работу схемы рассмотрим при трех возможных вариантах:
а) поезд движется от Л к Б при зеленом сигнале светофора.
На правой рельсовой нити участка А имеется положительный потенциал и реле светофора КСв включено. Диоды VDРу, VDПу1, VDПу2 и VDПу3 свободно пропускают положительный потенциал и, следовательно, на промежуточные участки Пу1. Пу2, Пу3 и Ру подается такое же напряжение, как и на участок А;
б) поезд движется в направлении от Б к А и на светофоре горит красный сигнал.
Реле светофора КСв выключено и его контакт разомкнут. На «нулевой» рельсовой нити участка А имеется отрицательный потенциал. В таком случае диоды свободно проводят ток и промежуточные участки оказываются под тем же напряжением, как и участки Б и А. Поезд движется по всем участкам с одинаковой скоростью;
в) поезд движется от участка А к участку Б при красном сигнале светофора.
На «нулевой» рельсовой нити участка А имеется положительный потенциал, но контакт реле светофора КСв разомкнут. В таком случае диоды VDРу, VDПу1, VDПу2 и VDПу3 не проводят ток, и напряжение постепенно гасится на резисторах RПу3, RПу2 и RПу1. Скорость при этом понижается и на разрешающем участке Ру поезд остановится. Для плавного трогания с места и разгона поезда после открытия светофора можно использовать схему, изображенную на рис. 99, б. Схема работает автоматически в том случае, если поезд перед светофором остановился. Для прохождения поездом светофора при зеленом его сигнале в питающую цепь необходимо поместить дополнительный переключатель S, который следует переключать вручную. Схема работает аналогично, как и схема плавной остановки, только переключатель S в случае остановки поезда подает напряжение в цепь 3, а в случае прохода поездом светофора — в цепь 1.
Подбор резисторов, применяемых в схемах плавной остановки и разгона поезда (см. рис. 99), производят на основании расчета. Исходными данными являются ток, потребляемый моделью локомотива, и минимальное напряжение, при котором модель продолжает движение. Например, ток, потребляемый моделью, составляет Imaх= 0,3 А, а минимальное напряжение Umin= 2,5 В. Тогда, чтобы получить устойчивое движение на последнем участке, падение напряжения при трех промежуточных участках на каждом из них должно составлять 3 В. Следовательно, сопротивление каждого резистора RПу= Uт/I= 3/0,3= 10 Ом, а мощность P = UI = 3*0,3= 0,9 Вт.
Резисторы с такими характеристиками лучше всего изготовить самому.
Диоды для схем, изображенных на рис. 97 и 99, подбирают по величине тока, потребляемого моделью локомотива (для данного примера подходят диоды типа Д7А или Д202). Для изготовления резисторов и подбора диодов можно воспользоваться рекомендациями, изложенными при расчете блоков управления в п. 1 настоящей главы.
Интересное впечатление производит устройство на двухпутных участках макета автоблокировки с трехзначной сигнализацией (рис. 100). Наряду со световыми показаниями светофоров и остановкой поезда перед красным сигналом можно обеспечить снижение скорости перед желтым сигналом, работу сигнализации при движении поезда по неправильному пути, а также предупредить наезд поезда на вагоны, оставшиеся на перегоне при разрыве впереди идущего поезда. Чтобы наглядно проследить за работой автоблокировки с трехзначной сигнализацией, количество блок-участков на перегоне желательно иметь не менее четырех. Протяженность каждого блок-участка должна быть больше длины поезда. Первый и последний блок-участки перегона могут быть связаны соответственно с выходным и входным светофорами станций.
Принцип работы схемы заключается в том, что при зеленом и желтом сигналах светофора, свидетельствующих о свободных блок-участках, реле включено, а при занятом участке и красном сигнале светофора — выключено. Такая работа приводит к несколько большему потреблению тока, но надежность схемы возрастает.
Источник питания должен иметь на выходе постоянное напряжение 16 В и мощность, достаточную для питания реле всех блок-участков, сигнальных ламп светофоров и локомотивов, движущихся по перегону.
В схеме используют одинаковые по характеристикам реле постоянного тока телефонного типа с напряжением включения не выше 10—12 В, сопротивлением катушек 200— 1500 Ом, имеющие не менее трех переключающих, одного нормально замкнутого и одного нормально разомкнутого контактов, а также резисторы, сопротивление которых определяют расчетом в зависимости от характеристик реле. Работу схемы автоблокировки рассмотрим поэтапно одновременно с расчетом ее элементов.
В качестве примера возьмем реле со следующими характеристиками: сопротивление катушки Rк= 1400 Ом, ток начала движения и ток отпускания ярма Iнд=Iотп= 7 мA, ток притяжения Iпр= 10 мА.
Кoгда блокучастки Б и В свободны, на светофоре СвБ горит зеленый сигнал и реле КБ включено (рис. 101, а), ток проходит через резисторы R1, R3 и катушку реле. Тогда сопротивление цепи тока Rmах можно определить по закону Ома:
Rmax= R1 + R3 + RKB = (Uпит/Iпр= 16/0,01= 1600 Ом,
а сумма сопротивления резисторов составит:
R1+ R3= Rmax-RKB= 1600- 1400= 200 Ом.
Сопротивление резисторов можно принять одинаковым Rl = R3 = 100 Ом.
При входе локомотива на блок-участок Б между рельсами параллельно реле КБ и резистору R3 подключен электродвигатель Ml (рис. 101, б), причем основной ток проходит через электродвигатель, так как сопротивление его значительно меньше сопротивления катушки реле. Чтобы в этот момент произошло выключение реле КБ, через него должен протекать ток менее 7 мА. Тогда максимальное напряжение для этой фазы работы схемы составит:
Uотп≤Iотп(RKБ+RЗ) = 0,007(1400+ 100)= 10,5 В.
При напряжении на рельсовых нитях менее 10,5 В реле КБ выключится, переключая сигнал светофора СвБ с зеленого на красный. Падение напряжения, обеспечивающее выключение реле при входе локомотива на блок-участок, происходит вследствие того, что в цепь последовательно двигателю Ml, имеющему сопротивление 30—50 Ом, оказывается включен резистор R1 сопротивлением 100 Ом. Падение напряжения на резисторе R1 и двигателе Ml поделится пропорционально их сопротивлению и реле КБ выключится. Однако падение напряжения на резисторе R1 может оказаться весьма значительным и вызовет резкое уменьшение частоты вращения якоря электродвигателя и его остановку. Чтобы избежать этого и подавать на двигатель стабильное напряжение UM= 10 В, в цепь параллельно резистору R1 подключают резистор R2. Величина сопротивления резистора R2 зависит от тока, потребляемого двигателем локомотива; поэтому ее рассчитывают для всех типов локомотивов, обращающихся по участку. Например, ток двигателя Iм1= 0,2 А, тогда
(Uпит - Uм)R1 (16-10) 100
R2 = ------------------------ = --------------------------- = 40,7 Ом
(Iпр + Iм)R1 - (Uпит - Uм) (0,007 + 0,2) 100 - (16-10)
соответственно для других типов двигателей:
Величину R2 принимают по среднему значению (в нашем примере R2 ~ 25 Ом). Если ограничиться этим, то у локомотивов с большим потреблением тока напряжение питания будет ниже, а у локомотивов с меньшим потреблением тока — наоборот, что в свою очередь также отразится на скорости движения. Для устранения этого нежелательного явления в цепь параллельно с резистором R2 включают стабилитрон VS и резистор R4. Можно использовать стабилитроны типа Д815А или Д815Б, имеющие ток стабилизации около 1 А и напряжение соответственно 5,6—6,2 и 6,1—7,5 В. Величину сопротивления резистора R4 рассчитывают по среднему напряжению определенного типа стабилитрона и для различных по потребляемому току двигателей. Например, при стабилитроне Д815А
R4= Uср/Iм1= 5,9/0,2= 29,5 Ом,
для других типов двигателей соответственно:
Iм2=0,ЗА; R4'=20,3 Ом;
IмЗ=0,5А; R4"= 11,8 Ом.
Принимают среднее значение сопротивления резистора R4 ~ 20 Ом.
Так как резисторы R2 и R4 оказываются включенными параллельно, их можно заменить одним резистором R5:
R2*R4 25*20
R5 = Rэкв = ----- = ------- = 11 Ом.
R2+R4 25+20
Когда первый поезд покинет блок-участок Б и разрешающий участок РуБ (рис. 101, в), выключится реле KB, переключив своими контактами сигналы светофора СвВ с зеленого на красный, а светофора СвБ с красного на желтый. Следующий по перегону вслед за первым второй поезд, входя на участок Б, должен уменьшить скорость, поэтому в цепи предусмотрен резистор R6, включенный последовательно с резистором R5 и стабилитроном VS, снижающий напряжение на блок-участке Б при выключенном реле КВ. Сопротивление резистора R6 рекомендуется принимать в пределах 5—15 Ом, а мощность — около 2 Вт. Однако в зависимости от мощности используемых локомотивов могут потребоваться резисторы с несколько иными характеристинами, определяемыми опытным путем при наладке схемы.
Следуя дальше, локомотив второго поезда входит на разрешающий участок РуВ, расположенный перед светофором СвВ, на котором горит красный сигнал. В этот момент в цепь последовательно двигателю М2, кроме резисторов R6, R5 и стабилитрона VS, оказывается включенным резистор R3. За счет включения резистора R3 напряжение в цепи уменьшится настолько, что локомотив остановится перед красным сигналом.
Когда первый поезд покинет блок-участок В и разрешающий участок РуГ, выключится реле КГ, которое через свой переключающий контакт выключит из цепи резистор R3 и подключит разрешающий участок РуВ через резисторы R6, R5 и стабилитрон VS, подавая на него пониженное напряжение. Сигнал на светофоре СвВ сменится с красного на желтый, и второй поезд с небольшой скоростью тронется на блок-участок В.
Для организации движения поездов по неправильному пути, т. е. пути, предназначенному для встречного движения, изолированные рельсы разрешающих участков подключены к блок-участкам через диоды VD.
Чтобы предупредить наезд поезда на вагоны, оставшиеся на перегоне при разрыве поезда, идущего впереди, последние вагоны должны иметь какой-либо потребитель тока (лампу освещения или резистор). Оставаясь на перегоне, такой вагон включен в электрическую цепь блок-участка подобно локомотиву. Величину сопротивления установленного в вагоне потребителя тока определим из условия, что при нахождении его на блок-участке напряжение на рельсовых нитях будет менее 10,5 В, т. е. окажется недостаточным для включения реле:
R1 Uотп 100-10.5
Rmax = —————————----------------- = ----------------------------- = 219 Ом
Uпит -Uотп(1+ R1/ (R3+Rк) 16-10,5 (1+100 / (100+1400) )
Следовательно, любой включенный в цепь блок-участка потребитель тока, имеющий сопротивление менее 219 Ом, предотвратит включение реле, и на светофоре блок-участка останется гореть красный сигнал. Таким образом, при эксплуатации поездов, последние вагоны которых оборудованы потребителем тока, смена сигналов на светофорах будет происходить только после проследования по блок-участку последнего вагона.
Приведенный расчет схемы автоблокировки позволит подобрать характеристики ее элементов при использовании других типов реле и при наладке работы схемы. Если использовать реле с другими параметрами, то значения Iнд, Iотп, Iпр, R можно получить, проверив работу реле на электростенде (рис. 101, г).
На участках макета с наклонным профилем пути можно автоматически изменять силу тяги и скорость локомотива в зависимости от того, движется ли поезд на подъем или под уклон (рис. 102, а). При движении поезда на подъем ток проходит через диод VD (диод типа Д7А) и на участок подается максимальное напряжение. Когда поезд по участку движется в обратном направлении, под уклон, полярность тока изменена, диод VD будет закрыт. Ток проходит через резистор R, где напряжение падает и соответственно уменьшается скорость движения локомотива. Beличину сопротивления резистора R принимают в пределах 4—8 Ом.
Для автоматической остановки локомотива на тупиковых путях станций, вокзалов или в здании депо участок пути перед тупиковым упором, по протяженности соответствующий длине локомотива и его пробегу при снятом напряжении, подключают через диод VD (рис. 102, б). При входе локомотива за разрыв рельсовой нити он останавливается, так как диод VD закрыт и участок перед тупиковым упором обесточен. При изменении полярности диод VD пропускает ток, и локомотив начинает двигаться в обратном направлении.
Дистанционное включение электроприводов стрелочных переводов с пульта управления макета рекомендуется производить тумблерами. С помощью тумблеров можно быстро подготовить стрелочную улицу или маршрут для приема поезда, а положение тумблера достаточно наглядно свидетельствует о положении стрелочного перевода, даже если нет обратной сигнализации на пульте управления. При срабатывании электропривода отключение напряжения выполняет концевой выключатель. Однако, если из-за механической неисправности или по другой причине стрелка переведется не полностью, то концевой выключатель не сработает. Поэтому, чтобы предотвратить перегорание электропривода при использовании тумблеров, в «общий» провод от блока управления до зажима «Земля» стрелочного перевода устанавливают кнопку SB (рис. 103). Тумблерами готовят маршрут следования поезда, а затем нажатием кнопки включают напряжение и приводят в действие электроприводы стрелочных переводов. Продолжительность нажатия кнопки не должна превышать 2 с. При использовании готовых блоков управления и электроприводов одной кнопкой можно одновременно включать до трех стрелочных переводов.
На небольших домашних макетах моделисты вынуждены из-за недостатка места применять в путевой схеме петли возврата. Такие петли иногда устраивают и на территории депо для поворота локомотивов (поворотные петли). Электрическое подключение такой петли требует дополнительных устройств для предотвращения коротких замыканий. На рис. 104, а изображена такая петля с указанием места, где может возникнуть короткое замыкание. Устранить это не сложно, но необходимо помнить несколько основных правил и задаться определенной программой прохождения поезда через петлю возврата.
При ручном управлении движением поездов и при условии, что стрелочный перевод всегда будет установлен на боковой путь, можно применить переключатель типа «тумблер» (рис. 104, б). Постоянную установку стрелочного перевода на боковой путь можно осуществить постановкой дополнительной пружины в механизме стрелочного перевода. В таком случае при выходе из петли колеса поезда будут «взрезать стрелку», хотя на настоящей железной дороге это является грубым нарушением Правил технической эксплуатации. При входе локомотива на участок А поезд остановится и будет стоять до тех пор, пока не будет изменена полярность напряжения и не переключен переключатель S. После выполнения этих операций поезд будет продолжать движение. Чтобы иметь световую сигнализацию об обстановке на петле возврата, схему можно дополнить двумя лампами, расположенными на пульте управления (рис. 104, в). Лампа красного цвета горит при остановке поезда и гаснет при изменении полярности напряжения переключателем S. При этом подается напряжение и загорается лампа зеленого цвета. Из-за того что при снятом напряжении гаснут обе лампы, не рекомендуется использовать такое устройство, как светофор, что на первый взгляд казалось бы возможным.
Следующим способом управления движением поездов в петле возврата является схема с применением четырех диодов (рис. 104, г). Через стрелочный перевод Ст, установленный на боковой путь, поезд входит в петлю.
Диоды VD1 и VD4 проводят ток, а диоды VD2 и VD3 закрыты. Поезд остановится на участке В. При изменении полярности напряжения диоды VD2 и VD3 проводят ток, и поезд продолжает двигаться. Стрелочный перевод может работать, как описано в первом случае или от ручного привода.
Существует схема подключения петли возврата с автоматическим управлением. Для этого необходимо применить электромагнитное реле соленоидного типа, источник переменного тока и два рельсовых контакта. На рис. 104, д, е изображены схемы безостановочного прохода поездом петли возврата с сигнализацией о состоянии стрелочного перевода. Когда поезд проходит через стрелочный перевод на боковой путь (см. рис. 104, д), при проходе через контакт SP1 последний замыкается, включается цепь и стрелочный перевод устанавливается в положение «Прямо», а электромагнитное реле переключает полярность перегонного участка. При прохождении петли возврата, когда поезд проходит через стрелочный перевод по прямому пути (см. рис. 104, е), контакт SP2 дает сигнал на перевод стрелки на боковой дважды изменять направление движения локомотива и перевести три стрелочных перевода. Количество операций по управлению поворотом локомотива на макете треугольника можно сократить, применив схему, изображенную на рис. 105. При этом задается определенная программа проследования локомотива по треугольнику. Остряки стрелочных переводов устанавливают в определенное положение, в котором они удерживаются пружинами. Таким образом, при входе в тупики Т1, Т2 и при выходе из треугольника локомотив будет «взрезать стрелки». Для предотвращения коротких замыканий на рельсовых нитях предусмотрены разрывы. Участки пути перед тупиковыми упорами подключают через диоды для автоматической остановки локомотива. Когда локомотив заходит в тупик Т1, переключателем S, вынесенным на пульт управления, изменяют полярность напряжения, и локомотив движется задним ходом в тупик Т2. Локомотив останавливается в тупике Т2, и переключателем вторично меняют полярность, после чего локомотив передним ходом выходит с треугольника.
На пересечениях в одном уровне железнодорожных путей с автомобильными дорогами макет переезда можно оборудовать автоматически закрывающимися шлагбаумами, световой и звуковой сигнализацией. Принципиальная электрическая схема такого переезда на однопутном участке изображена на рис. 106, а. На двухпутных участках устанавливают по одному контакту SP3 и SPa на каждом пути, причем перед переездом, первым на пути следования поезда, должен быть контакт закрытия шлагбаума SP3, а за переездом на расстоянии, соответствующем длине наибольшего поезда,— контакт открытия SP0. Схема будет действовать только при движении по участку поездов, вагоны в которых имеют неметаллические бандажи колес. Закрытие шлагбаумов производится при помощи самодельного электромагнитного привода (см. рис. 92) или аналогичного привода заводского изготовления. Для световой сигнализации используют миниатюрные лампы напряжением 16 В, окрашенные в красный цвет. Звуковые сигналы воспроизводит телефонный наушник, включенный последовательно с конденсатором С/ емкостью 5—10 мкФ. Источник прерывистых звуковых и световых сигналов может быть выполнен в виде отдельного блока для всех переездов, имеющихся на макете (рис. 106, б). В блоке использованы два телефонных реле К1 и К2 с сопротивлением катушек 500—1000 Ом и конденсатор С2 емкостью 50—100 мкФ. Реле /С/ должно иметь один нормально разомкнутый контакт, а реле К2 — один нормально замкнутый, число переключающих контактов у обоих реле должно соответствовать количеству переездов.
Работа блока осуществляется в следующей последовательности: при подключении к источнику питания начнет заряжаться конденсатор С2. После зарядки конденсатора сработает реле /С/ и через нормально разомкнутый контакт включит реле К2. Реле К2 своим нормально замкнутым контактом разорвет цепь реле К1, конденсатор С2 начнет разряжаться, реле /С/ выключится и в свою очередь выключит реле К2. Реле К2 через нормально замкнутый контакт подключит конденсатор С2 на зарядку, и цикл повторится.
Когда поезд приближается к переезду и колеса локомотива замыкают контакт SP3, срабатывает электропривод КС и переводит шлагбаум в закрытое положение. Одновременно электропривод КС подключает цепь ламп El, E2 и телефонного наушника Н к переключающему контакту реле Kl (K2). Лампы поочередно загораются, а телефонный наушник издает прерывистые звуковые сигналы. После проследования поезда через переезд колеса локомотива замыкают контакт SP0, электропривод КС срабатывает, открывая шлагбаумы и выключая цепь световых, звуковых сигналов.
Для коммутации цепей в электросхемах макетов железной дороги используют большое количество различных электродеталей (переключателей, выключателей, кнопок, штепсельных разъемов и др.). При подборе деталей необходимо учитывать их технические характеристики — силу проводимого тока, максимальное и минимальное напряжения цепи, а также их габариты.
В электросхемах применяют медные многожильные провода с полихлорвиниловой и шелковой изоляцией сечением 0,5—1,0 мм2, подбираемые в зависимости от проводимого тока. Медные многожильные провода более эластичны, чем одножильные; они хорошо ложатся в жгут, легко паяются и при многократном изгибании не ломаются. Там, где провода устанавливают без всякого движения и изгибов, можно использовать медные одножильные. Закрепление проводов к электродеталям и приборам может быть постоянное — на пайке или съемное. При монтаже электросхем пайку проводов следует производить бескислотным способом (с применением канифоли). При применении кислотной пайки пары кислоты через некоторое время окисляют и нарушают контакты. Провода, которые при монтаже и эксплуатации электросхемы периодически отсоединяют, закрепляют в специальных зажимах, на винтах или под гайками. На концы проводов, закрепляемых под винт, следует напаять наконечники соответствующих размеров (рис. 107, а). Место пайки закрывают трубкой / из поливинилхлоридного пластиката, на которую наносят маркировку — номер данного провода.
Провода под макетом и в пультах управления увязывают толстыми нитками в жгуты и прикрепляют скобами к раме подмакетника или пульту управления (рис. 107, б). В местах изгиба на жгутах делают петли, которые закрепляют таким образом, чтобы провода работали на скручивание, а не на изгиб (рис. 107, в). Для удобства монтажа электросхем для каждой цепи используют провода с разноцветной изоляцией. Так, например,«нулевой» провод — черный, цепи переменного тока напряжением 16 В — зеленый, постоянного тока напряжением 12В — желтый и т. д.
Для быстрого обнаружения неполадок в электросхемах макетов наряду с общеизвестными контрольно-измерительными приборами рекомендуется использовать несложные самодельные приборы — «пробники». На рис. 108, а изображена схема прибора, с помощью которого можно проверить проводимость электроцепи (переключатель 5 в верхнем положении) и наличие напряжения постоянного или переменного тока до 16 В (переключатель S в нижнем положении). В небольшой коробке устанавливают источник питания (батарейку) Б напряжением 4,5 В, резистор сопротивлением 150 Ом, на поверхности корпуса устанавливают переключатель (тумблер) S и лампу напряжением 4,5 В. Выводы делают из многожильного провода сечением 0,3 мм2, длиной 1 —1,5 м, на концах выводов припаивают одиночные штекеры, на которые при необходимости можно установить зажимы типа «крокодил».
Наличие напряжения до 16 В, вид тока, а также полярность постоянного тока можно определить с помощью прибора, изображенного на рис. 108, б. В схеме использованы два диода (типа Д7) и две лампы напряжением 16—24 В. Прибор собирают в небольшой коробке, провод / выводят из корпуса медным стержнем диаметром 3 мм, длиной 50— 100 мм, изолированным по всей длине поливинилхлоридной трубкой, провод 2 делают как и у предыдущего прибора. При наличии напряжения переменного тока горят обе лампы; при постоянном токе, если коснуться штырем проводника с положительной полярностью, будет гореть красная лампа Ек, с отрицательной — синяя Ес.
Третий прибор (рис. 108, в) служит для проверки наличия напряжения на участке пути. Если рельсовые нити находятся под напряжением, то загорается та лампа, где имеется положительный потенциал. Этот прибор можно собрать на пластинке из изоляционного материала (текстолит, оргстекло и др.), а выводы оформить в виде лепестков. Расстояние между лепестками устанавливают соответственно ширине колеи на проверяемом участке.
Все элементы электропитания макета, управления движением и автоматикой сосредоточивают в пультах управления (рис. 109). На верхней панели пульта вычерчивают мнемосхему того участка макета, для которого предназначен данный пульт. Приборы управления сигналами, стрелочными переводами и т. п. располагают на мнемосхеме соответственно их расположению на макете. Приборы, не имеющие прямого отношения к управлению движением, выносят в сторону. Рядом с элементами управления устанавливают таблички с условными обозначениями в соответствии с принципиальной схемой или надписями, поясняющими их функции.
Для удобства обслуживания может быть введена обратная световая сигнализация.