课题双色LED灯仿真文档格式.docx
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5.
机构的正常绝缘电阻应不小于50mΩ。
6.
灯光颜色在寿命周期内符合TB/T2081《铁路灯光信号颜色》的规定。
7.
机构光轴方向的发光强度应满足下列要求:
机构光轴方向的发光强度应不低于规定数据的90%
机构水平方向光束散角应不小于2°
12′,垂直方向光束散角应不小于1°
10′。
带有偏散功能的机构光强度不低于规定要求。
8.
高柱信号机构的发光面直径180mm,灯间距为300mm;
矮型机构的发光面直径125mm,灯间距为215mm.
9.
高柱信号机构安装后,应能在左右各90°
,前俯5°
范围内任意调整;
矮型机构的仰角应为3--5°
.
铁路通信与信号课程作业
5
本就会很高。
目前单个高亮度大功率
LED
价格很昂贵并且一只高亮度
也就
5000
左右的烛光亮度。
3)
光照距离短
虽然多
的方法能提高光源亮度,但是并不能增加光照距离。
因为
发出的光线发散,即使聚光调节良好,其照明距离在过去的技术水准下也仅仅
能只有几十米,
光源适合用于近距离的照明,并不适合远距离的探照性活
动。
不过,随着技术力的提昇,
的光照距离也能够拉长,短期内来看,
较大的问题还是产品平均单价要降低。
4)
易出现「黄圈」问题
由于白光
本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差,容易
造成「黄圈」问题。
主要表现在光斑周围出现「黄圈」
,不易消除。
白光
顏
色偏差还有色斑、顏色偏蓝或偏红等现象。
近来,业界使用混合萤光粉,能获
得理想的白光
,并高显色指数。
比如说采用蓝色
激发
YAG
萤光粉与绿色(或红色)萤光粉的混合物得
到白光。
如果蓝色
LED+YAG
萤光粉获得的白光
偏红或有黄圈,可以加入波
长为
500nm
~
530nm
以稀土元素作成的绿色萤光粉,便可补偿多餘的黄光,使
顏色向绿光区域靠近,从而达到消除黄圈的目的。
假设,蓝色
萤
光粉产生的
顏色偏蓝,便加入不含硫化物的红色萤光粉调整。
这些方法可
以调整
的色座标和色温,并不会影响到
的寿命。
5)
散热问题
产品另一项问题就是散热,如果不能够有效散热,产品的使用寿命就
会缩短。
业界正努力开发更多有效的高散热系数材质来应用在
领域。
三
信号机在铁路上的使用
1
.国外铁路
信号机
1.1
发展状况及其技术特点
美国
GELcore
公司是
GE
照明与
EMCORE
公司的合资公司,创建于
1999
年
月,是全球著名的
产品供货商。
公司生产
RM4
25
、
75
85
三种类型的铁路
发光盘,其中
型采用窄光束,其光强和散角指标与
我国铁路
TB
/
T2353
基本接近。
盘面和现有的灯丝信号系统完全兼容。
单个
故障,其光损失小于
%。
RM4
型
发光盘的供电电压有
10
V(AC
DC)
和
120
6
V(AC)
两种类型,电压范围较宽,设关闭电压,抗浪涌能力强,功率因数
90
%,
总谐波小于
20
%,工作温度
40
74~C
,抗振能力符合
1999
AREMA
MIL
—
STD-833
Method
2007
标准,抗电干扰能力符合
AREMA
Section
l1
.
5
FCC
Title
47
1
Class
A
标准,抗潮湿能力符合
IP65
标准。
瑞士
A
C
O
L
公司是专业生产
大功率灯具的厂家,长期致力于
研
发和生产,产品品质优良,价格优惠。
该公司专为高速铁路研制了窄光束
发光模块。
英国
Variable
Message
Signs
Limited
公司生产的
VMSL
型铁路
信号
机,符合英国铁路路网公司的
RT
E
S
10062
标准,发光盘采用
RIGEL
公司
的
技术,光利用率高达
%,独特的盖板和透镜设计,无需遮掩也不会产
生灯光幻影。
3
。
散角窄光束设计,确保显示距离大于
800
m
,并且可内部调节
成宽角度,以适合短距离显示的需要。
宽电压范围输入
(AC
78
131
V
)
,亮度
不变,灭灯后在
20
ms
内即可迅速关闭。
采用机械和电子鉴别装置,有效防止
发光盘的错误安装。
轴向光强为:
红灯
850
cd
,黄灯
2
600
,绿灯
非亮灯状态的平均故障间隔时间
(MTBF)
大于
l
年。
当一条或多条支路故障时,
产生非紧急报警。
当发光盘电流大于
75
mA
时产生紧急报警。
其维护方法简便,
每年只需清洁透镜。
Roxboro
集团下属的
Diallight
公司曾专为我国设计
892
系列
铁
路发光盘,其光强和散角符合我国铁路标准,可提供红、绿、黄、蓝、白
种
颜色,供电电压
AC
12
V
,具有功率因素校正、有效减低谐波干扰等功能。
发
光为集束面式结构,光线聚焦利用现有信号机透镜,灯丝检测采用
L
O
D
兼
容方式
(
虚拟继电器
由于各种原因,此产品并未在我国得到使用。
英国西屋铁路系统公司
(Westinghouse
Rall
Systems
Limited)
生产的
Westled
3000
LEDge-
灯有
200
inln
125
两种直径,
输入电压
131V
,显示距离大于
,与现有的双灯丝灯泡兼容,采用双电源供电,全
盘
88
个
分成两组,由两个独立电源供电。
当
发生
50
%故障时,可产
生输出报警信号,也可向联锁电路输出故障信号。
灯盘安装有测试按钮,可对
每个
供电电路进行检测,通过电阻调节,确保回路电流和灯泡相同。
当电
流小于
50
时,输出报警信号。
每年只需维修检查一次。
德国西门子公司生产的
信号机主要与城市轻轨系统配套。
其中
LED
70
型在隧道内使用,整个发光盘采用
3
E
,与具有透镜的
Classic
St
型光学机构配合组成信号机。
l36
型则适合在隧道外使用,适用速度可达
l20
km
h
或
l60km
,发光盘由
60
组成。
发光盘设计与双丝灯泡
兼容,并设有白天/夜间开关,可根据时间和天气变化调节发光亮度。
控制电
7
路具有闪烁工作模式,可产生闪光信号,满足城市轻轨对信号的控制要求。
Signal
H0use
公司开发的铁路干线
信号机,采用亮度反馈控制技
术,满足英国铁路信号机的亮度标准,其信号色坐标可在整个温度范围内达
p
际准要求。
它设有检测电路,当显示偏离标准时,电路自动关闭。
电路关闭后,
具有很小的空载电流。
发光盘可设计成适合任何交流电压,其装置元件少,可
靠性高,具有恒功率控制功能和寿命告警功能,适合在标准基座上安装。
1.2
应用状况
加拿大运输部运输发展中心专门就平交道口
信号显示技术立项进行深
入研究,并制定了技术标准,美国、英国也制定了相应的
道口信号技术标
准。
2004
l
’
公司为美国铁路客运公司
Amtrak)
在东北走廊的宾夕
法尼亚’纽约、德拉瓦、马里兰等地安装了像
信号机。
同年,
Tube
Lines
铁路客运公司向西屋公司订购了数十套
mm
规格的
EE1)
信
号机,安装在伦敦地铁
Jubileej~4N
:
线上,替代灯丝信号机。
目前,已有数以万计的
信号机在美国、英国、法国、德国、澳大利亚
等国投入使用。
2.
我国
信号机发展状况
我国铁路有约
万台高柱或矮型色灯信号机,
这些信号机是以双灯丝白炽
灯泡为光源,灯泡的寿命只有
1000
小时。
由于
具有众所周知的耗电少、
寿
命长、
安全可靠的优点,
一些单位
98
年开始进行这种新型光源在铁路信号领域
的试验与研制,取得明显进展。
总的形势是发展速度快。
三年前发光强度只能做到几百
,两年前红、绿
颜色能达到
2000cd
以上,黄色、月白色的光强度及颜色还不能达到铁标要求,
近一年来发光强度明显提高,红光、
绿光已能做到
5000cd
以上,达到国外西门
子产品的光强度水平,五种颜色经过改进也能满足现有铁道行业标准规定的颜
色范围。
目前至少已有八家生产或研制
色灯信号机构,有多家进行了产品
的检测,有的经过铁道部技术审查。
有约一千多台
色灯信号机在秦沈客运
专线、北京局、青藏线等铁路现场投入使用,受到用户的欢迎。
铁道部科技司于
2003
年组织有关单位制定了《
铁路信号机构技术条件
(暂行)
》
,统一了技术要求,为进一步推广打下了基础。
铁道部产品质量监督
检验中心通信信号检验站做了大量产品检验工作。
不仅地面信号机,而且手信号灯、客车床头阅读灯、安全标志灯等铁路信
8
号及照明产品上也开使用
,
手信号灯已在铁路现场大量应用,
使产品性
能明显提高,
铁科院通号所于
2010
年完成适用于
手信号灯和床头阅读灯的
铁道部行业标准制定工作。
四
LED信号机在铁路上应用的主要问题
早期
信号机的主要问题反映在
的光学参数上,
英国专家
H
Barton
在第六届“铁路线路、信号及构筑物维护与更新”国际会议上指出,黄色
的色坐标随温度变化较大,可能超出铁路标准规定范围。
的发光原理和灯
泡不同,对
显示效果的评估不能沿用原有的方法。
随着
的技术发展,
光学问题已基本得到解决。
目前,
在铁路应用中主要存在以下问题。
(1)
功率匹配。
的发光效率高,在同等光强下,
发光盘需要的
功率比白炽灯泡小。
如用
替换
25W
灯泡时,大约需要
4
8W
电压和电流
决定功率的大小,
当控制电路的输出电压一定时,
由于灯丝继电器的工作需要,
电流不能减小。
因此,直接替换遇到了困难,为了与既有设备直接接口,可能
要人为增大
发光盘的功耗。
这不仅丧失了
节能的优点,也增加了发光
盘的发热,缩短了发光盘的使用寿命。
(2)
灯丝检查。
铁路信号机应具备的基本功能是在灯点亮时进行热丝检查,
用于确认信号已正确显示示。
在灯熄灭时进行冷丝检查,用于检查灯丝是否完
整,
预防信号不能开放。
考虑到设备兼容,
同样需要对
信号机的灯丝检查
功能。
但对
发光盘进行灯丝检查时,情况和灯泡不同,冷丝检查一般可用
脉冲电流进行。
由于脉冲检查电流小,不会点亮灯泡信号机。
而在
中,脉冲检查可使
产生可见光。
灭灯状态下产生可见光,在铁路信号中是
绝不允许的。
(3)
灯丝安全。
灯泡由灯丝发热而亮灯,具有明显的两值特性,灯丝正常状
态亮灯,断丝而灭灯。
而
发光盘本身不具有明显的两值特性,当
部分
短路时,其电流增加而亮度减小。
而且
还容易受干扰或感应而亮灯,存在
安全问题。
五
推广
铁路信号机的几点建议
虽然
信号灯具有上述优点,但是在铁路上推广的速度还是较慢,在此
提出影响
信号机推广的原因和建议:
9
铁路运输生产以安全为前提,
特别是指挥列车运行的色灯信号机必须十
分安全可靠,每个部件包括信号灯泡、透镜、继电器等均按铁道部行业标准生
产,
不能随意改变。
比如现有信号机点灯电路中使用
JZXC-H18
型灯丝监督继电
器,其工作电流为
100mA
,释放电流为
40mA
,用
替代灯泡后电流减少,继
电器无法吸起,须要对继电器进行改造。
这些变化须经过大量试验验证后才能
投入使用。
2
是新光源,性能受环境条件、生产工艺、材料质量和电路设计影响
较大,各厂家生产的
信号机均不相同,
的选择、电路、电源各不相同,
难于互换,出现故障时不易在现场排除。
长期使用后颜色漂移也会漂移,应不
断积累
信号机长期使用中出现的问题并加以解决。
寿命是
10
万小时,用户更关心的是整个系统的使用寿命,相关的
元件也应做到长寿命、少维护。
目前铁路
信号机的价格偏高,
一台高柱三显示
信号机价格为一
万多元,有的是一万七千元,而现有信号机只有三千元左右,相差悬殊,用户
很难接受。
随着技术的飞速发展,有理由相信
的质量和性能会不断提高,
价格会很快下降。
六
结束语
铁路信号采用
技术,具有节能、可视性好、免调整、免维护、长寿命
等优点,发展前景良好。
具有和白炽灯泡完全不同的特性,但
直接替
换灯泡需要研究新的电路和控制方式,才能充分发挥其优势。
作为新型光
源,只要设计合理、使用适当,同样具有可靠的故障安全特性。
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