TRENLERİN OTOMATİK MAGNETİK KONTROLU

Trenlerin Otomatik Magnetik Kontrolü

Siegfried BAUMGART ve Kurt BUDER

Demiryollannda makinist tarafından fark edilmeden geçilen bir «DUR» işaretinin mey dana' getirdiği tehlikelerden trenleri koru mak üzere, makinistin yardımına lüzum kal madan treni durduracak bir tesisat kullanıl ması icabetmektedir. Bu mevzuda, ilk öncele ri mekanik tertipler kullanıldı. «Dur» işareti veren bir sinyal hizasında, demiryolu üzerine yerleştirilmiş bir kol veya çubuk, üzerin den geçen trende bir levye üzerine tesir ede rek, frenlerin çalışmasını temin eder. Fakat böyle bir mekanik transmisyon sisteminin bakımı, bu sistemin muhtelif kısımlarının kullanılma derecesine izafeten oldukça mas raflıdır. Aynı zamanda sür'atli trenleri dur durmada, buradaki mekanik kuvvetleri kon trol zorluğundan dolayı, kifayetli değildir. Mekanik tertipler sadece işaretin cinsini ile tebilirler. Fakat, makinistin dikkatinin kon trolü, frenlerin kontrolü veya «dur» işaretle rinde veya tehlikeli noktalarda hızın kontro lü gibi sıhhatli olarak istenen hizmetler için:

— trene, mekanik olarak kontrol edilen kısımlardan istifade etmeden tesir eden,

— pratik olarak trenin her sür'atınde çalışan,

— birçok işaretin arasından lâzım olanı ayırıp, bunu yoldan trene iletebileoek olan, olmadan da çalışabilen,

— bütün tek veya çift yollu güzergâhlar için kullanılabilen,

— cer için lâzım olan elektrik: enerjisi olmadan da çalışabilen,

— hat ve tren üzerindeki her iki teçhi zata da cereyan kesilmıesi, iletigen kopması gibi isletme arızalarında yanlışlıkları önlemek üzere kapalı devre akımı ile çalışan bir ter tibe ihtiyaç vardır.

Bu problemin çözümü olan birçok metod arasından bilhassa ikisi, Siemens und Halske tarafından, çok tesirli oldukları için gelişti rildiler:

çok frekanslı endüktif rezonans sis temi, daimî mıknatıslı transmisyon sistemi.

Bu yazı Siemens Revlew 1958 No. 8 den alınmıştır.

Çeviren : Halûk CEYHAN Y. Müh. EİE.

Bırmcı sistem, esas hatlar üzerindeki çok sür'atlı trenlerde yapılan ve1 durma mesafesi ile değişen muhtelif ölçü ve kontrollan ya pabilen çok geniş bir çalışma sahasına sahip tir. Bu sistemde büyük enerji kaynaklarına ihtiyaç olmaması (birçok hatlar boyunca umumiyetle mekanik sinyalizasyon tesisatla rı kullanıldığı ve doiayısiyle hat boyunca uzanan enerji hattı bulunmadığı için) çok büyük ehemmiyeti haizdir.

Burada izah edilecek olan magnetik kon trol sistemi ilk önceleri, şehir, banliyö ve en düstri demıry ollarında kullanılmıştır. Bu tip te ilk tesisat 1930 da kullanılmış idi. Harp ten sonra ve bilhassa yeni tip magnetik mal zeme kullanılması dolayısıyle sistem ehemmi yetli ölçüde geliştirilmiştir.

Şekil : 1 — Otomatik kontrol tertibatlı bit hat İşareti

ÇALIŞMA PRENSİBİ Şekil 2, basitleştirilmiş olarak, magnetik kontrol sisteminin tren ve hat teçhizatlarını

E. M. M. 41 42

göstermektedir. Hat teçhizatı, işaretin bulun duğu yerde, raylar arasına yerleştirilmiş olan bir mıknatıstır (1). Bu mıknatıs, tren mıknatısını (2) içine alanca, röleyi (3) çalış tırarak akı devresini tamamlayacak farzda, 'akısı yukarı doğru yöneltilmiş bir daimî mık natıs elemanı ihtiva eder Çalışma prensibi bakımından role, arzu edilen kontrolü yap mak üzere kullandığı akıyı rölenin içinde bir bobinle üretmeyip, yukarda bahsedilen, ha riçteki kutuplardan almasından maada, bir' polar role'ye benzer. Normal durumda röle nin kontaklan kapalıdır ve fren vanaları rö lesinin (4) ve çeşitli kontrollar için gereken daha bir kısım elemanların kontaklan ile birlikte kapalı tutan bir kapalı devre mey dana getınr. İmdat vanası (6) bütün katar boyunca uzanan esas hava devresi ile irti battadır ve eşit tazyikte tutulan iki hava odası vardır Odalardan biri, ince bir boru ile bir adaptör vanaya (7), diğeri ise esas hava devresine bağlıdır, fren vanası rölesi armatürü bu vanayı kapalı tutar.

mış olur. Bu rölenin armatürü adaptör vana sını açar ve imdat vanasının bir odasındaki havanın dışarı çıkmasını sağlar. Bu vananın diaframı açılarak bütün havanın dışarı çık ması trenin bütün frenlerinin . çalışmasına sebep olur. Tren durduktan, veya kâfi dere cede yavaşladıktan sonra tren makinisti, yardımcı sargı (91 devresini tamamlayan (8) anahtarını kapayarak, otomatik fren te sirini ertadan kaldırabilir. Bu hareket fren vanası rölesi armatürünü normale getirir. Anahtann çalışması bir zaman mekanizması ile ayarlanmıştır. Bundan sonra esas hava devresi makinistin fren vanası (10) yolu ile tekrar doldurulabilir ve tren harekete hazır dır.

Eğer işaret yeşil ise,( hat tesisatı üzerin den geçen trene tesir edemez. Bunu sağla mak üzere, işaret değişmesi ile değişen (12) kontaklan vasıtasıyle, ya bir doğru aikım membaından veya elektrikli sinyalizasyon te sisatının bulunması halinde, bu tesisat akı mı üe beslenen bir ters sargı ile mıknatısın mıknatısiyetı kaldırılır.

Şekil 2 — Magnetik kontrol sisteminin basitleştirilmiş şeması

1. Hat mıknatısı 2. tren miknatısı 3. magnetik röle 4. fren vanaları rölesi 5. hava borusu 6. imdat vanası 7. adaptör vana 8. anahtarı 9. yardımcı sargı 10. makinistin fren vanası 11. miktasiyet kaldırıcı sargı 12. işaret kontağı.

Çalışma vaziyetinde olan bir hat mıkna tısının üzerinden bir tren geçerse, tren mık natısı tarafmdan kesilen akı, (3) rölesinin kontaklarının değişmesine sebep olur. Böy lece devre kesilmiş ve (4) rölesi akımsız kal

E M M. 41 42

Şekil : 3 — Magnetik devre

İ3. Daimi miknatıs 14. saf demir, diskler 15. saf demir boyunduruk 16. kutup elemanları 17. bobin çekirdeği 18. hava aralığı 19. armatür 20. eksen 21. miknatıs 22. akı levhası 23. şöntle me levhası.

HAT VE TREN MIKNATISLARINDA MAGNETİK OLAYLAR

Hat ve tren mıknatıslarında magnetik akının takip ettiği yol şekil 3 de gösterilmiş tir. Burada tren mıknatısının, hat mıknatı sının tesiri altında aldığı vaziyet görülmek tedir. Tren şekil düzlemine dik yönde hare ket etmektedir.

Hat tesisatı, yatay saf bir demir boyun duruk (15) ve bunun her iki ucuna yerleşti rilmiş saf demir disklerden (14) teşekkül eder. Bu disklerin üzerine daimî mıknatıslar konulmuştur ( 13) ve bu mıknatısların akısı, şekilde kesik çizgi üe gösterilmiş olan, bu te sisata dik yöndeki yolu takip eder. Mıknatıs lar çok yüksek zorlanma kabiliyeti olan mad deden imal edilmiş olduğundan, mıknatıslan ma yönündeki boyutları kesitlerine nisbeten çok küçüktür. Mıknatısın sol tarafındaki N kutbundan çıkan akı, tren mıknatısının sol taraftaki (16) kutbu tarafından kesilir, bo binin çekirdeğinden (17), akı ' yönelticisi (22) den ve hava aralığından (18) geçip ar matüre (19) varır ve çekirdek (17) ve kutup kısmından (16), (13) mıknatısının S kutbu na döner. Akının hava aralığındaki yolu şe kil 4 de daha açıkça görülmektedir.

Şekil : 4 — Tren mıknatısında magnetik akılar

19. armatür 20. eksen 21. mikna tıs 22. akı levhası 24. boyunduruk 25. orf demir parçaları.

(19) armatürü (20) nötr ekseni ile tes bit edilmiştir ve bu eksen etrafında dönebi lir. Bunun sol ucu iki saf demir parçası (25) arasındaki hava boşluğunda hareket eder. (21) mıknatısı tarafından üretilen akı, bir çift boyunduruk vasıtasiyle bu saf demir par çalara iletilir.

Aynı zamanda akı yönelticisinden kon trol akısı da saf demir parçalara girer ve buradan armatüre geçip sağ tarafa iletilir. Armatürün bir tarafında her iki akı (kon trol ve kutup akılan) aynı yöndedir ve diğer ' tarafta ise aksi yönlüdürler. Oklar şekildeki gibi yönelirlerse, tren geçince armatür akıla rın aynı yönde olduğu tarafa doğru döner.

Bu pozisyonda, armatür üzerine yerleş tirilmiş bir kontak fren vanası rölesi devre sini açar ve yukarıda anlatıldığı tarzda treni durdurur. Armatür eski vaziyetine 8 anahtarı kapatılarak getirilir. Bu anahtar vasıtasiyle

doğru akım devresi kapatılan yardımcı sargı (9.), hat akısının ters yönünde tesir eden bir akı meydâna getirir ve bu akı armatürü ilk vazıyetine dondurur. Kontrol veya kutup akı larının ikisinden birinin bir armatür boyun ca iletilmesi polar rölelerin bir hususiyetidir. Bu iki imkân arasında şu fark vardır. Birinci de toplam kutup akısı armatürden geçmek tedir ve bu akı kısmî Q, ve Qp akılarının top lamıdır. Kontrol akısının yokluğu sırasında armatür üzerine tesir eden kuvvet QA (Q1 — Q2) ile orantılıdır ve daima QA? dan ufaktır. Sür'atli trenlerde armatürün kâfi derecede hızlı olarak hareket edebilmesi için atalet mo mentinin ve dolayısiyle kesitinin küçük tu tulması lâzımdır. Doyma bakımından da OA belirli bir sının aşamaz. Yani, kontrol akısı bulunmazsa, armatürün üzerine belirli bir kuvvet tesir eder. Tren mıknatıslarının me kanik darbe ve titreşimlerden müteessir ol maması için bu kuvvetin mümkün olduğu kadar büyük olması arzu edilir. Bu sebeple tren mıknatıslannda ikinci tertip kullanılır. Tekmil kutup akısı üsteki kutup parçasından gelmekte ve ikiye ayrılarak bir kısmı arma türden geçmektedir. Kontrol akısı yoksa ar matür üzerine tesir eden kuvvet QA (Qn — QJ ile orantılıdır. Bu kuvvet, QA dan müsta kil olarak, saf demir kısımlann kesiti ve Q, — Q, fak:om ile büyütülerek, arttırılabilir. Pratikte tren mıknatıslan sarsıntılara karşı öyle kuvvetli yapılabilmişlerdir ki trenlerin süspansiyona alınmamış kısımlarına dahi monte edilebilirler.

Hat tesisatında daimî mıknatıs kullanıl ması cereyan kesilmesi, tel kopması gibi ân zalan bertaraf ederek işletmenin devamlı ol masını sağlar. Şekil 2 den görüldüğü gibi, hat tesisatında sadece (11) mıknatısiyet kaMmcı sargı için enerji kaynağına lüzum vardır. «Gsç» işareti verildiği zamanlar bu sargının magnetomotor kuvveti daimî mıknatısa ters yönde çalışarak tren mıknatısı üzerinde te sir yapmasını önler. Eğer bu sargı devresinde bir ânza meydana gelirse, trenin frenleri otomatik olarak çalışıp tren lüzumsuz yere duracağından ânza hemen meydana çıkarıl mış olur.

Eğer daimî mıknatıs transmisyon siste mi elektrikli tren hatlannda kullanılırsa, bil hassa duruş kalkışlar ve ârızalardaki aknnla nn meydana getirdiği magnetik entereferans alanlannın tam mânası ile tesiri altında ka lır. Tren mıknatlslannının hassasiyeti öyle olmalıdır ki, işletme esnasında rastlanılan maksimum enterferans alanının tesirinde ka lıp yanlış çalışma yapmasın. Bu arızayı önle mek için, kutuplar (16) tarafından kesilen akı • için, armatüre şönt olarak giren, şöntle

E: M M. 41 42

me plâkası (şekil 3 teki 23) kullanılır. Plaka bütün çalışma şartlarına uydurulmuştur. Ay rıca, hat mıknatısının ürettiği alanın şidde ti de hattın enterferans alanlarından daha kuvvetin olacak şekilde ayarlanmıştır.

Hat ve tren tesisattan arasındaki mesa fe mevcut olan şartlara tâbidir ve rayın aşın masına ve eğer tren mıknatısı yay üzerine alınmış kısımlara tesbit edilmişse, yayın oy namasına göre değişir. Tren mıknatısı en kü çük aralıkta, hat mıknatısının mıknatısiyeti kaldırılmış olduğu zamanlarda çalışmaman ve en büyük aralıkta da, sür'atli trenlerde ve enine deplasmanlarda dahi çalışan hat mık natısının üzerinden geçerken hissedip çalış malıdır

Şekil : 5 — Tren mıknatısı (açık) Standard tiplerde, iki mıknatıs arasın daki mesafe 30 ilâ 150 mm. ve maksimum enine deplasman 50 mm. ve tren sür'ati de 125 mil/saat olabilir.

Şekil : 6 — İstetme vaziyetinde tren ve hat mıknatıslan

Yukarıda izah edilen magnetik trans misyon sistemleri demiryolunun tipine ve mevcut işletme şartlarına göre trenler üze

E M M 41 42

rine muhtelif yoldan tesirler yapabilirler. Modern demiryolu tesislerindeki muhtelif tatbikatı arasından şü misaller verilebilir.

1 — Hamburg şehrinin yeraltı (metro) ve yükseltilmiş banliyö demiryolu şebekele rinde «dur» işaretlerindeki otomatik frenle me ile durdurma.

2 — Rhine Havzasındaki bir hususî lin yit işletmesi ve briket imalâthanesinin 120 tonluk lokomotiflerinde «dur» işaretinden evvel yapılan fren ve makinistin dikkatinin kontrolü.

3 — Sirkeci Soğuksu banliyö hattında «dur» işaretinde otomatik frenleme ve daha evvelden de hızın ölçülmesi ile trenlerin oto matik kontrolü.

SİRKECİ SOÖtKSU ELEKTRİKLİ BAN LİYÖ HATTINDAKİ OTOMATİK TREN KONTROL TESİSATI

Sirkeci Soğuksu elektrikli banliyö hat tı için Devlet Demiryolları İdaresi normal durdurma muamelesinden başka, «dur» işa retinden muayyen bir mesafe öncelikle hız kontrolü yapan tesisat sipariş etmiştir. Hız kontrolü, şekil 7 deki gibi lüzumlu mesafe de öne konulmuş bir magnetik hat tesisatı vasıtasiyle yapılmaktadır.

•nete fese'

Şekil : 7 — Banliyö hattının hız kontrolü ve otomatik fren tesisatı

A hat tesisatı a tren mıknatısı üzerine tesir eder ve takeometre ile birlikte trenin hı zını kontrol eder. Eğer tren muayyen sür*a tın üzerinde seyrediyorsa, otomatik fren te sir etmeğe başlar ve treni «dur» işareti hiza sında durdurur. Eğer sür*at normal' sınırın içinde ise işarete kadar normal olarak gide bilir, A tesisatı tesir etmez.

İkinci mıknatıs B, işaretin hizasına yer leştıriDmiştir ve b mıknatısı üzerine tesir eder. Bu mıknatıs, her hangi bir ihmal neti cesinde «dur» işaretini geçen, A tarafından hızı kontrol edilmiş treni otomatik olarak frenler ve emniyet mıntıkası dahilinde dur durur. Hız kontrolü ve frenleme tesisatları polariteleri ile ayırtedilmişlerdir.