Aplicació de relés en sistemes de senyalització

Què és un relé?

Un relé és un interruptor elèctric que utilitza la força electromagnètica per controlar l'obertura i tancament d'un o més circuits elèctrics. Normalment consta de components bàsics com un electroimant, contactes i molles. Quan la bobina de l'electroimant es carrega, genera un camp magnètic que atrau o allibera una armadura, així activant els contactes per aconseguir la connexió o desconexió del circuit.

Classificació dels relés

Els relés es divideixen principalment en dues categories majors: Relés DC i Relés AC.

• Relés DC:

  • Alimentació: Alimentats per una font DC.
  • Classificació: Basats en la polaritat de la corrent, es poden categoritzar com a Relés No Polaritzats, Relés Polaritzats i Relés Biasats.
  • Principi: Tots són relés electromagnètics que funcionen utilitzant el camp magnètic generat per la bobina carregada per atraure una armadura, que a la vegada activa el sistema de contactes.

• Relés AC:

  • Alimentació: Alimentats per una font AC.
  • Classificació: Basats en el principi de funcionament, inclouen tant Relés Electromagnètics com Relés d'Inducció.
    • Relé Electromagnètic: Funciona de manera similar a un relé electromagnètic DC, però el seu nucli sol incorporar una bobina de compensació o anell de compensació per evitar les vibracions de l'armadura causades pel zero-crossing de la corrent AC.
    • Relé d'Inducció: Utilitza la interacció entre un camp magnètic alternat generat per la bobina i les corrents induïdes en una part mòbil (com una paleta) per un altre camp magnètic alternat per produir una força electromagnètica que fa girar la paleta i actua el relé.

Aplicació dels relés en els sistemes de senyalització ferroviària

Els relés s'utilitzen ampliament en els sistemes de senyalització ferroviària. Els tipus principals inclouen: relés DC no polaritzats, relés polaritzats, relés polaritzats de retenció, relés AC, etc.

• Relé DC No Polaritzat:

  • Un relé electromagnètic DC la seva bobina no té distinció de polaritat i es pot connectar a una font de alimentació DC de qualsevol polaritat, actuando de manera fiable quan es carrega.

• Relé Polaritzat:

  • Un relé DC polaritzat amb una polaritat fixa positiva i negativa per la seva bobina, requereix connectar-se a una font de alimentació DC de polaritat especificada.
  • Quan la corrent directa passa a través de la bobina, el contacte frontal es tanca amb el contacte comú; quan la corrent inversa passa, el contacte posterior es tanca amb el contacte comú; quan la bobina es descarrega, el relé no actua.

• Relé Polaritzat de Retenció:

  • Un tipus especial de relé polaritzat que posseeix tant funcions de polaritat com de retenció.
  • Quan es carrega, tanca els contactes corresponents basant-se en la polaritat de la corrent de la bobina; després de descarregar, els contactes rompen en el seu estat anterior fins que es li apliqui corrent de polaritat contrària. Aquesta característica de "memòria" el fa ampliament utilitzat en circuits lògics.

• Relés AC:

  • Alimentats per AC, incloent diversos tipus com relés de transferència de filaments de llums de senyal, codificadors elèctrics de tipus FD, relés de dos elements i dos posicions de tipus JRJC, i relés rectificadors.

• Relé Rectificador:

  • Una versió millorada basada en un relé DC no polaritzat. Incorpora un rectificador i un estabilitzador de tensió a la seva entrada, convertint l'AC en DC abans de lliurar-lo a la bobina del relé.
  • El DJ (Relé de Filament) utilitzat en llums de senyal normalment empra aquest tipus de relé.

• Relé de Dos Elements i Dues Posicions:

  • Un relé d'inducció típic. Utilitza la interacció de les corrents induïdes en una paleta per dos camps magnètics alternats (normalment de la potència de la via i la potència local) per generar una força electromagnètica que fa girar la paleta, així actuant el relé.
  • El GJ (Relé de Via) en un circuit de via sensible a la fase de 25Hz és aquest tipus de relé.

• Relé Temporal:

  • Un relé amb funció de retard. Quan es proporciona o elimina un senyal d'entrada, els seus contactes d'eixida es tanquen o obrin només després d'un temps de retard preestablert.
  • Els relés temporals s'utilitzen habitualment en circuits d'inici de punts de via per aconseguir el control temporal durant la conversió dels punts de via.

Raisons per utilitzar relés en els sistemes de senyalització ferroviària

• Alta Fiabilitat:Com a component de commutació madur, els relés tenen una estructura simple, rendiment estable i poden funcionar de manera fiable per llargs períodes en entorns ferroviaris adversos (com variacions de temperatura, vibracions, humitat i pols). Això és crucial per assegurar el funcionament segur d'equips clau com senyals, punts de via i circuits de via.
• Alta Seguretat:El principi de disseny "Fail-Safe" dels relés és fonamental per la seva aplicació en la senyalització ferroviària. Quan un relé falla (per exemple, ruptura de la bobina, pèrdua de potència), els seus contactes es tanquen automàticament degut a la gravetat o la força de les molles, fent que el sistema de senyalització passi a l'estat més segur (per exemple, un senyal mostrant vermell), minimitzant així el risc d'accidents.
• Alta Precisió i Determinisme:Els relés tenen temps de resposta curts i previsibles, permetent un control de commutació precís. En lògica d'interbloqueig complexa, les operacions dels relés són altament deterministes, assegurant la precisió del control de senyals.
• Flexibilitat i Escalabilitat:Els circuits de lògica de relés (interbloqueig de relés) poden implementar lògica de control complexa mitjançant diferents mètodes de cablà. El sistema és fàcil de dissenyar, modificar i ampliar segons la disposició de l'estació i les necessitats operatives.
• Bona Isolació Elèctrica:El circuit de control (costat de la bobina) i el circuit controlat (costat dels contactes) d'un relé estan completament aïllats elèctricament, augmentant la immunitat del sistema a interferències i la seva seguretat.