Aplikace relé v systémech signalizace

Co je relé?

Relé je elektrický spínač, který používá elektromagnetickou sílu k ovládání otevření a zavření jednoho nebo více elektrických obvodů. Typicky se skládá z hlavních komponent, jako je elektromagnet, kontakty a pružiny. Když je cívka elektromagnetu napájena, vytváří magnetické pole, které přitahuje nebo uvolňuje tyč, čímž pohání kontakty k aktivaci a dosažení spojení nebo odpojení obvodu.

Klasifikace relé

Relé jsou především rozděleny do dvou hlavních kategorií: DC Relé a AC Relé.

• DC Relé:

  • Zdroj napájení: Napájeno z DC zdroje.
  • Klasifikace: Na základě polarizace proudu lze rozdělit na Nenapájená Relé, Polarizovaná Relé a Polorovinná Relé.
  • Princip: Všechna jsou elektromagnetická relé, která fungují tím, že pomocí magnetického pole vygenerovaného z napájené cívky přitahují tyč, která pak pohání systém kontaktů k aktivaci.

• AC Relé:

  • Zdroj napájení: Napájeno z AC zdroje.
  • Klasifikace: Na základě principu fungování zahrnují jak Elektromagnetická Relé, tak Indukční Relé.
    • Elektromagnetické Relé: Funguje podobně jako DC elektromagnetické relé, ale jeho jádro obvykle obsahuje stínící cívku nebo stínící kroužek, aby se zabránilo vibracím tyče způsobeným nulovým přechodem AC proudu.
    • Indukční Relé: Používá interakci mezi střídavým magnetickým polem vygenerovaným cívkou a vírovými proudy indukovanými v pohyblivé části (např. plachetě) dalším střídavým magnetickým polem, aby vyprodukovalo elektromagnetickou sílu, která pohání plachetu k rotaci a aktivaci relé.

Aplikace relé v železničních signalizačních systémech

Relé jsou široce používána v železničních signalizačních systémech. Hlavní typy zahrnují: DC nenapájená relé, polarizovaná relé, polarizovaná držící relé, AC relé atd.

• DC Nenapájené Relé:

  • Jedná se o DC elektromagnetické relé, jehož cívka nemá rozlišení polarizace a může být připojena k DC zdroji s libovolnou polaritou, spolehlivě aktivuje po napájení.

• Polarizované Relé:

  • Jedná se o DC polarizované relé s pevnou pozitivní a negativní polaritou pro svou cívku, vyžaduje připojení k DC zdroji s určenou polaritou.
  • Když proud teče přes cívku v předním směru, přední kontakt se uzavře s běžným kontaktem; když proud teče v opačném směru, zadní kontakt se uzavře s běžným kontaktem; když je cívka odpojena, relé neaktivuje.

• Polarizované Držící Relé:

  • Speciální typ polarizovaného relé s funkcemi polarizace a držení.
  • Po napájení uzavře odpovídající kontakty na základě polarizace proudu v cívce; po odpojení zůstanou kontakty ve svém předchozím stavu, dokud není aplikován proud s opačnou polaritou. Tato "paměťová" charakteristika ho dělá široce použitelným v logických obvodech.

• AC Relé:

  • Napájena z AC, zahrnují různé typy, jako jsou signální lampové filamentové převodové relé, FD typ elektronické kódery, JRJC typ dvouelementové dvoupozicové relé a obousměrná relé.

• Obousměrná Relé:

  • Vylepšená verze založená na DC nenapájeném relé. Zahrnuje vstupní obousměrňovač a stabilizátor napětí, který před napájením cívky relé převádí AC na DC.
  • DJ (Filamentové Relé) používané v signálních lampách obvykle používá tento typ relé.

• Dvouelementové Dvoupozicové Relé:

  • Typické indukční relé. Používá interakci vírových proudů indukovaných v plachetě dvěma střídavými magnetickými poli (obvykle z trakční energie a místní energie), aby vyprodukovalo elektromagnetickou sílu, která pohání plachetu k rotaci a aktivaci relé.
  • GJ (Trakční Relé) v 25Hz fázově citlivém trakčním obvodu je tohoto typu relé.

• Časové Relé:

  • Relé s funkci časového odkladu. Když je aplikován nebo odebrán vstupní signál, výstupní kontakty se zavřou nebo otevřou až po uplynutí předem nastaveného časového odkladu.
  • Časová relé jsou často používána v obvodech pro start rozcvičení, aby bylo dosaženo časového řízení během přepínání rozcvičení.

Důvody používání relé v železničních signalizačních systémech

• Vysoká spolehlivost:Jako zralý spínačový komponent mají relé jednoduchou konstrukci, stabilní výkon a mohou pracovat spolehlivě dlouhou dobu v tvrdých železničních podmínkách (jako jsou změny teploty, vibrovaní, vlhkost a prach). To je klíčové pro zajištění bezpečného chodu klíčového zařízení, jako jsou signály, rozcvičení a trakční obvody.
• Vysoká bezpečnost:Princip "Fail-Safe" návrhu relé je zásadní pro jejich použití v železniční signalizaci. Pokud selže relé (např. zlom cívky, ztráta napájení), jeho kontakty se automaticky otevřou pod vlivem gravitace nebo pružinové síly, což způsobí, že signalizační systém vstoupí do nejbezpečnějšího stavu (např. signál ukazuje červeně), čímž se minimalizuje riziko nehod.
• Vysoká přesnost a determinismus:Relé mají krátké a předvídatelné časy reakce, což umožňuje přesné spínačové řízení. V komplexních interlockových logikách jsou operace relé vysoko deterministické, což zajišťuje přesnost řízení signálů.
• Flexibilita a škálovatelnost:Logické obvody relé (relé interlock) mohou implementovat složité kontrolní logiky prostřednictvím různých způsobů zapojení. Systém je snadno navržitelný, modifikovatelný a rozšiřitelný podle rozvržení stanice a operačních požadavků.
• Dobrá elektrická izolace:Řídící obvod (strana cívky) a řízený obvod (strana kontaktů) relé jsou úplně elektricky izolovány, což zvyšuje odolnost systému proti rušení a bezpečnost.