Anvendelse af relæer i signal systemer

Hvad er en relæ?

Et relæ er en elektrisk kontaktor, der bruger elektromagnetisk kraft til at kontrollere åbning og lukning af en eller flere elektriske kredsløb. Det består typisk af kernekomponenter som en elektromagnet, kontakter og fjeder. Når spolen i elektromagnetet er strømforsynet, genererer det et magnetfelt, der trækker på eller frigiver en armatur, hvilket derved driver kontakterne til at virke og opnå forbindelse eller afbrydelse af kredsløbet.

Klassificering af relæer

Relæer er primært inddelt i to hovedkategorier: DC Relæer og AC Relæer.

• DC Relæer:

  • Strømforsyning: Strømforsynet af en DC-kilde.
  • Klassificering: Baseret på strømmens polaritet, kan de inddeles i Ipolære Relæer, Polariserede Relæer og Forbrasede Relæer.
  • Princip: Alle er elektromagnetiske relæer, der virker ved at bruge det magnetiske felt, der genereres fra den strømforsynede spole, til at trække på en armatur, der i sin tur driver kontakt-systemet til at virke.

• AC Relæer:

  • Strømforsyning: Strømforsynet af en AC-kilde.
  • Klassificering: Baseret på arbejdsmåde, inkluderer de både Elektromagnetiske Relæer og Induktionsrelæer.
    • Elektromagnetisk Relæ: Virker på samme måde som et DC-elektromagnetisk relæ, men dens kerne indeholder normalt en skjæringsspole eller skjæringssving for at forhindre vibration af armaturen, forårsaget af nulpunktsovergangen i AC-strømmen.
    • Induktionsrelæ: Bruger interaktionen mellem det alternerende magnetfelt, der genereres af spolen, og eddystrømmer, der induceres i en bevægelig del (såsom en vane) af et andet alternerende magnetfelt, for at producere en elektromagnetisk kraft, der driver vanen til at rotere og virke relæet.

Anvendelse af relæer i jernbane signalsystemer

Relæer anvendes bredt i jernbane signalsystemer. De hovedtyper inkluderer: DC-ipolare relæer, polariserede relæer, polariserede holde-relæer, AC-relæer osv.

• DC Ipolær Relæ:

  • Et DC-elektromagnetisk relæ, hvis spole ikke har polaritetsforskelle og kan forbindes til en DC-strømforsyning af enhver polaritet, der pålideligt virker ved strømforsyning.

• Polariseret Relæ:

  • Et DC-polariseret relæ med en fast positiv og negativ polaritet for sin spole, der kræver forbindelse til en DC-strømforsyning af angivet polaritet.
  • Når fremadgående strøm løber gennem spolen, lukkes frontkontakten med den fælles kontakt; når bagudgående strøm løber, lukkes bagkontakten med den fælles kontakt; når spolen er uden strøm, virker relæet ikke.

• Polariseret Holde-Relæ:

  • En speciel type polariseret relæ, der har både polaritet og holdefunktion.
  • Når det er strømforsynet, lukkes de korrekte kontakter baseret på spolens strømpolaritet; efter strømafbrydelsen bliver kontakterne i deres tidligere tilstand, indtil strøm af den modsatte polaritet anvendes. Denne "hukommelses" egenskab gør, at det anvendes bredt i logik-kredsløb.

• AC Relæer:

  • Strømforsynet af AC, inklusive forskellige typer såsom signallyspære overførselsrelæer, FD-type elektriske kodere, JRJC-type to-element to-stilling relæer, og rektifieringsrelæer.

• Rektifieringsrelæ:

  • En forbedret version baseret på et DC-ipolare relæ. Det inkluderer en rektifiering og spændingstabilisator ved input, der konverterer AC til DC, før det leveres til relæets spole.
  • DJ (Pære Relæ) anvendt i signallys typisk bruger denne type relæ.

• To-element To-stilling Relæ:

  • Et typisk induktionsrelæ. Det bruger interaktionen mellem eddystrømmer, der induceres i en vane af to alternerende magnetfelter (normalt fra sporstrøm og lokal strøm), for at generere en elektromagnetisk kraft, der driver vanen til at rotere, og derved virke relæet.
  • GJ (Spor Relæ) i et 25Hz fase-sensitivt spor-kredsløb er denne type relæ.

• Tidsrelæ:

  • Et relæ med en tidsforinkling. Når et inputsignal anvendes eller fjernes, lukkes eller åbnes outputkontakter kun efter en forudindstillet forsinkelse.
  • Tidsrelæer anvendes ofte i skiftestartkredsløb for at opnå tidskontrol under skiftekonvertering.

Grunde til anvendelse af relæer i jernbane signalsystemer

• Høj Tillidsværdi:Som et moden kommuteringskomponent har relæer en simpel konstruktion, stabil ydeevne, og kan virke pålideligt i lang tid under hårde jernbaneomgivelser (som temperatursvingga, vibration, fugt og støv). Dette er afgørende for at sikre sikkert drift af nøgleudstyr som signaler, skifter og spor-kredsløb.
• Høj Sikkerhed:Designprincippet "Fail-Safe" for relæer er grundlæggende for deres anvendelse i jernbane signalsystemer. Når et relæ fejler (fx spolebrud, strømtab), vil kontakterne automatisk åbnes på grund af tyngdekraft eller fjederkraft, hvilket får signalsystemet til at gå i den sikreste tilstand (fx et rødt signal), og dermed minimere risikoen for ulykker.
• Høj Præcision og Determinisme:Relæer har korte og forudsigelige responsider, der gør præcis kommutering mulig. I komplekse låseslogikker er relæoperationer højst deterministiske, hvilket sikrer præcision i signal kontrol.
• Fleksibilitet og Skalabilitet:Relælogik-kredsløb (relæ-lås) kan implementere kompleks kontrollogik gennem forskellige kablingsmetoder. Systemet er let at designe, ændre og udvide ift. stationslayout og driftsbehov.
• God Elektrisk Isolation:Kontrolleringskredsløbet (spole-side) og det kontrollerede kredsløb (kontakt-side) af et relæ er fuldstændig elektrisk isoleret, hvilket forbedrer systemets immunmod stand og sikkerhed.