کاربرد رله‌ها در سیستم‌های سیگنال

رله چیست؟

رله یک سوئیچ الکتریکی است که از نیروی الکترومغناطیسی برای کنترل باز و بسته شدن یک یا چند مدار الکتریکی استفاده می‌کند. معمولاً از اجزای اصلی مانند الکترومغناطیس، تماس‌ها و فنرهایی تشکیل شده است. هنگامی که لوله الکترومغناطیس تغذیه می‌شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که آرماتور را جذب یا رها می‌کند و در نتیجه تماس‌ها را به حرکت در می‌آورد و اتصال یا قطع مدار را انجام می‌دهد.

طبقه‌بندی رله‌ها

رله‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: رله‌های DC و رله‌های AC.

• رله‌های DC:

  • منبع تغذیه: توسط یک منبع DC تغذیه می‌شوند.
  • طبقه‌بندی: بر اساس قطبیت جریان، می‌توان آن‌ها را به رله‌های غیرقطبی، رله‌های قطبی و رله‌های متعادل تقسیم‌بندی کرد.
  • اصل عملکرد: همه آن‌ها رله‌های الکترومغناطیسی هستند که با استفاده از میدان مغناطیسی ایجاد شده از لوله تغذیه‌شده، آرماتور را جذب می‌کنند و در نتیجه سیستم تماس را به حرکت در می‌آورند.

• رله‌های AC:

  • منبع تغذیه: توسط یک منبع AC تغذیه می‌شوند.
  • طبقه‌بندی: بر اساس اصل عملکرد، شامل رله‌های الکترومغناطیسی و رله‌های القایی می‌شوند.
    • رله الکترومغناطیسی: مشابه یک رله الکترومغناطیسی DC عمل می‌کند، اما هسته آن معمولاً دارای یک لوله یا حلقه سایه‌ای است که برای جلوگیری از ارتعاش آرماتور ناشی از عبور صفر جریان AC استفاده می‌شود.
    • رله القایی: از تعامل بین یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد شده توسط لوله و جریان‌های القایی در یک قسمت متحرک (مانند پره) توسط یک میدان مغناطیسی متناوب دیگر برای ایجاد نیروی الکترومغناطیسی که پره را به چرخش و حرکت می‌اندازد و رله را فعال می‌کند، استفاده می‌کند.

کاربرد رله‌ها در سیستم‌های سیگنال‌رسانی راه‌آهن

رله‌ها به طور گسترده در سیستم‌های سیگنال‌رسانی راه‌آهن استفاده می‌شوند. انواع اصلی شامل: رله‌های DC غیرقطبی، رله‌های قطبی، رله‌های قطبی حفظ‌کننده و رله‌های AC می‌شوند.

• رله DC غیرقطبی:

  • یک رله الکترومغناطیسی DC که لوله آن هیچ تفاوت قطبی ندارد و می‌تواند به هر منبع DC با هر قطبیتی متصل شود و به طور مطمئن با تغذیه‌یافتن فعال می‌شود.

• رله قطبی:

  • یک رله DC قطبی که لوله آن قطبیت مثبت و منفی ثابتی دارد و نیاز به اتصال به یک منبع DC با قطبیت مشخص دارد.
  • هنگامی که جریان مستقیم از لوله می‌گذرد، تماس جلو با تماس مشترک بسته می‌شود؛ هنگامی که جریان معکوس می‌گذرد، تماس عقب با تماس مشترک بسته می‌شود؛ هنگامی که لوله تغذیه نمی‌شود، رله فعال نمی‌شود.

• رله قطبی حفظ‌کننده:

  • نوع خاصی از رله قطبی که هم قطبیت و هم ویژگی حفظ دارد.
  • هنگام تغذیه، بر اساس قطبیت جریان لوله، تماس‌های مربوطه را می‌بندد؛ پس از قطع تغذیه، تماس‌ها در وضعیت قبلی خود باقی می‌مانند تا جریان با قطبیت مخالف اعمال شود. این ویژگی "حافظه" آن را در مدارهای منطقی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌دهد.

• رله‌های AC:

  • با تغذیه AC، شامل انواع مختلفی مانند رله‌های انتقال فیلامنت چراغ سیگنال، رله‌های کدگذار FD، رله‌های JRJC دو عنصری دو موقعیتی و رله‌های مستقیم‌کننده می‌شوند.

• رله مستقیم‌کننده:

  • نسخه بهبودیافته از یک رله DC غیرقطبی. دارای مستقیم‌کننده و تنظیم‌کننده ولتاژ در ورودی است که AC را به DC تبدیل می‌کند و سپس آن را به لوله رله تغذیه می‌کند.
  • رله DJ (رله فیلامنت) استفاده شده در چراغ‌های سیگنال معمولاً از این نوع رله استفاده می‌کند.

• رله دو عنصری دو موقعیتی:

  • یک رله القایی نمونه. از تعامل جریان‌های القایی ایجاد شده در یک پره توسط دو میدان مغناطیسی متناوب (معمولاً از تغذیه خط و تغذیه محلی) برای ایجاد نیروی الکترومغناطیسی که پره را به چرخش می‌اندازد و رله را فعال می‌کند، استفاده می‌کند.
  • رله GJ (رله خط) در یک مدار خط 25Hz حساس به فاز این نوع رله است.

• رله زمان‌دار:

  • یک رله با ویژگی تأخیر زمانی. هنگامی که یک سیگنال ورودی اعمال یا حذف می‌شود، تماس‌های خروجی آن فقط پس از یک تأخیر زمانی پیش‌فرض بسته یا باز می‌شوند.
  • رله‌های زمان‌دار معمولاً در مدارهای شروع چرخشی برای کنترل زمانی در حین تغییر چرخشی استفاده می‌شوند.

دلایل استفاده از رله‌ها در سیستم‌های سیگنال‌رسانی راه‌آهن

• قابلیت اطمینان بالا:به عنوان یک مولفه سوئیچ‌زنی پخته، رله‌ها دارای ساختار ساده، عملکرد پایدار و می‌توانند به طور مطمئن در محیط‌های سخت راه‌آهن (مانند تغییرات دما، ارتعاش، رطوبت و غبار) برای مدت طولانی عمل کنند. این موضوع برای تضمین عملکرد ایمن تجهیزات کلیدی مانند سیگنال‌ها، چرخش‌ها و مدارهای خطی ضروری است.
• امان بالا:اصول طراحی "امان‌بخش" رله‌ها اساس کاربرد آن‌ها در سیگنال‌رسانی راه‌آهن است. هنگامی که یک رله خراب می‌شود (مانند شکست لوله یا قطع تغذیه)، تماس‌ها به دلیل نیروی گرانش یا فنر باز می‌شوند و سیستم سیگنال‌رسانی به وضعیت ایمن‌تر (مانند نمایش سیگنال قرمز) وارد می‌شود، که خطر حوادث را کاهش می‌دهد.
• دقت و قطعیت بالا:رله‌ها دارای زمان‌های پاسخ کوتاه و قابل پیش‌بینی هستند که کنترل دقیق سوئیچ‌زنی را ممکن می‌سازند. در منطق‌های پیچیده مقاطعه، عملکرد رله‌ها بسیار قطعی است که دقت کنترل سیگنال را تضمین می‌کند.
• انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری:مدارهای منطقی رله (مقاطعه رله) می‌توانند منطق کنترل پیچیده را از طریق روش‌های مختلف پیوسته‌سازی پیاده‌سازی کنند. سیستم به راحتی قابل طراحی، اصلاح و گسترش است بر اساس طرح ایستگاه و نیازهای عملیاتی.
• جداشدگی الکتریکی خوب:مدار کنترل (طرف لوله) و مدار کنترل‌شده (طرف تماس) یک رله کاملاً از لحاظ الکتریکی جدا هستند که مقاومت سیستم را در برابر تداخل و ایمنی افزایش می‌دهد.