יישום של רליסים במערכות אותות

מהו רלאי?

רלאי הוא פלטת חשמלית שמשתמשת בכוח מגנטי כדי לשלוט בפתיחה וסגירה של מעגלים חשמליים אחד או יותר. בדרך כלל הוא כולל מרכיבים עיקריים כמו אלקטרומגנט, מגעים וקפיצים. כאשר סליל האלקטרומגנט מופעל, הוא יוצר שדה מגנטי המשיכו או משחרר ארמיטור, ובכך מפעיל את המגעים ומגשים את החיבור או ניתוק המעגל.

מיון רלאים

רלאים מתחלקים בעיקר לשני קטגוריות עיקריות: רלאים DC ורלאים AC.

• רלאים DC:

  • מקור חשמל: מופעל על ידי מקור DC.
  • מיון: בהתאם לפולריות של הזרם, ניתן לחלק אותם לרלאים ללא פולריות, רלאים פולריים ורלאים משוכפלים.
  • עקרון פעולה: כולם הם רלאים אלקטרומגנטיים שמפעילים באמצעות השדה המגנטי שנוצר מהסליל המופעל כדי למשוך ארמיטור, שבעצמו מפעיל את מערכת המגע.

• רלאים AC:

  • מקור חשמל: מופעל על ידי מקור AC.
  • מיון: בהתאם לעקרון הפעולה, הם כוללים הן רלאים אלקטרומגנטיים והן רלאים אינדוקטיביים.
    • רלאי אלקטרומגנטי: פועל באופן דומה לרלאי אלקטרומגנטי DC, אך לרוב גרעינו כולל סליל צלילה או טבעת צלילה למנוע רעידות של הארמיטור הנגרמות מהמעבר דרך האפס של הזרם AC.
    • רלאי אינדוקטיבי: משתמש בהתאמה בין שדה מגנטי חילופין שנוצר על ידי הסליל לבין זרמים מסלוליים נגרמים במגש מזוזה (כמו להב) על ידי שדה מגנטי חילופין אחר כדי לייצר כוח מגנטי שמפעיל את להב לסיבוב ולהפעלת הרלאי.

שימוש ברלאים במערכות איתות רכבת

רלאים משמשים באופן נרחב במערכות איתות רכבת. סוגי העיקריים כוללים: רלאים DC ללא פולריות, רלאים פולריים, רלאים מחזיקים פולריים, רלאים AC וכדומה.

• רלאי DC ללא פולריות:

  • רלאי אלקטרומגנטי DC שאצלו הסליל אין לו הבחנה בין פולריות ואפשר לחבר אותו למקור חשמל DC כלשהו, והוא מופעל בצורה надежная при подаче питания.

• רלאי פולרי:

  • רלאי DC פולרי עם פולריות קבועה חיובית ושלילית עבור הסליל, הדורש חיבור למקור חשמל DC עם פולריות מוגדרת.
  • כאשר זרם קדמי עובר דרך הסליל, המגע הקדמי מתפצל עם המגע המשותף; כאשר זרם אחורי עובר, המגע האחורי מתפצל עם המגע המשותף; כאשר הסליל אינו מופעל, הרלאי אינו מופעל.

• רלאי מחזיק פולרי:

  • סוג מיוחד של רלאי פולרי שיש לו גם פונקציות פולריות והחזקת מצב.
  • כאשר מופעל, הוא סוגר את המגעים המתאימים בהתאם לפולריות של זרם הסליל; לאחר שהרלאי לא מופעל, המגעים נשארים במצב הקודם שלהם עד שיישלח זרם הפוך. מאפיין "זיכרון" זה גורם לשימוש נרחב בו במעגלי לוגיקה.

• רלאים AC:

  • מופעלים על ידי AC, כולל סוגי שונים כמו רלאי תמסורת סיבת תאורה, מקודדים חשמליים מסוג FD, רלאי דו-אלמנט דו-מיקום מסוג JRJC ורלאי מלבינים.

• רלאי מלבן:

  • גרסה משופרת מבוססת על רלאי DC ללא פולריות. הוא כולל מלבן ומערכת יציבות מתח בכניסה שלו, הממירים AC ל-DC לפני שהוא מוזרם לסליל הרלאי.
  • הרלאי DJ (רלאי סיבת תאורה) בדרך כלל משתמש בסוג זה של רלאי.

• רלאי דו-אלמנט דו-מיקום:

  • רלאי אינדוקטיבי טיפוסי. הוא משתמש בהתאמה של זרמים מסלוליים הנגרמים בלהב על ידי שני שדות מגנטיים חילופיים (בדרך כלל ממקור המתח של המסילה ומקור מקומי) כדי לייצר כוח מגנטי שמפעיל את להב לסיבוב, ובכך מפעיל את הרלאי.
  • הרלאי GJ (רלאי מסילה) במעגל מסילה רגיש לפאזה בתדירות 25Hz הוא סוג זה של רלאי.

• רלאי זמן:

  • רלאי עם פונקציית עיכוב זמן. כאשר אות כניסה מופעלת או מנוטשת, המגעים שלו מתפצלים או נפתחים רק לאחר זמן עיכוב מוגדר מראש.
  • רלאי זמן בשימוש נרחב במעגלי הפעלה של צמתים כדי להשיג שליטה בזמן במהלך המרה של הצמתים.

סיבות לשימוש ברלאים במערכות איתות רכבת

• נאמנה גבוהה:כרכיב התאמה בשל, רלאים יש להם מבנה פשוט, ביצועים יציבים ויכולים לפעול בנאמנות לאורך זמן בתנאי רכבת קשים (כמו שינויים בטמפרטורה, רעידות, לחות וערפל). זה קריטי להבטיח את הפעילות הבטוחה של ציוד מפתח כמו אותות, צמתים ומעגלי מסילות.
• בטיחות גבוהה:עקרון העיצוב "נכשל בטוח" של רלאים הוא בסיסי לשימוש בהם במערכות איתות רכבת. כאשר רלאי נכשל (למשל, שבירה של הסליל, איבוד מתח), המגעים שלו יפתחו אוטומטית עקב כוח הכובד או כוח הקפיץ, מה שגורם למערכת האיתות להיכנס למצב הבטוח ביותר (לדוגמה, אות מציג אדום), ובכך מפחית את הסיכון לתאונות.
• דיוק גבוה ודטרמיניזם:רלאים יש להם זמן תגובה קצר ונדיר, המאפשר שליטה מדויקת בהמרת מצב. בלוגיקה אינטרלוקינג מורכבת, פעולות רלאים הן מאוד דטרמיניסטיות, מה שמקנה דיוק בקרה של האותות.
• מגננות וחישוביות:מעגלי לוגיקה של רלאים (אינטרלוקינג של רלאים) יכולים ליישם לוגיקה שליטה מורכבת דרך שיטות חיבור שונות. המערכת קלה לתכנן, לשנות ולתרחב בהתאם לתכנן תחנת והדרישות הפעליות.
• הפרדת חשמלית טובה:המעגל הבקרה (צד הסליל) והמעגל הנשלט (צד המגע) של רלאי הם מופרדים לחלוטין חשמלית, מה שמרחיק את המערכת מהפרעות ושיפור הבטיחות.