Applicazione dei relè nei sistemi di segnalazione

Cos'è un Relè?

Un relè è un interruttore elettrico che utilizza la forza elettromagnetica per controllare l'apertura e la chiusura di uno o più circuiti elettrici. Di solito è composto da componenti principali come un elettromagnete, contatti e molle. Quando la bobina dell'elettromagnete viene alimentata, genera un campo magnetico che attira o rilascia un armatura, facendo così agire i contatti per realizzare la connessione o la disconnessione del circuito.

Classificazione dei Relè

I relè sono principalmente divisi in due categorie principali: Relè CC e Relè CA.

• Relè CC:

  • Alimentazione: Alimentato da una sorgente CC.
  • Classificazione: In base alla polarità della corrente, possono essere categorizzati come Relè non polarizzati, Relè polarizzati e Relè bilanciati.
  • Principio: Sono tutti relè elettromagnetici che operano utilizzando il campo magnetico generato dalla bobina alimentata per attirare un'armatura, che a sua volta fa agire il sistema di contatti.

• Relè CA:

  • Alimentazione: Alimentato da una sorgente CA.
  • Classificazione: In base al principio di funzionamento, includono sia i Relè elettromagnetici che i Relè induttivi.
    • Relè elettromagnetico: Opera in modo simile a un relè elettromagnetico CC, ma il suo nucleo di solito incorpora una bobina di schermatura o un anello di schermatura per prevenire le vibrazioni dell'armatura causate dal passaggio a zero della corrente CA.
    • Relè induttivo: Utilizza l'interazione tra un campo magnetico alternato generato dalla bobina e le correnti indotte in una parte mobile (come una pala) da un altro campo magnetico alternato per produrre una forza elettromagnetica che fa ruotare la pala e fa agire il relè.

Applicazione dei Relè nei Sistemi di Segnalamento Ferroviario

I relè sono ampiamente utilizzati nei sistemi di segnalamento ferroviario. I tipi principali includono: relè CC non polarizzati, relè polarizzati, relè polarizzati con trattenuta, relè CA, ecc.

• Relè CC non polarizzato:

  • Un relè elettromagnetico CC la cui bobina non ha distinzione di polarità e può essere collegata a una sorgente di alimentazione CC di qualsiasi polarità, agendo in modo affidabile quando alimentato.

• Relè polarizzato:

  • Un relè polarizzato CC con una polarità positiva e negativa fissa per la sua bobina, richiedendo la connessione a una sorgente di alimentazione CC di polarità specifica.
  • Quando la corrente diretta fluisce attraverso la bobina, il contatto anteriore si chiude con il contatto comune; quando la corrente inversa fluisce, il contatto posteriore si chiude con il contatto comune; quando la bobina è disalimentata, il relè non agisce.

• Relè polarizzato con trattenuta:

  • Un tipo speciale di relè polarizzato che possiede sia funzioni di polarità che di trattenuta.
  • Quando è alimentato, chiude i contatti corrispondenti in base alla polarità della corrente nella bobina; dopo la disalimentazione, i contatti rimangono nello stato precedente fino a quando non viene applicata una corrente di polarità opposta. Questa caratteristica di "memoria" lo rende ampiamente utilizzato nei circuiti logici.

• Relè CA:

  • Alimentati da CA, inclusi vari tipi come relè di trasferimento del filamento delle lampade di segnalazione, codificatori elettrici di tipo FD, relè a due elementi e due posizioni di tipo JRJC e relè rettificatori.

• Relè rettificatore:

  • Una versione migliorata basata su un relè CC non polarizzato. Incorpora un rettificatore e un stabilizzatore di tensione all'ingresso, convertendo la CA in CC prima di fornirla alla bobina del relè.
  • Il relè DJ (Relè del filamento) utilizzato nelle lampade di segnalazione di solito impiega questo tipo di relè.

• Relè a due elementi e due posizioni:

  • Un tipico relè induttivo. Utilizza l'interazione delle correnti indotte in una pala da due campi magnetici alternati (solitamente dalla linea e dall'alimentazione locale) per generare una forza elettromagnetica che fa ruotare la pala, facendo agire il relè.
  • Il relè GJ (Relè della linea) in un circuito di linea sensibile a fase a 25 Hz è questo tipo di relè.

• Relè temporizzato:

  • Un relè con funzione di ritardo. Quando un segnale di ingresso viene applicato o rimosso, i suoi contatti di uscita si chiudono o si aprono solo dopo un tempo di ritardo preimpostato.
  • I relè temporizzati sono comunemente utilizzati nei circuiti di avvio dei deviatoi per ottenere un controllo temporale durante la conversione dei deviatoi.

Motivi dell'Utilizzo dei Relè nei Sistemi di Segnalamento Ferroviario

• Alta Affidabilità:Come componente di commutazione maturo, i relè hanno una struttura semplice, prestazioni stabili e possono operare in modo affidabile per lunghi periodi in ambienti ferroviari difficili (come variazioni di temperatura, vibrazioni, umidità e polvere). Questo è cruciale per garantire il funzionamento sicuro di dispositivi chiave come segnali, deviatoi e circuiti di linea.
• Alta Sicurezza:Il principio di progettazione "Fail-Safe" dei relè è fondamentale per la loro applicazione nel segnalamento ferroviario. Quando un relè fallisce (ad esempio, rotture della bobina, perdita di alimentazione), i suoi contatti si aprono automaticamente a causa della gravità o della forza delle molle, facendo entrare il sistema di segnalamento nello stato più sicuro (ad esempio, un segnale rosso), minimizzando così il rischio di incidenti.
• Alta Precisione e Determinismo:I relè hanno tempi di risposta brevi e prevedibili, consentendo un controllo di commutazione preciso. Nella logica di interblocco complessa, le operazioni dei relè sono altamente deterministiche, assicurando l'accuratezza del controllo dei segnali.
• Flessibilità e Scalabilità:I circuiti logici a relè (interblocco a relè) possono implementare logiche di controllo complesse attraverso diversi metodi di cablaggio. Il sistema è facile da progettare, modificare ed espandere in base alla disposizione della stazione e alle esigenze operative.
• Buona Isolazione Elettrica:Il circuito di controllo (lato bobina) e il circuito controllato (lato contatti) di un relè sono completamente isolati elettricamente, aumentando l'immunità del sistema agli interferenze e la sicurezza.