Zastosowanie przekaźników w systemach sygnalizacyjnych

Co to jest przekaźnik?

Przekaźnik to przełącznik elektryczny, który używa siły elektromagnetycznej do sterowania otwieraniem i zamykaniem jednego lub więcej obwodów elektrycznych. Zwykle składa się z podstawowych komponentów takich jak elektromagnes, kontakty i sprężyny. Gdy cewka elektromagnesu jest włączona, generuje pole magnetyczne, które przyciąga lub zwalnia armaturę, co powoduje, że kontakty działają i osiągają połączenie lub rozłączenie obwodu.

Klasyfikacja przekazników

Przekazy są podzielone głównie na dwie główne kategorie: przekazy DC i przekazy AC.

• Przekazy DC:

  • Zasilanie: Napędzane przez źródło DC.
  • Klasyfikacja: W zależności od polaryzacji prądu mogą być klasyfikowane jako przekazy niepolaryzowane, polaryzowane i przekazy z przesunięciem.
  • Zasada działania: Wszystkie są przekazami elektromagnetycznymi, które działają poprzez użycie pola magnetycznego generowanego przez włączoną cewkę, aby przyciągnąć armaturę, która z kolei napędza system kontaktowy do działania.

• Przekazy AC:

  • Zasilanie: Napędzane przez źródło AC.
  • Klasyfikacja: W zależności od zasady działania obejmują zarówno przekazy elektromagnetyczne, jak i indukcyjne.
    • Przekaz elektromagnetyczny: Działa podobnie do przekazu elektromagnetycznego DC, ale jego rdzeń zwykle zawiera cewkę lub pierścień zacienienia, aby zapobiec drżeniom armatury spowodowanym przecięciem zera prądu AC.
    • Przekaz indukcyjny: Używa interakcji między zmiennym polem magnetycznym generowanym przez cewkę i wirującymi prądami wywołanymi w ruchomej części (takiej jak łopatka) przez inne zmienny pole magnetyczny, aby wytworzyć siłę elektromagnetyczną, która napędza rotację łopatki i uruchamia przekaz.

Zastosowanie przekazników w systemach sygnalizacji kolejowej

Przekazy są szeroko stosowane w systemach sygnalizacji kolejowej. Głównymi typami są: przekazy DC niepolaryzowane, polaryzowane, polaryzowane trzymające, przekazy AC itp.

• Przekaz DC niepolaryzowany:

  • Jest to przekaz elektromagnetyczny DC, którego cewka nie ma rozróżnienia polaryzacji i może być podłączona do źródła zasilania DC o dowolnej polaryzacji, działając niezawodnie po włączeniu.

• Przekaz polaryzowany:

  • Jest to przekaz DC polaryzowany z ustaloną dodatnią i ujemną polaryzacją dla swojej cewki, wymagający podłączenia do źródła zasilania DC o określonej polaryzacji.
  • Gdy prąd przepływa w kierunku przód, przedni kontakt zamyka się z powszechnym kontaktem; gdy prąd przepływa w kierunku tył, tylny kontakt zamyka się z powszechnym kontaktem; gdy cewka jest wyłączone, przekaz nie działa.

• Przekaz polaryzowany trzymający:

  • To specjalny typ przekazu polaryzowanego, który posiada zarówno funkcje polaryzacji, jak i trzymania.
  • Po włączeniu zamyka odpowiednie kontakty w zależności od polaryzacji prądu cewki; po wyłączeniu kontakty pozostają w poprzednim stanie, dopóki nie zostanie zastosowany prąd o przeciwnym znaku. Ta cecha "pamięci" sprawia, że jest szeroko stosowany w obwodach logicznych.

• Przekazy AC:

  • Napędzane przez AC, obejmują różne typy, takie jak przekazy transferowe lamp sygnalizacyjnych, kodery elektryczne typu FD, przekazy dwuelementowe dwupołożeniowe typu JRJC i przekazy prostownicze.

• Przekaz prostowniczy:

  • To udoskonalona wersja przekazu DC niepolaryzowanego. W jego wejściu znajduje się prostownik i stabilizator napięcia, który przekształca AC w DC, zanim dostarczy go do cewki przekazu.
  • Przekaz DJ (przekaz żarówki) używany w lampach sygnalizacyjnych zazwyczaj wykorzystuje ten typ przekazu.

• Przekaz dwuelementowy dwupołożeniowy:

  • To typowy przekaz indukcyjny. Używa interakcji wirujących prądów wywołanych w łopatce przez dwa zmiennie pola magnetyczne (zwykle zasilanie toru i lokalne zasilanie), aby wytworzyć siłę elektromagnetyczną, która napędza rotację łopatki, uruchamiając przekaz.
  • Przekaz GJ (przekaz toru) w fazowym obwodzie torowym 25Hz jest tego typu przekazem.

• Przekaz czasowy:

  • To przekaz z funkcją opóźnienia. Gdy sygnał wejściowy jest zastosowany lub usunięty, jego wyjściowe kontakty zamykają się lub otwierają tylko po upływie ustawionego czasu opóźnienia.
  • Przekazy czasowe są często używane w obwodach startowych zwrotnic, aby osiągnąć kontrolę czasową podczas konwersji zwrotnicy.

Powody użycia przekazników w systemach sygnalizacji kolejowej

• Wysoka niezawodność:Jako dojrzały element przełączania, przekazy mają prostą konstrukcję, stabilne działanie i mogą działać niezawodnie przez długi czas w trudnych warunkach kolejowych (np. zmiany temperatury, wibracje, wilgoć i kurz). Jest to kluczowe dla zapewnienia bezpiecznej pracy kluczowego sprzętu, takiego jak sygnalizatory, zwrotnice i obwody torowe.
• Wysoka bezpieczeństwo:Zasada projektowania "Fail-Safe" przekazników jest fundamentalna dla ich zastosowania w sygnalizacji kolejowej. Gdy przekaz ulega awarii (np. przepalenie cewki, utrata zasilania), jego kontakty automatycznie otwierają się ze względu na grawitację lub siłę sprężyn, powodując, że system sygnalizacji wchodzi w najbezpieczniejszy stan (np. sygnał pokazujący czerwony), minimalizując ryzyko wypadków.
• Wysoka precyzja i deterministyczność:Przekazy mają krótkie i przewidywalne czasy reakcji, umożliwiające precyzyjne sterowanie przełączaniem. W złożonej logice blokady operacje przekazów są highly deterministic, zapewniając dokładność sterowania sygnałami.
• Elastyczność i skalowalność:Obwody logiczne przekazów (blokady przekazowe) mogą realizować złożoną logikę sterowania poprzez różne metody montażu. System jest łatwy do projektowania, modyfikacji i rozbudowy w zależności od układu stacji i wymagań operacyjnych.
• Dobra izolacja elektryczna:Obwód sterujący (strona cewki) i sterowany obwód (strona kontaktów) przekazu są całkowicie elektrycznie izolowane, zwiększając odporność systemu na zakłócenia i bezpieczeństwo.