Aplicação de Relés em Sistemas de Sinalização

O que é um Relé?

Um relé é um interruptor elétrico que utiliza força eletromagnética para controlar a abertura e o fechamento de um ou mais circuitos elétricos. Geralmente consiste em componentes principais como um eletroímã, contatos e molas. Quando a bobina do eletroímã é energizada, gera um campo magnético que atrai ou libera uma armadura, impulsionando assim os contatos a atuarem e alcançarem a conexão ou desconexão do circuito.

Classificação de Relés

Os relés são principalmente divididos em duas categorias principais: Relés DC e Relés AC.

• Relés DC:

  • Alimentação: Alimentado por uma fonte DC.
  • Classificação: Com base na polaridade da corrente, podem ser categorizados como Relés Não Polarizados, Relés Polarizados e Relés Polarizados com Viés.
  • Princípio: Todos são relés eletromagnéticos que operam utilizando o campo magnético gerado pela bobina energizada para atrair uma armadura, que, por sua vez, impulsiona o sistema de contatos a atuar.

• Relés AC:

  • Alimentação: Alimentado por uma fonte AC.
  • Classificação: Com base no princípio de funcionamento, incluem tanto Relés Eletromagnéticos quanto Relés de Indução.
    • Relé Eletromagnético: Opera de forma semelhante a um relé eletromagnético DC, mas seu núcleo geralmente incorpora uma bobina de sombreamento ou anel de sombreamento para prevenir a vibração da armadura causada pela passagem pela zero da corrente AC.
    • Relé de Indução: Utiliza a interação entre um campo magnético alternado gerado pela bobina e as correntes parasitas induzidas em uma parte móvel (como uma lâmina) por outro campo magnético alternado para produzir uma força eletromagnética que impulsiona a lâmina a girar e ativar o relé.

Aplicação de Relés em Sistemas de Sinalização Ferroviária

Os relés são amplamente utilizados em sistemas de sinalização ferroviária. Os principais tipos incluem: relés DC não polarizados, relés polarizados, relés polarizados de retenção, relés AC, etc.

• Relé DC Não Polarizado:

  • Um relé eletromagnético DC cuja bobina não tem distinção de polaridade e pode ser conectada a uma fonte de alimentação DC de qualquer polaridade, atuando confiavelmente quando energizado.

• Relé Polarizado:

  • Um relé DC polarizado com polaridade positiva e negativa fixa para sua bobina, exigindo conexão a uma fonte de alimentação DC de polaridade especificada.
  • Quando a corrente direta flui através da bobina, o contato frontal fecha com o contato comum; quando a corrente reversa flui, o contato traseiro fecha com o contato comum; quando a bobina é desenergizada, o relé não atua.

• Relé Polarizado de Retenção:

  • Um tipo especial de relé polarizado que possui funções de polaridade e retenção.
  • Quando energizado, ele fecha os contatos correspondentes com base na polaridade da corrente da bobina; após a desenergização, os contatos permanecem em seu estado anterior até que seja aplicada corrente de polaridade oposta. Essa característica de "memória" o torna amplamente utilizado em circuitos lógicos.

• Relés AC:

  • Alimentados por AC, incluindo diversos tipos como relés de transferência de filamento de lâmpada de sinal, codificadores elétricos tipo FD, relés de dois elementos e duas posições tipo JRJC e relés retificadores.

• Relé Retificador:

  • Uma versão aprimorada baseada em um relé DC não polarizado. Incorpora um retificador e estabilizador de tensão na entrada, convertendo AC em DC antes de fornecer à bobina do relé.
  • O DJ (Relé de Filamento) usado em lâmpadas de sinal geralmente emprega este tipo de relé.

• Relé de Dois Elementos e Duas Posições:

  • Um típico relé de indução. Utiliza a interação das correntes parasitas induzidas em uma lâmina por dois campos magnéticos alternados (geralmente da alimentação da via e da alimentação local) para gerar uma força eletromagnética que impulsiona a lâmina a girar, atuando assim o relé.
  • O GJ (Relé de Via) em um circuito de via sensível a fase de 25Hz é deste tipo de relé.

• Relé Temporizado:

  • Um relé com função de atraso. Quando um sinal de entrada é aplicado ou removido, seus contatos de saída fecham ou abrem apenas após um tempo de atraso pré-definido.
  • Os relés temporizados são comumente usados em circuitos de acionamento de agulhas para alcançar o controle de tempo durante a conversão de agulhas.

Razões para o Uso de Relés em Sistemas de Sinalização Ferroviária

• Alta Confiabilidade:Como um componente de comutação maduro, os relés têm estrutura simples, desempenho estável e podem operar de forma confiável por longos períodos em ambientes ferroviários adversos (como variações de temperatura, vibração, umidade e poeira). Isso é crucial para garantir a operação segura de equipamentos-chave, como sinais, agulhas e circuitos de via.
• Alta Segurança:O princípio de design "Fail-Safe" dos relés é fundamental para sua aplicação em sinalização ferroviária. Quando um relé falha (por exemplo, quebra da bobina, perda de energia), seus contatos se abrirão automaticamente devido à gravidade ou força da mola, fazendo com que o sistema de sinalização entre no estado mais seguro (por exemplo, um sinal mostrando vermelho), minimizando assim o risco de acidentes.
• Alta Precisão e Determinismo:Os relés têm tempos de resposta curtos e previsíveis, permitindo controle de comutação preciso. Em lógica de travamento complexa, as operações de relé são altamente determinísticas, garantindo a precisão do controle de sinal.
• Flexibilidade e Escalabilidade:Circuitos lógicos de relé (intertravamento de relé) podem implementar lógica de controle complexa através de diferentes métodos de fiação. O sistema é fácil de projetar, modificar e expandir de acordo com a disposição da estação e os requisitos operacionais.
• Bom Isolamento Elétrico:O circuito de controle (lado da bobina) e o circuito controlado (lado dos contatos) de um relé estão completamente isolados eletricamente, aumentando a imunidade do sistema a interferências e segurança.