Användning av reläer i signalsystem

Vad är en relä?

En relä är en elektrisk växelkontakt som använder elektromagnetisk kraft för att styra öppnandet och stängandet av en eller flera elektriska kretsar. Den består vanligtvis av huvudkomponenter såsom en elektromagnet, kontakter och fjädrar. När spolen i elektromagneten är ansluten genererar den ett magnetfält som drar till sig eller frigör en armatur, vilket därför drivs kontakterna att aktiveras och uppnå kretsanslutning eller -avbrott.

Reläers klassificering

Reläer delas primärt in i två huvudkategorier: Direktströmsreläer och Växelströmsreläer.

• Direktströmsreläer:

  • Strömförsörjning: Drivs av en direktströmskälla.
  • Klassificering: Baserat på strömens polaritet kan de indelas i Icke-polariserade Reläer, Polariserade Reläer, och Förskjutna Reläer.
  • Princip: Alla är elektromagnetiska reläer som fungerar genom att använda det magnetfält som genereras från den anslutna spolen för att dra till sig en armatur, vilket i sin tur drivs kontaktsystemet att aktiveras.

• Växelströmsreläer:

  • Strömförsörjning: Drivs av en växelströmskälla.
  • Klassificering: Baserat på arbetssätt inkluderar de både Elektromagnetiska Reläer och Induktionsreläer.
    • Elektromagnetiskt Relä: Fungerar liknande ett direktströms-elektromagnetiskt relä, men dess kärna innehåller vanligtvis en skuggspol eller skuggring för att förhindra vibrationen av armaturen orsakad av nollpasseringen av växelströmmen.
    • Induktionsrelä: Använder interaktionen mellan ett alternerande magnetfält genererat av spolen och virvelströmmar inducerade i en rörlig del (till exempel en vinge) av ett annat alternerande magnetfält för att producera en elektromagnetisk kraft som driver vingen att rotera och aktivera reläet.

Användning av reläer i järnvägssignaleringssystem

Reläer används brett i järnvägssignaleringssystem. Huvudtyper inkluderar: Icke-polariserade DC-reläer, polariserade reläer, polariserade hållreläer, växelströmsreläer, etc.

• Icke-polariserat DC-relä:

  • Ett DC-elektromagnetiskt relä vars spol saknar poläritetsdistinktion och kan kopplas till en DC-strömkälla av valfri poläritet, pålitligt aktiveras vid anslutning.

• Polariserat relä:

  • Ett DC-polariserat relä med en fast positiv och negativ polaritet för dess spol, kräver anslutning till en DC-strömkälla med specificerad polaritet.
  • När framåtström passerar genom spolen stängs frontkontakten med den gemensamma kontakten; när bakåtström passerar stängs bakkontakten med den gemensamma kontakten; när spolen är frånkopplad, aktiveras inte reläet.

• Polariserat hållrelä:

  • En speciell typ av polariserat relä som har både polaritets- och hållfunktioner.
  • När det är anslutet stängs motsvarande kontakter baserat på spolströmens polaritet; efter avkoppling förblir kontakterna i deras tidigare tillstånd tills ström av motsatt polaritet appliceras. Denna "minnes"-egenskap gör det brett användbart i logikkretsar.

• Växelströmsreläer:

  • Drivs av växelström, inklusive olika typer såsom signalampglödlampsöverföringsreläer, FD-typ elektriska kodare, JRJC-typ tvåelement tvåpositioner reläer, och rektifieringsreläer.

• Rektifieringsrelä:

  • En förbättrad version baserad på ett icke-polariserat DC-relä. Det integrerar en rektifiering och spänningsstabilisator vid sin ingång, konverterar AC till DC innan den matar reläets spol.
  • DJ (Glödlampsrelä) använts vanligtvis i signalampor använder denna typ av relä.

• Tvåelement tvåpositioner relä:

  • Ett typiskt induktionsrelä. Det använder interaktionen av virvelströmmar inducerade i en vinge av två alternerande magnetfält (vanligtvis från spårström och lokal ström) för att generera en elektromagnetisk kraft som driver vingen att rotera, därigenom aktivera reläet.
  • GJ (Spårrelä) i en 25Hz faslägeskänslig spårkrets är denna typ av relä.

• Tidsrelä:

  • Ett relä med tidsfördröjningsfunktion. När ett ingångssignal appliceras eller tas bort, stängs utgångskontakterna endast efter en förinställd fördröjningstid.
  • Tidsreläer används vanligtvis i växlingsstartkretsar för att uppnå tidskontroll under växlingens omkonfigurering.

Anledningar till användning av reläer i järnvägssignaleringssystem

• Hög tillförlitlighet:Som ett mognat växelkomponent har reläer en enkel struktur, stabilt beteende och kan operera pålitligt under långa perioder i hårda järnvägsförhållanden (som temperaturvariationer, vibration, fuktighet och damm). Detta är avgörande för att säkerställa säker drift av viktiga enheter som signaler, växlar och spårkretsar.
• Hög säkerhet:Det "Fail-Safe" designprincipen hos reläer är fundamental för deras användning i järnvägssignalering. När ett relä misslyckas (t.ex. spolbrott, strömavbrott), kommer dess kontakter automatiskt att öppnas på grund av gravitation eller fjäderkraft, vilket får signaleringssystemet att gå in i sitt säkraste tillstånd (t.ex. en signal visar rött), vilket minimerar olycksriskerna.
• Hög precision och determinism:Reläer har korta och förutsägbara svarsgrader, vilket möjliggör precist växelkontroll. I komplexa länkningslogiker är reläoperationer mycket deterministiska, vilket garanterar signalkontrollens noggrannhet.
• Flexibilitet och skalbarhet:Relälogikkretsar (relä-länkning) kan implementera komplex kontrolllogik genom olika kablage-metoder. Systemet är lätt att designa, modifiera och expandera enligt stationens layout och driftsbehov.
• Bra elektrisk isolering:Kontrollkretsen (spolsidan) och den kontrollerade kretsen (kontaktsidan) av ett relä är helt elektriskt isolerade, vilket ökar systemets immun mot interferens och säkerhet.