Sinyal Sistemlerinde Rölelerin Uygulaması

Röle Nedir?

Röle, bir veya daha fazla elektrik devresinin açılmasını ve kapanmasını elektromanyetik kuvvet kullanarak kontrol eden bir elektrik anahtarıdır. Genellikle manyet, kontaklar ve yaylar gibi temel bileşenlerden oluşur. Elektromanyetin bobini enerji alırken, manyetik bir alan oluşturur ve bu alan bir armatürü çeker ya da serbest bırakır, böylece kontakların hareket etmesi ve devre bağlantısının sağlanması veya kesilmesi sağlanır.

Röle Sınıflandırması

Röleler, genellikle iki ana kategoriye ayrılır: DC Röleleri ve AC Röleleri.

• DC Röleleri:

  • Güç Kaynağı: DC kaynağı ile çalışır.
  • Sınıflandırma: Akımın kutuplanmasına göre, Kutupsuz Röleler, Kutuplu Röleler ve Tercih Edilmiş Röleler olarak sınıflandırılabilir.
  • Princip: Hepsi, manyetik alandan kaynaklanan manyetik kuvveti kullanarak bir armatürü çeken ve böylece kontak sistemini harekete geçiren elektromanyetik rölelerdir.

• AC Röleleri:

  • Güç Kaynağı: AC kaynağı ile çalışır.
  • Sınıflandırma: Çalışma prensibine göre, hem Elektromanyetik Röleler hem de Endüksiyon Röleleri içerir.
    • Elektromanyetik Röle: Bir DC elektromanyetik rölesi gibi çalışır, ancak çekirdeğinde genellikle AC akımın sıfır geçişinden kaynaklanan armatürün titreşimini önlemek için bir gölge bobini veya halka bulunur.
    • Endüksiyon Röle: Bobinden kaynaklanan değişen manyetik alan ile başka bir değişen manyetik alan tarafından hareket edilen bir parçada (örneğin, bir kanatta) endüklenecek dalgıç akımlar arasındaki etkileşimi kullanarak, kanatı döndürme ve röleyi harekete geçirmeye yarayan bir manyetik kuvvet oluşturur.

Rölelerin Demiryolu Sinyal Sistemlerindeki Uygulaması

Röleler, demiryolu sinyal sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Ana türler arasında: DC kutupsuz röleler, kutuplu röleler, kutuplu tutma röleleri, AC röleleri vb. bulunmaktadır.

• DC Kutupsuz Röle:

  • Bobinin kutup ayırımına sahip olmayan ve herhangi bir kutuplu DC güç kaynağına bağlanabilen, güvenilir şekilde aktive edilebilen bir DC elektromanyetik röledir.

• Kutuplu Röle:

  • Bobinin sabit pozitif ve negatif kutupları olan, belirli bir kutuplu DC güç kaynağına bağlanması gereken bir DC kutuplu röledir.
  • Bobine ileri akım geçirildiğinde, ön kontak ortak kontakla kapalı hale gelir; ters akım geçirildiğinde, arka kontak ortak kontakla kapalı hale gelir; bobin enerjisiz olduğunda, röle aktive edilmez.

• Kutuplu Tutma Röle:

  • Hem kutuplanma hem de tutma fonksiyonlarına sahip özel bir tür kutuplu röledir.
  • Enerjilendirildiğinde, bobin akımının kutubuna bağlı olarak karşılık gelen kontakları kapatır; enerjisi kesildikten sonra, kontaklar önceki durumlarında kalır, karşı kutuplu akım uygulanana kadar. Bu "hafıza" özelliği, onu lojik devrelerde yaygın olarak kullanılabilir hale getirir.

• AC Röleleri:

  • AC ile çalıştırılan, sinyal lambası filament transfer röleleri, FD tipi elektrik kodlayıcılar, JRJC tipi iki elementli iki konumlu röleler ve düzeltme röleleri dahil çeşitli tipleri vardır.

• Düzeltme Rölesi:

  • DC kutupsuz rölesine dayalı geliştirilmiş bir versiyondur. Girişinde bir düzeltici ve voltaj stabilizeri bulunur, AC'yi DC'ye dönüştürerek röle bobinine besler.
  • Sinyal lambalarında kullanılan DJ (Filament Rölesi) genellikle bu tür röleleri kullanır.

• İki Elementli İki Konumlu Röle:

  • Tipik bir endüksiyon rölesidir. İki değişen manyetik alan (genellikle ray gücü ve yerel güçten) tarafından hareket edilen bir kanatta endüklenecek dalgıç akımların etkileşimi kullanılarak, kanatı döndürme ve röleyi harekete geçirecek bir manyetik kuvvet üretir.
  • 25Hz faz hassas ray devresindeki GJ (Ray Rölesi) bu tür röledir.

• Zaman Rölesi:

  • Bir zaman gecikme fonksiyonuna sahip bir röledir. Giriş sinyali uygulandığında veya kaldırıldığında, çıkış kontakları sadece önceden belirlenmiş bir gecikme süresi sonrasında kapalı veya açık hale gelir.
  • Zaman röleleri, ray çevirme sırasında zaman kontrolünü sağlamak üzere ray çevirme devrelerinde yaygın olarak kullanılır.

Demiryolu Sinyal Sistemlerinde Rölelerin Kullanılmasının Sebepleri

• Yüksek Güvenilirlik:Olgun bir anahtar bileşeni olarak, rölelerin basit yapısı, istikrarlı performansı ve sıcaklık değişimleri, titreşim, nem ve toz gibi zorlu demiryolu ortamlarında uzun süreli güvenilir çalışma yeteneği, işaretler, ray çeviriciler ve ray devreleri gibi kritik ekipmanların güvenli işletimini sağlama açısından önemlidir.
• Yüksek Güvenlik:Rölelerin "Fail-Safe" tasarım prensibi, demiryolu sinyallerindeki uygulamalarının temelidir. Bir röle başarısız olursa (örneğin, bobin kopması, güç kaybı), kontakları yerçekimi veya yay kuvvetiyle otomatik olarak açılır, böylece sinyal sistemi en güvenli duruma (örneğin, kırmızı gösteren bir sinyal) girer ve kazalar riskini en aza indirir.
• Yüksek Hassasiyet ve Belirleyicilik:Rölelerin kısa ve tahmin edilebilir tepki süreleri, hassas anahtarlamayı sağlar. Karmaşık kilitleme mantığında, röle işlemlerinin belirleyici olması, sinyal kontrolünün doğruluğunu sağlar.
• Esneme ve Ölçeklenebilirlik:Röle mantık devreleri (röle kilitleme), farklı bağlantı yöntemleriyle karmaşık kontrol mantığını gerçekleştirebilir. Sistem, istasyon düzenine ve operasyonel ihtiyaçlara göre kolayca tasarlanabilir, değiştirilebilir ve genişletilebilir.
• İyi Elektriksel İzolasyon:Rölenin kontrol devresi (bobin tarafı) ve kontrol edilen devre (kontak tarafı) tamamen elektriksel olarak izole edilmiştir, bu da sistemin interferansa karşı dirençliğini ve güvenliğini artırır.