Застосування реле в системах сигналізації

Що таке реле?

Реле — це електричний вимикач, який використовує електромагнітну силу для керування відкриттям та закриттям одного або кількох електричних контурів. Зазвичай воно складається з основних компонентів, таких як електромагніт, контакти та пружини. Коли обмотка електромагніта підсилюється, вона генерує магнітне поле, яке притягує або відпускає сердечник, що в свою чергу призводить до перемикання контактів і забезпечує з'єднання або роз'єднання контуру.

Класифікація релей

Реле переважно поділяються на дві великі категорії: DC Релей та AC Релей.

• DC Релей:

  • Питання живлення: Питаються за допомогою DC джерела.
  • Класифікація: В залежності від полярності струму, вони можуть бути розподілені на Неполярні релей, Полярні релей та Зміщенні релей.
  • Принцип: Усі вони є електромагнітними релей, які працюють шляхом використання магнітного поля, генерованого підсиленою обмоткою, для притягування сердечника, який, у свою чергу, перемикає систему контактів.

• AC Релей:

  • Питання живлення: Питаються за допомогою AC джерела.
  • Класифікація: В залежності від принципу роботи, вони включають як Електромагнітні релей, так і Індукційні релей.
    • Електромагнітне реле: Працює схожим чином, як DC електромагнітне реле, але його сердечник зазвичай містить затінна обмотка або затінне кільце, щоб запобігти вібрації сердечника, спричиненої нульовим переходом AC струму.
    • Індукційне реле: Використовує взаємодію між альтернативним магнітним полем, генерованим обмоткою, та вихровими струмами, викликаними в рухомій частині (наприклад, лопатці) іншим альтернативним магнітним полем, для створення електромагнітної сили, яка призводить до обертання лопатки та перемикання реле.

Застосування релей в системах сигналізації залізниць

Реле широко використовуються в системах сигналізації залізниць. Основні типи включають: DC неполярні релей, полярні релей, полярні релей з пам'яттю, AC релей тощо.

• DC Неполярне реле:

  • Це DC електромагнітне реле, обмотка якого не має полярності та може бути підключена до DC джерела будь-якої полярності, надійно перемикаючи при підсиленні.

• Полярне реле:

  • Це DC полярне реле з фіксованою додатною та від'ємною полярністю обмотки, яке потребує підключення до DC джерела з вказаною полярністю.
  • Коли пряма струм проходить через обмотку, передній контакт замикатиметься з загальним контактом; коли обернена струм, задній контакт замикатиметься з загальним контактом; коли обмотка не підсилюється, реле не перемикається.

• Полярне реле з пам'яттю:

  • Особливий тип полярного реле, яке має як функції полярності, так і функції пам'яті.
  • При підсиленні він замикатиме відповідні контакти залежно від полярності струму обмотки; після відключення контакти залишаються у своєму попередньому стані, поки не буде застосовано струм протилежної полярності. Ця "пам'ять" робить його широко використовуваним в логічних схемах.

• AC Релей:

  • Питаються за допомогою AC, включаючи різні типи, такі як релей перенесення ниті світлодіода сигнальної лампи, FD-тип електрокодери, JRJC-тип двокомпонентні двопозиційні релей та релей-прямокутники.

• Релей-прямокутник:

  • Удосконалена версія на основі DC неполярного реле. Воно включає прямокутник та стабілізатор напруги на вході, конвертує AC в DC перед підачею на обмотку реле.
  • DJ (Релей ниті світлодіода), який використовується в сигнальних лампах, зазвичай використовує цей тип реле.

• Двокомпонентне двопозиційне реле:

  • Типове індукційне реле. Використовує взаємодію вихрових струмів, викликаних у лопатці двома альтернативними магнітними полями (зазвичай від джерела живлення путів та місцевого джерела), для створення електромагнітної сили, яка призводить до обертання лопатки, що перемикає реле.
  • GJ (Релей путів) в 25Гц фазочутливому путевому контурі є цим типом реле.

• Часове реле:

  • Реле з функцією затримки. Коли застосовується або вилучається вхідний сигнал, його вихідні контакти замикатимуться або відкритись лише після попередньо встановленого часу затримки.
  • Часові релей часто використовуються в схемах запуску стрілочних пристроїв для досягнення контролю часу під час переключення стрілки.

Причини використання релей в системах сигналізації залізниць

• Висока надійність:Як зрілий комутаційний компонент, релей мають просту конструкцію, стабільну роботу та можуть працювати надійно довгий час в складних умовах залізниць (таких як зміни температур, вібрації, вологість та пил). Це важливо для забезпечення безпечної роботи ключового обладнання, такого як сигнали, стрілки та путеві контури.
• Висока безпека:Принцип "Fail-Safe" (безпека при відмові) релей є фундаментальним для їх застосування в системах сигналізації залізниць. Коли реле відмовляє (наприклад, обрив обмотки, втрата живлення), його контакти автоматично відкриваються через дію гравітації або пружин, що призводить до того, що система сигналізації переходить у найбезпечніший стан (наприклад, сигнал показує червоний), що мінімізує ризик аварій.
• Висока точність та детермінізм:Релей мають короткий та прогнозований час відгуку, що дозволяє точне управління перемиканням. У складній логіці взаємоблокування операції релей є високо детермінованими, що забезпечує точність керування сигналами.
• Гнучкість та масштабованість:Логічні схеми релей (релейне взаємоблокування) можуть реалізовувати складну логіку керування через різні способи проводки. Система легко проектується, модифікується та розширюється відповідно до планування станції та оперативних вимог.
• Хороша електрична ізоляція:Контрольна схема (сторона обмотки) та керована схема (сторона контактів) релей повністю електрично ізольовані, що підвищує стійкість системи до інтерференції та безпеку.