19.3.2 Принцип дії і класифікація реле

Найбільш поширеними елементами систем залізничної автоматики і телемеханіки є реле і прилади релейної дії, за допомогою яких здійснюються процеси автоматичного управління, регулювання і контролю руху поїздів, а також різні схемні залежності.

У пристроях автоматики і телемеханіки, як правило, застосовують електричні реле, в яких вхідними і вихідними величинами є струм і напруга. Реле, реагуючи на вхідну величину (струм в котушках), стрибкоподібно змінює струм у вхідному (керованому) ланцюзі. Якщо стрибкоподібна зміна струму досягається фізичним розривом кола, то такий елемент називається контактним реле, або просто реле. Якщо ж стрибкоподібна зміна струму у вихідному ланцюзі обумовлена зміною внутрішнього стану елементу (внутрішнього опору, провідності, індуктивності і тому подібне) без фізичного розриву коло, то такий елемент називається приладом релейної дії, або безконтактним реле.

Основною частиною реле (рис.19.3.1) є електромагніт – найбільш простий перетворювач електричного сигналу в механічне переміщення. Він складається з двох котушок 2, сердечника 1, ярма 3 і рухливій частині 4, званою якорем. Якір впливає на виконавчий орган – контакти 5. При проходженні струму через обмотки реле сердечник намагнічується, якір реле притягується до нього, контактна тяга 5 переміщається вгору, розмикаючи загальні контакти (о) з тиловими (Т) і замикаючи з фронтовими (Ф). Це явище називається спрацьовуванням реле. При виключенні струму під дією ваги якоря або сил пружності контактних пружин якір повертається у вихідний стан, розмикаючи фронтові контакти.

Кінці контактних пружин через підставку (6) виведені назовні і утворюють штепсельну розетку. Позначка обмотки і контактів реле НМШ, якє має вісімь контактних груп, а також нумерація контактів на штепсельній розетці показані на рис. 19.3.2. Всі загальні контакти закінчуються цифрою 1; фронтові – 2 і тилові – 3. Штепсельна колодка реле окрім контактних пелюсток для під’єднування монтажних дротів містить виводи, до яких підключаються джерело живлення напругою 12 або 24 В.

Рис.19.3.1. Нейтральне реле типу НМШ

Контактні реле набули широке застосування в пристроях СЦБ, які експлуатуються на залізниці, зважаючи на їх простоту і надійниість. До їх переваг слід також віднести можливість перемикання великого числа незалежних вихідних кіл за наявності декількох контактних груп в реле. При цьому всі вихідні кола гальванічно розділені. Проте контактні реле мають відносно великі розміри і масу, недовгий термін служби, особливо при роботі в імпульсному режимі, недостатню швидкодію, яка обумовлена наявністю механічних переміщень при роботі реле.

В безконтактних реле відсутні рухливі елементи, що труться, вони володіють великою швидкодією, мають малі розміри і масу, менш схильні вібрації.

В той же час безконтактні прилади релейної дії мають і істотні недоліки. Перш за все вони пов'язані зі складністю побудови безконтактних елементів, що відповідають одному з основних вимогам до пристроїв СЦБ, – виключенню небезпечних положень при пошкодженні схем. Іншим істотним недоліком є складність комутування декількох вихідних кіл, гальванічно не зв'язаних один з одним.

Рис. 19.3.2. Позначка обмотки і контактів реле НМШ в схемах та на штепсельній розетці

Вказані недоліки обмежують сферу застосування безконтактних реле в пристроях залізничної автоматики і телемеханіки у відповідальних виконавчих колах (включення вогнів світлофорів, управління стрілочними електроприводами і тому подібне). Проте у зв'язку з бурхливим розвитком електроніки і мікропроцесорної техніки електронні безконтактні прилади усе більш широко упроваджуються в пристрої автоматики і телемеханіки на залізницях всього світу.

Основними елементами пристроїв автоматики і телемеханіки, експлуатованих на залізницях, в даний час все ж є електричні контактні реле, які забезпечують необхідні залежності для руху поїздів.

Реле залізничної автоматики і телемеханіки розділяють:

по принципу дії – на електромагнітні, електромагнітні з термоелементом та індукційні;

по роду струму, що живить обмотку, – на реле постійного струму і змінного струму;

по числу обмоток на осерді (сурдечнику) – на одно-, двох- і багатообмоткові;

по числу положень контактної системи – на двох- і трипозиційних;

по номінальній напрузі (струму);

за часом спрацьовування (тяжіння) і відпуску якоря – на швидкодіючих, таких, що нормально діють, повільно діють і тимчасові;

по режиму роботи – на реле для тривалого (безперервного) режиму роботи і короткочасного (імпульсного) режиму;

по активному опору обмоток.

Реле залізничної автоматики і телемеханіки підрозділяють також на реле I і II класів надійності. До реле I класу надійності відносяться реле, для яких не потрібний додатковий схемний контроль відпуску якоря або дублювання в електричних схемах. Вимоги до реле I класу надійності наступні: надійний відпуск якоря під дією маси якоря і пов'язаних з ним рухливих частин при відключенні напруги від його обмоток; виключення зварювання замикаючих (фронтових) контактів; неможливість залипання якоря реле під дією сил залишкового магнетизму; надійне замикання контактів і постійність їх перехідного опору.

Реле I класу надійності застосовують в апаратурі СЦБ, що забезпечує безпеку руху поїздів.

Реле, в яких відпуск якоря гарантується у меншій мірі і здійснюється в основному під дією реакції контактних пружин, мають II клас надійності. Захист від зварювання контактів в цих реле не передбачають. Реле II класу надійності застосовують в апаратурі, до якої не пред'являються підвищені вимоги по безпеці.