6.3 Класифікація атс по способах комутації

Класифікація аналогових АТС, заснована на типі застосовуваних комутаційних приладів приведена в табл. 6.3

Таблиця 6 3

Тип АТС	Комутаційний прилад	Комутаційний елемент
Декадно-крокові АТС (АТСДК)	крокові і декадно- крокові шукачі	щітка-ламель
Координатні АТС (АТСК)	багаторазовий координатний з'єднувач	струни-рухлива пружина
Квазіелектронні АТС (АТСКЕ)	матричний ферідовий з'єднувач, матричний інтегральний з'єднувач	герметизированний контакт (геркон)
Електронні АТС (АТСЕ)	електронні КП	електронні комутаційні елементи

Декадно-крокові, координатні і квазіелектронні системи АТС мають електромеханічні комутаційні елементи, тобто основою кожного з КЕ цих станцій є механічний контакт між металевими провідниками. Тому всі ці станції називають електромеханічними системами АТС. В електронних АТС комутаційні елементи використовують електронні контакти різних типів.

6. 4. Комутаційні прилади електромеханічних атс

Найпростішим комутаційним приладом є електромагнітне реле, з однієї або декількома обмотоками, що виконує функції керуючих елементів реле. Комутаційні елементи реле - контактні групи, що складаються з механічних контактів і підключають вхід до одному з виходів (рис. 6.1 а). На схемах поруч із прямокутником, що позначає обмотку реле, указують номери виходів цієї обмотки, а усередині прямокутника - опір обмотки в Омах. Біля контактних пружин указують їхню двозначну нумерацію. Конструкція і регулювання реле, що застосовуються у приладах АТС, розглянуті в [14, 25].

У декадно-крокових системах АТС використовуються обертальні крокові шукачі ШИ-11 з числом робочих виходів m=10 (в АТС-47), і ШИ-17 з m=15 (в АТС-54). Трипроводовий вхід шукача зв'язаний із щітками а, b, з (рис 6.16). Умовні позначки крокових шукачів на структурних і функціональних схемах приведені на рис. 6.2 а, б.

Основним комутаційним приладом АТСДК є декадно-кроковий шукач ДШИ-100, щітки якого для установки на необхідному виході роблять два рухи:

Рис 6.1

піднімальне і обертальне (під впливом двох електромагнітів). Вхід шукача ДШИ підключений до трьох щіток, а виходи включаються в контактне поле, що складається з трьох сегментів (а, b, с). Кожен сегмент містить десять горизонтальних дугоподібних рядів контактних ламелей, названих декадами. У кожній декаді десять ламелей. Таким чином, загальна ємність ДШИ дорівнює 100 трихпроводових виходів.

Позначення ДШИ на принципових схемах відповідають рис. 6.2б,в. На рис. 6.2г показане розгорнута умовна позначка ДШИ-100 у тому випадку, коли він використовується як лінійний шукач, тобто коли в його поле включена сотня АЛ (нумерація цих АЛ дана на рисунку). Для підключення входу, наприклад, до лінії 21 щітки ДШИ повинні зробити спочатку два піднімальних кроки, а потім один обертальний крок. На рис. 6.2б, г показані спрощені умовні позначки ДШИ-100. На рис. 6.2д кожна декада зображується одною вертикальною лінією, а сукупність виходів декади - горизонтальною лінією зі стрілкою. Конструкція і принцип дії шукачів розглянуті в [2, 7, 14].

Рис. 6.2

У координатних АТС використовують багаторазовий координатний з'єднувач (БКЗ), що представляють собою електромеханічний комутаційний прилад релейної дії, конструктивними елементами якого є вертикальні блоки (рис. 6.3) з утримуючими електромагнітами (УЕ) і горизонтальними рейками з вибираючими електромагнітами (ВЕ), що поєднуються в єдину конструкцію (рис. 6.4).

Вертикаль складається з контактної системи (а) і утримуючого електромагніта з якорем своєрідної конструкції (б) Контактна система вертикального блоку являє собою сукупність нерухомих струн (рис. 6.5) по числу проводів, що комутуються, і 10 або 12 груп рухливих контактних пружин. Кожна група рухливих контактів розташована в пазах штовхальника, що належить тільки цій групі.

Для комутації якої-небудь групи контактів вертикалі з нерухомими струнами необхідно змістити вправо товкач цієї групи контактів. При цьому пружини під дією власної пружності створять контакт тиску зі струнами вертикалі. Переміщення штовхальників здійснюється за допомогою пальців, що вибирають, розташованих на горизонтальних рейках, що вибирають, які приводяться в рух електромагнітами, що вибирають.

На кожну пару сусідніх ВЕ надається одна рейка, що вибирає. Число ВЕ і рейок залежить від кількості контактних груп у вертикальному блоці (ємність вертикалі), а число пальців, що вибирають, на рейці дорівнює числу вертикалей. Тип БКЗ прийнято позначати скороченим записом виду n_Beрт* m_Bepт* k, де перше число вказує число вертикалей, друге - число виходів (ємність) вертикалі, а третє - провідність. У так названих двопозиційних БКЗ точка комутації утвориться після послідовного спрацьовування двох електромагнітів – спочатку вибираючого, а потім утримуючого. У трипозиційного БКЗ, де ємність поля збільшується в два рази за рахунок зменшення провідності, одночасно з вибираючим повиннен спрацювати один із двох перемикаючих електромагнітів (ПЕ), що прийнято позначати В11 і В12. Номер виходу вертикалі, що комутується, визначається дією ВЕ (або ВЕ і ПЕ спільно), а номер вертикалі, де створюється точка комутації - спрацьовуванням УЕ. Конструкція і регулювання БКЗ описані в [14, 25] Параметри вітчизняних БКЗ, що мають уніфіковану конструкцію й однакові габаритні розміри, приведені в табл. 6 1. Схеми контактної системи вертикалей БКЗ типів 20x10x6 і 20x20x3 показані на рис 6.2а, б, а умовні позначки вертикалі будь-якого БКЗ - на рис. 6.2е (координатний спосіб) і рис. 6. 2ж (символічний спосіб).

На рис. 6 5:

1. Нерухомі срібні струни.

2. Рухливі контактні пружини.

3. Штовхальник.

4. Планка якоря.

5. Палець, що вибирає.

6. Поворотні пружини.

7. Підстава

Таблиця 6.1

Типи БКЗ БКЗ		Число електромагнітів
Двохпозиційні	20x10x6	УЕ	ВЕ	ПЕ
		20	10	-
	10x10x12	10	10	-
	10x12x12	10	12	-
Трипозиційні	10x20x6	10	10	2
	20x20x3	20	10	2

У квазіелектроних АТС використовуються матричніі з'єднувачі на герконах - герметизированих магнітоуправляємих контактах. У герконах контактні пружини з залізо-нікілєвого сплаву розміщені в склянній ампулі, що наповнена інертним газом, рис. 6.6а, б. Магнітний потік, створюваний катушкою зі струмом впливає безпосередньо на виконавчу частину - контактні пружини, тому такі контакти називають магнітоуправляємими. Внутрішні кінці контактів в ампулі, що перекривають один одного, покриті тонким шаром шляхетних металів і виконують роль полюсів магнітної системи і контактів. При впливі подовжнього магнітного поля пружини притягаються один до одного і замикаються, здійснюючи електричний контакт. При вимиканні обмотки з електричного ланцюга, магнітний потік зникає і контактні пружини під впливом сил пружності повертаються у вихідне положення.

Геркони можуть бути на замикання, розмикання і переключення (рис. 6.6а, б, в). В останніх двох випадках конструкції надається постійний магніт, що утримує пружинні групи на розмикання в замкнутому стані. При включенні зовнішнє поле, створюване електромагнітом, нейтралізує поле постійного магніту і контакт під дією пружності розмикається. Нейтральні безякорні реле складаються з катушки, що намагнічує, поміщених усередині її герконів і металевого чохла-екрана, що є одночасно магнітопроводом, рис. 6.6г. При проходженні струму через катушку 1, виникає магнітний потік,що замикається через металевий екран-корпус 2 і контакти герконів.

Матричний герконовый з'єднувач (МГЗ) виконується з окремих герконових реле і являє собою комутаційну матрицю, що має n входів, m виходів і провідність - k. По горизонталі і по вертикалі обмотки окремих реле МГС з'єднуються послідовно та утворюють загальні шини. Герконовое реле, що знаходиться в точці перетинання горизонтальних і вертикальних шин, спрацьовує при подачі на відповідну вертикаль і горизонталь імпульсу струму визначеної полярності. Утримання герконового реле в робочому стані здійснюється по спеціальному проводу і тому в МГС має місце значна витрата електроенергії.

З метою зменшення витрати електроенергії замість герконових реле в з'єднувачах можуть використовуватися ферріди або гезакони. У ферріда сердечник виконаний з магнітного матеріалу здатного тривалий час зберігати залишкове намагнічування. Тому після спрацьовування контакти залишаються в замкнутому стані утримуючись залишковим намагнічуванням. Відпускання виробляється за рахунок створення магнітного поля зворотного напрямку.

Гезакон (герметизированный запам'ятовуючий контакт) сполучає в собі функції контактної пружини і змінного магніту рис. 6.7а. У вихідному стані пружини гезаконів намагнічені таким чином, що вони відштовхуються один від одного. Для замикання електричного ланцюга через гезакон необхідно їх намагнітити так, щоб вони притягалися один до одного (рис. 6.7,б). Для розмикання створюється сила, що намагнічує, спрямована зустрічно рис. 6.7,в.

Матричніі феррідові з'єднувачі (МФС) складаються з окремих феррідів, що утворюють комутаційну матрицю аналогічно БКЗ та МГС. У кожному горизонтальному і вертикальному ряді обмотки з'єднані послідовно. Обмотки всіх горизонталей і обмотки усіх вертикалей запаралеленіі і з'єднані один з одним (рис. 6.8а, б, в). Для керування роботою МФС використовується загальний імпульсний генератор, що може бути підключений до будь-якої горизонталі і будь-якої вертикалі. Спрацює тільки феррід, що знаходиться на перетинанні горизонтального і вертикального рядів, по яких у даний момент пропущений струм. Після припинення керуючого імпульсу феррід, що спрацював, за рахунок залишкового намагнічування, залишиться в робочому стані без споживання струму, тобто забезпечується магнітне утримання встановленого з'єднання.

Рис. 6.8а, б

Для керування роботою ферріда необхідні імпульси струму амплітудою 10 А та тривалістю 10-100 мкс, обумовленої часом перемагнічування магнітної системи. Після припинення керуючого імпульсу рух контактних пружин до моменту замикання відбувається під дією залишкової магнітної індукції. При проходженні імпульсу струму тільки через одну обмотку точки комутації (байдуже вертикальну або горизонтальну) відбувається перемагнічування сердечників у результаті чого контакти в цій точці комутації розмикаються.

Різновидом матричного з'єднувача з магнітним утриманням є матричний інтегральний з'єднувач (МІС), що відрізняється від МФС тим, що сердеч-ник (з напівтвердого магнітного матеріалу) в вибраній точці комутації намагнічується по способу безгистерезисного намагнічування Для цього в одну з керуючих обмоток подається прямокутний імпульс струму, а в другу серія знакозміних загасаючих імпульсів (рис. 6.9а). При додаванні магнітних полів, створюваних керуючими струмами, магніт намагнічується по безгістерезисній кривій. Початкова амплітуда змінного загасаючого магнітного поля повинна бути достатньою для насичення магніту. Таким чином, магніти з'єднувача, на які одночасно впливає постійне магнітне поле і змінне загасаюче магнітне поле, намагнічуються; а магніти, на які впливає тільки постійне поле - зберігають свій стан, а магніти, на які впливає тільки змінне загасаюче магнітне поле, розмагнічуються (рис.6.96).

Конструкція МІС містить дві плати із друкованим монтажем - плата магнітної системи з обмотками і плата герконів. При зборці МІС обидві плати кріпляться разом так, щоб геркони входили в магнітопроводи плати магнітної системи рис.6.9в.