книги из ГПНТБ / Коган В.С. Телеграфия и основы передачи данных учебник

Реле и искатели позволяют одновременно коммутировать только одно соединение, в то время как соединители могут одно­ временно осуществлять независимые соединения нескольких вхо­ дов с таким же количеством выходов. Поэтому соединители и на­ зывают многократными.

Для электромеханических приборов коэффициент /Ск=109ч- -f-1012, так как /?разм составляет тысячи ом, а Дзам — доли ом.

На смену шаговым и декадно-шаговым телеграфным комму­ тационным станциям пришли координатные станции, основным коммутационным устройством которых являются многократные координатные соединители МКС. Искатели имеют сложную кон­ струкцию с движущимися частями, работающими с ударными усилиями, скользящие контакты, которые не обеспечивают надеж­ ной коммутации, и, кроме того, имеют малую скорость коммута­ ции. В многократных координатных соединителях контакты сколь­ жения заменены контактами давления, движущие части отсутст­ вуют, что значительно повышает надежность и быстродействие этого коммутационного прибора. Рассмотрим подробнее конструк­

поле которого состоит из групп контактных пружин на замыкание с контактами, выполненными из серебра. В автоматических коор­ динатных телеграфных станциях применяются МКС типа 20ХЮХ Х6 и 10X20X6. Тип МКС обозначается тремя цифрами: пер­ вая — это количество вертикалей, вторая — количество контакт­ ных групп у каждой вертикали или количество выходов с каждой вертикали и третья — проводность.

Принцип устройства МКС типа 20X10X6 поясняется на рис. 8.5. Данный МКС имеет 20 вертикально расположенных пакетов, каждый из которых содержит 10 рядов шестиконтактных групп. В этйх группах подвижные контактные пружины 1 являются ин­ дивидуальными и называются выходами, а неподвижные шины 2, общие для всех 10 групп, называются входами. Каждый такой па­ кет имеет удерживающую планку 3, переходящую в якорь удер­ живающего электромагнита УМ. Контактные группы с удержива­ ющей планкой и удерживающим электромагнитом УМ называют­ ся вертикальными блоками, или вертикалью. Двадцать верти­ кальных блоков крепятся в раме так, чтобы их контактные груп­ пы располагались горизонтальными рядами. Каждому горизон­ тальному ряду контактов соответствует выбирающий электромаг­ нит ВМ. Между двумя горизонтальными рядами располагается выбирающая планка 6 — данный МКС имеет пять таких планок. Каждая выбирающая планка управляется двумя электромагни­ тами: при срабатывании одного магнита планка поворачивается вокруг своей оси вверх, а при срабатывании другого — вниз.

На выбирающих планках укреплены гибкие пружины, назы­ ваемые выбирающими пальцами. Место крепления выбирающего пальца обозначено на рис. 8.5 цифрой 7. Количество пальцев на

1,70

выбирающей планке определяется числом вертикальных блоков. Любая контактная группа у этого МКС замыкается в резуль­ тате перемещения двух планок — выбирающей и удерживающей; соединение происходит в точке пересечения двух координат — горизонтали и вертикали, поэтому соединитель и носит название

координатного.

6

Рассмотрим электромеханическую схему МКС, приведенную на рис. 8.6. Для замыкания контактной группы МКС сначала сраба­ тывает выбирающий маннит ВМ, выбирающая планка 1 при этом поворачивается в нужное положение. Все выбирающие паль­ цы 2 данной планки попадают в углубления двадцати рабочих пружин 3 контактных групп соответствующего горизонтального ряда. Затем срабатывает удерживающий магнит УМ и поворачи­ вает удерживающую планку 5, которая на своем пути встречает выбирающий палец 2, перекрывающий изгиб рабочей пружины 3. Последняя перемещается вправо. Этим обеспечивается замыкание пружин данной контактной группы.

После срабатывания удерживающего магнита выбирающий магнит выключается. Выбирающая планка 1 возвращается в ис­ ходное положение и может быть использована для установления следующего соединения. Выбирающие магниты имеют собствен­ ные контакты 5 (рис. 8.5), которые используются для обеспечения надежности установления соединения — цепь работы УМ прохо­ дит через контакты выбирающих магнитов. Удерживающие маг­ ниты также имеют контакты 4, которые используются . в цепях пробы вертикалей и в цепи блокировки УМ, так как УМ должен находиться под током все время соединения.

171

После того как через один вертикальный блок установлено соединение, могут быть установлены соединения через другие вер­ тикальные блоки данного МКС.

Максимальное число возможных соединений на данном МКС определяется количеством вертикальных блоков. Поэтому такого типа соединитель называется многократным.

УМ

Рис. 8.6. Электромеханическая схема МКС

После окончания соединения УМ отпускает свой якорь, удер­ живающая планка и выбирающий палец возвращаются в исход­ ное положение и контактная группа размыкается.

Рассмотренный МКС тина 20X10X6 является двухпозицион­ ным, так как коммутация — замыкание контактной группы — в нем происходит при срабатывании двух электромагнитов — ВМ и УМ. В телеграфных коммутационных станциях применяется так­ же и трехпозиционный МКС типа 10X20X6 (и 10X20X5). В трехпозиционных МКС увеличение емкости вертикали происходит без увеличения габаритов соединителя, за счет добавления еще одной (шестой) выбирающей планки (рис. 8.7), управляемой дву­ мя переключающими электромагнитами П{ и Пг.

Трехпозиционный МКС типа 10X20X6 имеет 10 вертикальных блоков, пять основных выбирающих планок 1, 10 выбирающих магнитов BMi—ВМю, два переключающих магнита П, дополни­ тельную выбирающую планку 2. Эскиз контактного поля одной вертикали трехпозиционного МКС показан на рис. 8.8а, а на рис.

показано соединение между входом и выходом 7.

„172

Рис. 8.7. МКС типа 10X20X6

Следует обратить внимание на то, что в двухпозиционных МКС входы вертикалей подключают к неподвижным пружинам контактного поля (см. рис. 8.3), а в трехпозиционном — входы вертикалей подключают к 11 и 12-м группам контактного поля. Неподвижная пружина в этом случае выполняет роль контактной (токопроводящей) перемычки (рис. 8.8в)

Рис. 8.8. Контактное иоле вертикали МКС T0X20X6

К о м м у т а ц и о н н ы е в о з м о ж н о с т и М К С расширяют­ ся при использовании звеньевого включения. Рассмотрим этот во­ прос подробнее. Вертикальный блок МКС типа 10X10 можно представить как искатель с одним входом и 10 выходами (рис. 8.9а). Как правило, на координатных станциях требуются комму­ тационные устройства, имеющие большое количество выходов, до­ ступных одному входу. Можно увеличить количество выходов, за­ параллелив входы всех или части вертикалей (рис. 8.96). При этом доступность увеличивается, а число входов МКС уменьшает­ ся, т. е. теряется основное свойство МКС — многократность.

Увеличение числа выходов можно получить, применяя звенье­ вое включение. Принцип звеньевого включения состоит в том, что соединение входа с выходом ступени искания осуществляется не через один МКС, а через два и более МКС, включенных последо­ вательно (рис. 8.9в). Соответственно различают однозвенную, двухзвенную, трехзвенную и т. д. схемы коммутации. Линии, сое­ диняющие выходы одного звена со входами другого, называются п р о м е ж у т о ч н ы м и .

а выходы — к контактным пружинам; обратное — в том, что вхо­

174

ды звена подключены к контактам поля, а выходы — к вертика­

т. е. из группы МКС, соединенных звеньевым способом. Каждый блок характеризуется количеством звеньев, числом входов, про­ межуточных линий и выходов. На рис. 8.10 даны структурные схе­ мы блоков ступеней искания координатной станции типа АТ-ПС-ПД.

Рис. 8.10. Структурная схема блоков ступеней искания станции АТ—ПС.-ПД

Как показано на рис. 8.10а, блок ступени АИ (абонентского искания) строится по трехзвеньевой схеме. Из звена А 100 выхо­ дов служат для подключения линий абонентских установок (че­ рез станционный релейный комплект, называемый абонентской панелью АП), а 80 входов этого звена используются для подклю­ чения промежуточных линий к звену В. На звене В промежуточ­ ные линии включены в вертикали МКС: 30 вертикалей использу­ ются для подключения исходящих линий к следующей ступени искания ГИ, а остальные 50 входов являются промежуточными

175

линиями от звена С. При входящем соединении блок АИ имеет трехзвенную схему — С, В, А; а при исходящем — двухзвенную А и В. На этой ступени искания применяется обратное включе­ ние звеньев.

Блок ГИ (группового искания) (рис. 8.106) строится по двух­ звенной схеме с прямым включением звеньев: 40 входов звена А, 80 промежуточных линий к звену В и 200 выходов из звена В. Блок РИ (регистрового искания) (рис. 8Л0в) строится по двухзвен­ ной схеме, но звенья имеют обратное включение. В звено А вклю­ чается 100 входов от других ступеней искажения, 60 промежуточ­ ных линий к звену В, а 20 выходов звена В используются для подключения регистров.

М а р к е р ы и р е г и с т р ы на координатных станциях управ­ ляют процессом соединения, так как сам МКС, в отличие от ис­ кателей, не может осуществлять искание, а только устанавливает соединение, получив «команду» от управляющих устройств.

Каждый блок ступени искания обслуживается одним марке­ ром, который занимается при поступлении вызова на данную сту­ пень, получает информацию из регистра, выбирает требуемое на- -правление соединения, выбирает свободный выход требуемого направления, промежуточную линию между звеньями данного блока, подает электропитание на соответствующие электромагни­ ты МКС каждого звена, обеспечивая этим соединение входа с выбранным выходом в блоке. После установления соединения он освобождается и может обслуживать следующее соединение. При­

Рис. 8.11. Принцип обходного способа установ­ ления соединения

лучив из регистра информацию, выбирает сначала требуемое на­ правление соединения, затем свободный выход в этом направле­ нии. После этого определяет промежуточную линию между звень­ ями блока, т. е. осуществляет процесс искания в обход блока. (Для сравнения на рис. 8.116 показано, что^ в декадно-шаговых приборах применяется прямой способ установления соединений.)

Применение обходного способа установления соединений по­ зволяет использовать несложные блоки искания с небольшим ко­ личеством управляющих устройств. На координатных станциях

176

используются релейные схемы маркеров. Время занятия маркера для одного соединения составляет 2004-300 мс.

Регистры являются общим управляющим устройством для ко­ ординатной станции. Совместно с пересчетчиком, который под­ ключается к регистру, это управляющее устройство принимает от абонентской установки или от регистра смежной станции вызывае­ мый номер, фиксирует его и затем передает информацию об этом номере последовательно в маркеры различных ступеней искания. Так как регистр должен оставаться в тракте соединения до его окончательного установления, то, чтобы сократить это время, об­ мен информацией между регистром и маркерами производится быстродействующим кодом. Время занятия регистра для одного соединения составляет 124-15 с.

На коммутационных телеграфных станциях регистр выполняет дополнительные, но весьма важные функции: управление автома­ тическим установлением соединений по обходным направлениям при занятости всех каналов в прямом направлении и преимущест­ венное обслуживание срочных соединений. Применение регистро­ вых станций позволяет ввести единую систему нумерации, не за­ висящую от структурных схем коммутационных станций и от их емкости. Поэтому и на декадно-шаговых коммутационных теле­ графных станциях вводится регистровое оборудование.

Реле с магнитоуправляемыми контактами

Реле с магнитоуправляемыми контактами также используются в качестве коммутационных приборов. Наша промышленность выпускает реле с магнитоуправляемыми контактами типа геркон (язычковые реле) и ферриды. Контакты этих реле замыкаются непосредственно под воздействием магнитного поля, якорь от­ сутствует. Отсутствие якоря и частей, работающих с трением, обеспечивает быстродействие таких реле. Наличие герметизиро­ ванных контактов устраняет влияние внешней среды на состояние контактов, регулировка контактов в процессе их работы не тре­ буется.

Г ер коны, имеющие контакты на переключение и используе­ мые в качестве поляризованного телеграфного реле, были пока­ заны на рис. 2.8. Герконы с контактами на замыкание, используе­ мые в коммутационных устройствах, показаны на рис. 8.12а и б. Геркон представляет собой стеклянный баллон, в который поме­ щаются контактные пружины, изготовленные из магнитомягких материалов. Баллон герметически запаивается и помещается внутрь обмотки. При подключении тока к обмотке под действием возникающего магнитного поля пружины намагничиваются и за­ мыкаются, а при отключении тока прекращается действие маг­ нитного поля и контактные пружины под действием сил упругости размыкаются.

Я з ы ч к о в о е р е л е представляет собой геркон, помещенный в намагничивающую катушку (рис. 8.12в). Обычно язычковое ре­ ле защищается металлическим экраном.

177

Ф е р р и д — это сочетание ферритовых сердечников с магнито­ управляемыми контактами типа геркон. Термин «феррид» — это сочетание букв двух английских слов — ferrit и read—relay — феррит и язычковое реле. Феррид имеет одну (рис. 8.12г) или не­ сколько обмоток, намотанных на ферритовый сердечник. Феррит яв­ ляется ферромагнитным материалом с высокой магнитной проницаемо-

стью и большим остаточным намагничиванием. Петля гистерезиса такого материала близка к прямоугольной. Ферритовый сердечник обладает свойствами долговременной памяти и обеспечивает быст­ рое перемагничивание при малых затратах энергии.

При подаче короткого импульса тока в одну из обмоток, на­ пример в обмотку I, сердечник перемагничивается и создает маг­ нитное поле, а герметизированный контакт, помещенный в это по­ ле, замыкается и будет замкнут после прекращения импульса то­ ка в обмотке за счет остаточного намагничивания. Если в обмот­ ку // подать импульс тока противоположной полярности, то кон­ такт вернется в исходное положение — разомкнется.

Реле с магнитоуправляемыми контактами обеспечивают малое и стабильное контактное сопротивление. Контакты реле не зали­ пают. Это достигается нанесением на поверхность контактных пружин слоя из благородных металлов: золота, серебра или ра­ дия. Для надежного замыкания контактов не требуется создания контактного давления как у электромагнитных реле.

Реле с магнитоуправляемыми контактами обладают большой скоростью срабатывания (1ч-2 мс) и большим сроком службы. Число срабатываний реле достигает 108~109. Правда, пока их из­ готовление стоит дорого вследствие применения благородных

ния реле.

В зарубежной коммутационной аппаратуре применяются мало­ габаритные реле ESK с магнитоуправляемыми контактами, имею­ щие четыре или две пары контактов на замыкание и две группы контактов на переключение. Принцип работы этого реле пояс­ няется рис. 8.13. При прохождении тока по обмотке реле г кон­

178

тактный якорь б (рис. 8.13а), перемещаясь в магнитном поле в на­ правлении к полюсным наконечникам в, замыкает контакты. За­ мыкание контактов происходит вплоть до окончания перемещения контактного якоря, а при дальнейшем его перемещении преодо­ левается противодействие упругой пружины д, вследствие чего и создается контактное давление (оно равно 20 г).

Рис. 8.13. Реле ESK:

а) магнитная и контактная системы реле; б) схема блока из пяти реле

На контактный якорь действуют два магнитных потока — ос­ новной Ф0 и вспомогательный Фн. Результатом одновременного воздействия этих двух магнитных потоков является быстрое за­ мыкание контактов. При выключении тока из обмотки реле кон­ такты возвращаются в исходное положение. Конструкция реле такова, что вибрация контактов практически отсутствует.

Реле выпускаются блоками, по пять в каждом (рис. 8.136). Как показано на рисунке, блок имеет общие шины a, b, с, d, е и его можно рассматривать как соединитель с одним входом и пятью выходами. Каждое реле имеет две обмотки: рабочую и удержания.

Если сравнить реле ESK с телефонным реле типа РПН, то ре­ ле ESK, имея габариты, в 5 раз меньше и массу в 10 раз мень­ шую, обеспечивает высокую скорость срабатывания 2 мс и боль­ шой срок службы (до 109 срабатываний). Регулировка реле в про­ цессе эксплуатации не требуется.

Электронные приборы коммутации

ронные приборы. Техника автоматической коммутации предъ­ являет особые требования к электронным приборам — они дол­ жны обеспечивать большую скорость работы, достаточно высокий срок службы, повышенную механическую прочность, высокую на­ дежность, малую стоимость и высокий коэффициент коммутации.

179