Телеграфные реле

Телеграфные реле, 1935
Телеграфные реле
Автор: Инженер К. А. Гринавцев
Издательство: М.: Связьтехиздат, 1935





Во всех отраслях электротехники приходится иметь дело с включением и выключением тока. При зажигании электрической лампочки мы должны повернуть выключатель так, чтобы он соединил два конца разомкнутого провода, т. е. замкнул электрическую цепь, бывшую до этого разомкнутой. Когда электрическая цепь замкнута, ток электрической сети получает возможность пройти через электрическую лампочку, и она загорается. Для пуска в ход электрического мотора тоже существует выключатель или рубильник, который замыкает и размыкает электрическую цепь.
Наконец, существуют всевозможные электромеханизмы, которые приводятся в действие сильными электромагнитами. Эти сильные электромагниты требуют большой силы тока. Предположим, что этот электромагнит находится на далеком от нас расстоянии, и мы не можем непосредственно подать к нему такой большой ток, который был бы достаточен для его срабатывания. Мы каким-то образом должны включить рубильник на расстоянии. Для этого применяют особого рода прибор, называемый реле.
Реле в электротехнике бывают весьма разнообразных принципов и типов. В основном их можно разделить на две категории: контактные и бесконтактные.
К контактным реле относятся все реле электромагнитного типа. В этих реле замыкание и размыкание электрической цепи потребителя осуществляется путем замыкания контактов.
К бесконтактным реле относятся всевозможные лампы как наполненные газом (газотроны, тиратроны, неоновые и др.), так и вакуумные (т. е. в которых выкачан воздух и присутствие газов сведено до минимума).
В этих реле замыкание и размыкание электрической цепи потребителя осуществляется путем гашения вспышки газа внутри лампы или включением обратного потенциала на третий электрод.
Основной темой настоящей брошюры является описание телеграфных реле, которые относятся к категории контактных, поэтому других типов реле мы касаться не будем.

Реле Присса

В настоящее время наиболее распространенным является английский тип реле Присса. Применяется оно, главным образом, на трансляциях, так как считается наиболее чувствительным. Советская промышленность (завод им. Кулакова в Ленинграде) освоила производство этих реле, и теперь телеграф целиком перешел на свою отечественную продукцию.
Реле Присса по своей системе обмоток принадлежит к разряду дифференциальных реле, т. е. имеет две обмотки.
В реле Присса поляризация осуществляется постоянным магнитом NS, изогнутым в виде скобы, который обычно изготовляется из специальной магнитной стали. Этот постоянный магнит поляризует два якоря, сделанных из мягкого железа. Оба якоря насажены жестко на одну общую ось из диамагнитного материала.
Ось якоря имеет свободное вращение в гнездах вследствие чего концы якоря имеют возможность поворачиваться в стороны. Эти концы мы будем называть свободными в отличие от других концов, закрепленных на оси; последние мы условно будем считать неподвижными. К концу оси жестко прикреплен язычок, который также поворачивается вместе с осью.
Постоянный магнит по отношению к якорям укрепляется так, чтобы его концы N и S находились против неподвижных концов якорей. В этом случае в якорях наводится полярность в следующем порядке: полюс N постоянного магнита возбуждает в неподвижном конце якоря, а полюс S в подвижном конце а N; отсюда мы видим, что полярность постоянного магнита как бы перешла на противоположный конец якоря или что якорь служит как бы продолжением постоянного магнита. В другом якоре в соответствующих концах возбудится обратная полярность, так как он поляризуется вторым полюсом постоянного магнита S.
Постоянный магнит устанавливается не вплотную якорям, а на некотором расстоянии от них, которое называется магнитным зазором.
От величины магнитного зазора зависит сила поляризации якорей; чем он меньше, тем поляризация сильнее, и наоборот.
Свободные концы якоря расположены между оконечностями электромагнитов, которые называются полюсными надставками.

Рисунок 1. Реле Присса

Рисунок 1. Реле Присса

Электромагниты, как мы уже говорили раньше, состоят из двух сердечников, на каждом из которых насажены катушки с обмотками. Обмотки обеих катушек соединены между собой последовательно, причем направление витков таково, что при пропускании через обмотку тока, на полюсных надставках возбуждается разнородная полярность: если на левой верхней полюсной надставке N, то на правой верхней S; нижние полюсные надставки возбуждаются соответствующей противоположной полярностью.
Следовательно, если якорь имеет, заранее заданную постоянную полярность N, то в нашем случае, взаимодействуя с полярностями полюсных надставок, он притянется к правой полюсной надставке, которая имеет противоположную полярность S. С другой стороны, левая полюсная надставка будет отталкивать его от себя.
И так якорь будет находиться одновременно под двумя усилиями: притяжения и отталкивания, причем как то, так и другое усилие, действуют в одну сторону - вправо.
Нижний якорь, имеющий постоянную полярность S, тоже будет двигаться вправо.
При перемене направления тока в обмотке переменятся полярности и на полюсных надставках, а следовательно, сила притяжения и отталкивания будет действовать влево. Значит всегда определенному направлению тока будет соответствовать всегда определенное положение якоря.
Во всяком реле якорь является переходной ступенью для превращения электрической силы в механическую. И действительно движение якоря происходит от действия магнитной силы, а магнитная сила возникает от электрического тока.
Но при своем повороте якорь одновременно увлекает язычок, который насажен жестко на одной с ним оси и кладет его к тому или другому контакту, т. е. якорь совершает механическую работу, перебрасывая язычок.

Реле Сименса

Это реле работает в местных цепях и поэтому от него не требуется высокой чувствительности.
Магнитная система этого реле устроена так, что поляризации подвергается одновременно язычок и сердечник электромагнитов.
Постоянный магнит, изогнутый в виде уголка. На концах его укрепляются якорь и железная скоба. Сквозь концы железной скобы проходят навстречу друг к другу два железных сердечника с винтовой нарезкой. Благодаря винтовой нарезке сердечники можно ввинчивать и вывинчивать, и этим достигается регулировка магнитного забора между их концами.
Скоба с сердечниками электромагнита укрепляется винтом, а на одном конце постоянного магнита, а якорь при помощи штифта, который одновременно служит и осью, укреплен на другом конце.
Поляризация осуществляется следующим образом: полюс N постоянного магнита наводит на конце якоря одноименную полярность N, а полюс S намагничивает железную скобу, причем магнитная сила разветвляется на оба ее конца, т. е. делится на две равные части ½ S. Эти две одноименные половинные полярности со скобы переходят на внутренние концы сердечников.
Следовательно, конец якоря, имеющий полярность N, находится между двумя одинаковыми полярностями сердечников и, если бы он мог очутиться в строго нейтральном положении, т. е. на одинаковом расстоянии от обоих сердечников, то ощущал бы одинаковое усилие как вправо, так и влево. Но такого момента ни в одном реле не бывает, так как это положение весьма неустойчиво, и якорь всегда притягивается к тому сердечнику, к которому он ближе находится.

Рисунок 2. Реле Сименса

Рисунок 2. Реле Сименса

Рассмотрим теперь, как осуществляется работа реле под действием тока. Две катушки с обмотками насажены неподвижно на сердечники реле. Обмотки обеих катушек соединены последовательно, причем магнитный поток, который возникает в катушках, тоже имеет последовательное направление, т. е. если во внутреннем конце первой катушки возникает полярность N, то во внутреннем конце второй - возникнет полярность S.
Посмотрим теперь, какая величина полярностей будет на внутренних концах сердечников, если пропустить ток какого-либо одного направления. Если в катушках отсутствует ток, то оба сердечника имеют заранее заданную одноименную полярность ½ S, и якорь безразличен к ним, т. е. будет лежать у того контакта, к которому мы его перебросим. Но когда включим в обмотки ток, то разноименный магнетизм катушек наложится на одноименный магнетизм сердечников и в результате в одном сердечнике будет сумма, а в другом разность магнитных сил.
Комбинаторные реле разобранного выше типа по роду обмоток бывают как простые, так и дифференциальные, т. е. с одной и двумя обмотками.

Реле Крида

Магнитная цепь реле Крида вертикального типа состоит из двух симметричных шенкелей. Эти шенкеля составлены из тонких железных пластинок. В реле Сименса мы видели, что поляризации подвергнуты одновременно сердечники катушек и якорь, и работа якоря осуществляется путем одновременного ослабления в одном и усиления в другом сердечнике постоянной поляризации, наведенной стальным магнитом.
В реле Крида поляризации подвергнуты шенкеля, поляризация осуществляется постоянным магнитом, который вплотную прикладывается к нижним отросткам шенкелей.
Таким образом оба шенкеля поляризуются двумя разными полюсами N и S; внутренние отростки шенкелей имеют одинаковую полярность NN и SS.
В середине полости, образованной отростками шенкелей, укрепляется поперечная перекладина, на которой держится якорь.
Якорь занимает вертикальное положение; концы его находятся против отростков. Он так же, как и шенкеля, собран из тонких листков железа и по отношению к поляризованным отросткам находится в безразличном состоянии, или, как говорят, нейтрален.
В той же полости сверху и снизу перекладины вставляются две катушки, и якорь проходит сквозь их внутреннее отверстие; это отверстие достаточно велико, так что якорь поворачивается в нем вполне свободно, не касаясь самих катушек. Отсюда видим, что сердечником катушек является в данном случае сам якорь, причем этот сердечник (якорь) в отличие от всех рассмотренных предыдущих случаев — подвижный (поворачивается около оси).

Рисунок 3. Реле Крида

Рисунок 3. Реле Крида

Катушки соединены между собою последовательно в таком направлении, что при прохождении по их обмоткам тока концы якоря получают разноименную полярность.
Рассмотрим принцип работы якоря. Если при обозначенной поляризации магнитной цепи якорь получит, под действием тока, в верхнем конце полярность N, а в нижнем – S, то, как видно верхний конец будет отталкиваться от левого шенкеля и одновременно притягиваться к правому (одноименные полярности отталкиваются, а разноименные притягиваются), а нижний конец, наоборот, будет отталкиваться от правого шенкеля и притягиваться к левому.
Следовательно, верхний конец будет испытывать усилие вправо, а нижний влево, и якорь сделает поворот по часовой стрелке и ляжет на правый контакт.
Если же якорь получит обратную полярность (под влиянием обратного тока в катушках), т. е. вверху S, а внизу N, то он повернется против часовой стрелки и ляжет на левый контакт. Таким образом при изменении направления тока в обмотках якорь меняет свое положение по отношению к контактам, чем и осуществляется работа реле.

Реле Адамсона

Это реле советской конструкции; разработано оно в Научно-исследовательском институте связи в Москве инженером Э. Я. Адамсоном и принято для широкого производства нашей отечественной промышленностью.
Особенностью идеи этого реле является то, что поляризация производится не постоянным магнитом, как это мы видели во всех предыдущих реле иностранных типов, а электромагнитным способом. Этим преследовалась цель избавиться от необходимости применения высококачественной магнитной стали, которая обладает большой магнитной устойчивостью.
Кроме того, конструктор реле считал весьма ценным то обстоятельство, что электромагнитным способом можно достигнуть гораздо большей поляризации, чем постоянным магнитом, так как она зависит от величины тока в подмагничиваюшей обмотке, который мы можем менять в любых пределах.
В остальных своих частях реле Адамсона имеет близкое сходство с реле Крида. Магнитная цепь также составлена из двух шенкелей из мягкого листового железа, но в реле Адамсона шенкеля имеют по три отростка.
Рассмотрим, как производится поляризация шенкелей.
Если на средний отросток левого шенкеля намотать обмотку и пропустить по ней ток, то на конце этого отростка будет какая-либо полярность, например S. Так как при намагничивании неизбежно появляется другой полюс, то он проявится на верхнем и нижнем отростках, причем, поскольку эти отростки расположены симметрично относительно среднего, т. е. находятся на одинаковом расстоянии от него и по толщине железа они одинаковы, то полярность N разделится на две равные половины ½ N; следовательно, как верхний, так и нижний отростки будут иметь половинную полярность ½ N.

Рисунок 4. Реле Адамсона

Рисунок 4. Реле Адамсона

На среднем отростке правого шенкеля также насаживается катушка с обмоткой, но ее полярность должна быть обратной левой, т. е. внутренний конец среднего отростка имеет N, а крайние по ½ S.
Якорь так же, как и в реле Крида, двуплечий и составлен из листового мягкого железа. Он располагается вертикально и проходит свободно сквозь две катушки, не задевая их внутренних стенок. Эти катушки соединяются между собой последовательно и при пропускании по ним тока наводят на концах якоря две противоположные полярности N и S.
Взаимодействие между рабочей полярностью якоря и постоянной полярностью шенкелей такое же, как и в реле Крида, т. е. если верхний конец якоря отталкивается от левого шенкеля и притягивается к правому, то нижний конец, наоборот, отталкивается от правого и притягивается к левому. В результате якорь делает поворот вокруг оси, укрепленной между средними отростками шенкелей.
Катушки, насаженные на средних отростках и возбуждающие поляризацию шенкелей, называются катушками возбуждения: они соединяются между собою последовательно, а к свободным концам подводится батарея, дающая постоянную по величине силу тока.
Необходимая величина силы тока обычно подбирается реостатом.
Катушки, которые находятся на якоре, называются рабочими катушками; к ним подводится рабочий ток.

Реле Куликовского

Реле Куликовского представляет собой второй тип советского реле. Разработано оно в Научно-исследовательском институте связи в Москве инженером Э. А. Куликовским. Отличается оно от реле Адамсона и других реле своей высокой чувствительностью; при весьма слабых рабочих токах оно дает хороший контакт и легкий ход якоря. Благодаря его чувствительности есть возможность снижать вольтажи линейной батареи, т. е. если для обычных реле требуется посылать в провод ток от 160-вольтовой батареи, то для работы реле Куликовского достаточно в линию посылают 80-100 вольт.
Снижение линейных вольтажей в телеграфной практике имеет громадное значение. Известно, что провод, по которому передаются импульсы тока (телеграфные посылки разных знаков), наводит в соседних проводах, подвешенных на одном и том же столбе, так называемую индукцию, т. е. в них возникают наведенные токи короткими импульсами. Эти импульсы появляются в момент замыкания и размыкания батареи в индуктирующем проводе.
Индукционные токи или, короче, индукция тем больше, чем больше напряжение в индуктирующем проводе; накладываясь на рабочие токи соседних проводов, они дают искажение, так как в ненужный момент они или усиливают, или ослабляют рабочую посылку, и реле оконечной станции, приняв искаженную посылку, в таком же виде передает ее дальше.
Отсюда ясно, что, снижая линейные вольтажи, мы ослабляем индукцию и тем самым улучшаем пропускную способность провода.

Рисунок 5. Реле Куликовского

Рисунок 5. Реле Куликовского

Принцип реле Куликовского существенно отличается от всех вышеописанных реле. В то время, как все реле имеют ясно выраженную поляризацию (постоянный магнит или обмотку возбуждения), это реле не имеет специальных поляризующих средств, но вместе с тем оно работает как поляризованное реле, так как с переменой направления тока в рабочей обмотке якорь его тоже перебрасывается к другому контакту.
Магнитопроводящая часть состоит из двух сердечников. На концах сердечники имеют по две круглых полюсных надставки.
В промежутке между полюсными надставками расположен якорь, один конец которого жестко насажен на ось, а другой, свободный, расположен между контактами. Все эти детали (сердечники, полюсные надставки и якорь) состоят из мягкого железа. Казалось бы, раз ничто в реле не поляризовано ни якорь, ни полюсные надставки, то какого бы направления ни пропускали ток по обмотке, железный ненамагниченный якорь не должен бы перебрасываться, а должен быть безразличен к обеим полярностям N и S, которые появляются на полюсных надставках. А между тем он подчиняется этой перемене полярностей и перебрасывается так же, как и в поляризованных реле.

Содержание

1. Что такое реле
2. В каких случаях применяется реле
3. Основные типы реле
4. Дифференциальные реле
а) Передача
б) Прием
в) Одновременный прием и передача
5. Реле Присса
6. Реле Сименса
Примечание 1
7. Реле Крида
8. Реле Адамсона
Примечание 2
9. Реле Куликовского
Примечание 3
Примечание 4
10. Регулировка реле
а) Регулировка реле Присса
б) Регулировка реле Сименса
в) Регулировка реле Крида
г) Регулировка реле Адамсона
д) Регулировка реле Куликовского
11. Прибор для испытания реле

Метки: реле
Файл
Детали
  • Просмотров
  • 441
  • Загрузок
  • 19
  • Версия файла
  • DjVu+OCR
  • Размер файла
  • 1.16 Mb
Рейтинг

В этом разделе

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Для продолжения необходимо авторизоваться

Забыли пароль?

Регистрация