Шаговый переключатель - Stepping switch
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Ноябрь 2016) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
В электротехнике шаговый переключатель или шагая реле, также известный как униселектор, является электромеханический устройство, которое переключает путь входного сигнала на один из нескольких возможных путей выхода, направляемый последовательностью электрических импульсов.
Шаговые переключатели в основном использовались в раннем автоматическом режиме. телефонные станции направить телефонные звонки. Позже их часто использовали в промышленных системах управления. В течение Вторая Мировая Война, Японские шифровальные машины, известные в США как КОРАЛЛ, ДЖЕЙД, и ФИОЛЕТОВЫЙ содержал их. Взломщики кода в Bletchley Park использовали односелекторы, приводимые в движение постоянно вращающимся двигателем, а не серией импульсов в Бомба машины для криптоанализ немец Enigma шифры.[1]
В униселекторе шаговый переключатель перемещается только вдоль или вокруг одной оси, хотя несколько наборов контактов часто работают одновременно. В других типах, таких как Переключатель Строуджера, изобретенный Алмон Браун Строуджер в 1888 году механическое переключение происходит в двух направлениях через сетку контактов.
Одноосные шаговые переключатели
Шаговые переключатели широко использовались в телефонии и промышленных системах управления, когда электромеханические технологии имели первостепенное значение.
Базовый шаговый переключатель - это электрически управляемый поворотный переключатель с одним (обычно входным) терминалом и несколькими (обычно выходными) терминалами. Как и другие типичные поворотные переключатели, одиночный вывод подключается к одному из множества выводов, поворачивая контактный рычаг, иногда называемый дворником, в желаемое положение. Переход из одного положения в другое называется пошаговым, отсюда и название механизма. Используя традиционную терминологию, это однополюсный многопозиционный переключатель.
В то время как некоторые шаговые переключатели имеют только один полюс (слой контактов), у типичного переключателя их больше; в последнем случае все дворники выровнены и двигаются вместе. Следовательно, один вход с несколькими проводами может быть подключен к одному из нескольких выходов на основе приема одного набора импульсов. В этой конфигурации вращающиеся контакты напоминали опоры для головы в современном жестком диске. Многополюсные переключатели были обычным явлением; у некоторых было до дюжины полюсов, но такие встречались реже.
Большинство переключателей имеют набор неподвижных контактов, занимающих половину цилиндра, в то время как некоторые имеют только треть цилиндра. Типичный переключатель типа «полуцилиндр» имеет два набора контактов стеклоочистителя, расположенных напротив друг друга, в то время как тип «третьего цилиндра» имеет три набора, расположенных на равном расстоянии. Для любого заданного уровня подключены оба или все три дворника, поэтому не имеет значения, какой из двух (или трех) подключается. Когда требовался доступ к большему количеству выходных отверстий, ротор имел два набора дворников, расположенных напротив друг друга, но смещенных по вертикали: на первом полуобороне был открыт доступ к одному набору выходов; доступ ко второму набору выходов был осуществлен во второй половине оборота.
Электромагнит перемещает (переводит) дворники в следующее положение, когда на них подается импульс постоянного тока. Якорь магнита (подпружиненный) приводит в действие собачку, перемещающую храповик. Когда собачка достигает своего полного хода, она блокирует храповой механизм, поэтому он и дворники не проскальзывают. Когда питание катушки отключается, пружина втягивает собачку. Другая собачка, иногда называемая фиксирующее пружину, поворачивает на рамах гарантируют, что дворники не двигаются в обратном направлении; контактное трение удерживает их на месте. Некоторые униселекторные конструкции наступают на подачу управляющего импульса; другие наступают на его удаление.
В большинстве приложений, например в телефонии, желательно иметь возможность возвращать дворники в «исходное» положение; это в начале вращения, на одном конце массива неподвижных контактов. У некоторых переключателей кулачок прикреплен к валу стеклоочистителя. Этот кулачок управляет набором контактов, когда стеклоочиститель находится в исходном положении, то есть в начале диапазона вращения. В других схемах использовался один уровень (полюс) контактов для размещения дворников, поэтому отдельные контакты самонаведения не требовались.
Типичные ступенчатые переключатели имеют контакты, управляемые непосредственно якорем шагового магнита; эти контакты могут служить для создания цикла магнита («самошага») и продвижения дворников до тех пор, пока подается питание. Внешние схемы управления отключают питание, когда дворники достигают желаемого положения; это могло быть исходным положением.
Большинство тактовых переключателей вращают дворники только в одном направлении, но некоторые из них являются двунаправленными; у последних есть второй магнит для вращения дворников в другую сторону. Третья разновидность «заводит» пружину по мере того, как стеклоочиститель постепенно шагает, а храповой механизм удерживает дворники от возврата в исходное положение. Когда цепь больше не нужна, другой электромагнит освобождает удерживающую защелку; затем пружина возвращает дворники в исходное положение.
Шаговые переключатели работали довольно шумно (особенно при самошаговом режиме), потому что их механизмы ускорялись и быстро останавливались, чтобы минимизировать время работы. Их звук можно было сравнить со звуком некоторых механизмов мгновенного действия. Тем не менее, они были рассчитаны на долгий срок службы при периодическом обслуживании; они были довольно надежными.
Одноосные ступенчатые переключатели иногда называют униселекторами.
Несколько видов шагового реле Тип 206A
Клеммы подключения, блок - 22-позиционный, шестиступенчатый переключатель
Внутренние контакты
Соленоид и рычаг стеклоочистителя
Вид сверху, храповое колесо, защелка и стопорная пружина слева
Двухкоординатный шаговый переключатель
Немного сложнее было двухкоординатный шаговый переключатель, (также называемый Переключатель Строуджера или же селектор двух движений в Британии). Как правило, одна компактная группа дворников может подключаться к одному из 100 (или 200) различных фиксированных контактов на десяти уровнях. При неработающем переключателе дворники отключены от неподвижных контактов. Стеклоочистители перемещались вверх и вниз по вертикальному валу и вращались в контактном блоке для соединения. Пружина, расположенная внутри вертикального вала, вернула дворники в исходное положение внизу.
Этот тип имел две ступенчатые катушки с собачками и храповиками, одна для поднятия дворников до нужных групп контактов, а другая для поворота дворников в группы. Они обычно использовались при телефонной коммутации с десятью банками по десять контактов. Катушки обычно приводились в действие электрическими импульсами, поступающими от вращающегося телефонный набор. На переключателе с двумя движениями, когда набиралась цифра, дворники поднимали ряды вверх, а затем автоматически вращались (самопереходя) в выбранный ряд, пока не находили «неиспользуемую» розетку для следующего этапа переключения. Последние две набранные цифры будут управлять переключателем коннектора (финальный селектор в Британии). Вторая до последней цифры приведет к перемещению дворников вверх, а последняя цифра заставит их повернуться в банк к линейной розетке вызываемого клиента. Если линия была свободна, то звон к вызываемой линии будет приложено напряжение, а на вызывающую линию будет отправлен сигнал вызова.
Другим вариантом двухкоординатного переключателя был Стромберг-Карлсон X-Y Switch, который был довольно распространен на телефонных станциях на западе США. Это был плоский механизм, подвижные контакты двигались как вбок, так и взад и вперед. Он был достаточно надежным, и его могли обслуживать люди с минимальной подготовкой.
Приложения
Шаговые переключатели используются во множестве приложений, кроме телефонных систем. Последовательно соединив несколько штук, причем наивысший выход одного из них идет на шаговый контакт следующего, прилавок может быть построен. Или подпитывая шагающий контакт бесконечным пульс поезд через реле и управляя реле с собственного выхода коммутатора, его можно настроить на автоматический поиск первой обесточенной линии (или включенной, в зависимости от того, находится ли реле в нормально открытый или же нормально закрытый ). Их также можно было использовать как демультиплексор, чтобы две линии ввода могли управлять несколькими устройствами вывода. Одна входная линия переключает переключатель до тех пор, пока не будет выбрано правильное устройство, а другая затем запитывает это устройство. Возможны многие другие приложения.
Такие переключатели использовались в серии японских шифровальных машин во время Вторая мировая война: КОРАЛЛ, ДЖЕЙД, ФИОЛЕТОВЫЙ (имена американские). Некоторое оборудование, используемое для взлома Энигма машина Код также использовал много таких переключателей, которые некоторые обозреватели назвали «Пулемет» из-за громкого шума.
Рекомендации
- ^ «Колосс - Снаряжение». lightstraw.co.uk.
