Устройство коммутации электрических сигналов

(51)Н 03 К 17/1 ТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКОМУ Св ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(56) 1. Воронин Р.В. и др. Матричный коммутатор на,магнитоуправляемыхконтактах. -"Приборы и системы управления", 1971, Р 11,2, Авторское свидетельство СССРВ 610299, .кл. Н 03 К 17/16, 18.02,74(54)(57) УСТРОЙСТВО КОИМУТАЦ 1 П 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНА 11 ОВ,. содержащее плоскую матрицу иэ трех групп управляющих обмоток, каждая из которых имеет й обмоток и каждая обмотка любойгруппы имеет пересечение с каждойиэ обмоток других групп только водном коммутирующем элементе матрицы выполненном в виде магнитоуправляеюго контакта, два дешифратора,выходы которых подсоединены к входамуправления соответствующих первых и,вторых замыкающих ключей, а входы -к входам элемента суммирования,.третий дешифратор, входы которого соединены с выходами элемента суммирования, а выходы - с управляющими входами соответствующих первых и вторыхпереключающих ключей, первые выводыуправляющих обмоток первой группысоединены с первой шиной питания, авторые - с выходами соответствующихпервых замыкающих ключей, первые выводы управляющих обмоток третьейгруппы подсоединены к входам соответ.ствующих. вторых замыкающих ключей,и элемент задержки,о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности размыкапил магнитоуправляемых контактов, дополнительно введены 11 третьих и четвертых,пятый и шестой переключающие ключи,11 элементов И и магнитопровод, установленный в матрице на уровне пере",крытия взаимодействующих выводов контактных пружин магнитоуправляемыхконтактов, причем каждая из управляющих обмоток второй группы выполненаиз двух одинаковых полуобмоток, симметрично расположенных относительномагнитопровода, одни выводы верхнихполуобмоток второй группы соединеныс перекидными контактамнф соответствующих первых переключающих ключей,размыкающие контакты которых объединены с размыкающими контактами треть., их переключающих ключей и замыкающи- Сми контактами вторых и четвертых переключающих ключей и подсоединены к фпервой шине питания, размыкающемуконтакту шестого переключающегоключа и замыкающему контакту пятого переключающего ключа, перекиднойконтакт которого соединен с вторымиобъединенными выводами управляющихобмоток третьей группы, вторые вы фводы верхних полуобмоток второй СДгруппы соединены с перекидными кон- фтактами соответствующих вторых переключающих ключей, размыкающие кон-,.кающими контактами четвертых перек- флвчаюцих ключей и замыкающими контактами первых и третьих переключающих ключей и через замыкающийключ подсоединены к второй шине питания, входам первых замыкаюц 1 их клю-,чей, размыкающему контакту пятого105 б 457 10 переключающего ключа и замыкающемуконтакту шестого переключающего ключа, перекидной контакт которого соединен с входами вторьи замыкающихключей, первые выводы нижних цолуобмоток второй группы соединены с перекидными контактами соответствующихтретьих переключающих ключей, а вто"рые выводы нижних полуобмоток второй группы - с перекидными контактами соответствующих четввртьх перек 1Изобретение относится к измерительной технике и может .найти применение в системах автоконтроля, вчастности в устройствах коммутациисигналов малого уровня.Известно устройство коммутацииэлектрических сигналов, содержащееплоскую матрицу из й групп управляющих обмоток, причем каждая груп"па имеет одинаковое число обмоток,а каждая обмотка любой группы имеетпересечения с каждой из обмоток других групп только в одном коммутирующем элементе 1Однако это устройство не отличается высокой .надежностью,Наиболее. близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство коммутации электрическихсигналов, содержащее плоскую матрицуиз трех групп управляющих обмоток,каждая из которых имеет 11 обмотоки каждая обмотка любой группы имеетпересечение с каждой из обмотокдругих групп только в одном коммути-.рующем элементе матрицы, выполнен- .ном в виде магнитоуправляемого контакта, две дешифратора, выходы которых подсоединены к входам управления соответствующих первьи и вторыхзамыкающих ключей, а выходы, - к входам элемента суммирования, третийдешиФратор, входы которого соединены с выходами элемента суммирования,а выходы - с управляющими входамисоответствующих первых и вторых переключающих ключей, первые выводыуправляющих обмоток первой группысоединены с первой шиной питания, авторые - с выходами соответствующихпервых замыкающих ключей, первые вы 15 20 25 30 35 лючающих ключей, выход элемента задержки соединен с разрешающими входами дешифраторов и третьего замыкающего ключа, а его вход " с шинойуправления, управляющими входами пя"того и шестого переключающих ключейи первыми входами элементов И, вторыевходы которых соединены с выходамитретьего дешифратора, а выходы - с управляющими входами соответствующих треть. их и четвертых переключающих ключей.2воды управляющих. обмоток третьейгруппы подсоединены к входам соответствующих вторых замыкающих ключей,и элемент задержки 2,Недостатком известного устройстваявляется то, что надежность размыкания магнитоуправляемых, контактовнедостаточна.Цель изобретения - повышение надежности размыкания магнитоуправляемых контактов. Для достижения поставленной цели в устройство коммутации электрических сигналов, содержащее плоскую матрицу из трех групп управляющих обмоток, каждая из которых имеет 11 обмоток и каждая обмотка любой группы имеет пересечение с кажцой из обмоток других групп только в одном коммутирующем элементе матрицы, выполненном в виде магнитоуправляемого контакта, два дешифратора, выходы которых подсоединены к входам управления соответствующих первых и вторых замыкающих ключей, а входы - к входам элемента суммирования, третий дешифратор входы которого соединены с вьиодами элемента суммирования, а выходы - с управляющими входами соответствующих первых и вторьи перек лючающих ключей, первые выводы управляющих обмоток первой группы соединены с первой шиной питания, а вторые - с вьглодами соответствующих первых замыкающих ключей, первые выводы управляющих обмоток третьей группы подсоединены к входам соответствующих вторьи замыкающих ключей, и элементзадержки, дополнительно введены 11третьих и четвертых, пятый и шестойпереключающие ключи, 1 элементов Ии магнитопровод, установленный вматрице на уровне перекрытия взаимодействующих выводов контактных пружин магнитоуправляемых контактов, 5причем каждая из управляющих обмо-.ток второй группы выполнена из двуходинаковых полуобмоток, симметричнорасположенных относительнс магнитопровода, одни выводы верхних полу- Ообмоток второй группы соединены сперекидными контактами соответствующих первых переключающих ключей, размыкающие контакты которых объединены,с размыкающими контактами третьихпереключающих ключей и замыкающимиконтактами вторых и четвертых переключаюцих ключей и подсоединены к пер.ной шине питания, размыкающему контакту шестого переключающего ключаи замыкающемуконтакту пятого переключающего ключа, перекидной контакткоторого соединен с вторыми объединенными выводами управляющих обмотоктретьей группы, вторые выводы верхних полуобмоток второй группысоединены с перекидными контактами соответствующих вторых переключающих ключей, размыкающие контакты которыхобъединены с размыкающими контактами четвертых переключающих ключей изамыкающими контактами первых и третьих переключаюц 1 их ключей и через замыкающий ключ подсоединены к второйшине питания, входам первьгх замыкающих ключей, размыкающему контактупятого переключающего ключа и эамыкающему контакту. шестого переключающего ключа, перекидной контакт кото- .рого соединен с входами вторых замыкающих ключей, первые выводы ниж 40них полуобмоток второй группы соединены с перекидными контактами соот-ветствующих третьих переключающихключей, а вторые выводы нижних полуобмоток второй группы - с перекидными 45контактами соответствующих четвертыхпереключающих ключей, выход элементазадержки соединен с разрешающимивходами дешифраторов и третьего замыкающего ключа, а его вход - с шиной 50управления, управляющими входами пятого и шестого переключающих ключейи первыми входами элементов И, вторыевходы которых соединены с выходамитретьего дешифратора, а выходы - с 55управляющими входами соответствующихтретьих и четвертых переключающихключей На Аиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства коммутации электрических сигналов; на Фиг. 2, - конструктивное выполнение независимых управляющих обмоток и магнитопровода относительно контактных пружин магнитоупранляемых кон тактов,Устройство содержит плоскую матрицу 1, образованную тремя группами независимых управляющих обмоток, магнитоупранляемые контакты 2, причем каждая группа имеет одинаковое число .обмоток, а каждая обмотка 3-5 любой группы имеет пересечения каждой из обмоток других групп Фолько в одном коммутирующем элементе матрицы, кроме того, обмотки 4 второй группы выполнены из двух одина/ковых полуобмоток и симметрично расположены относительно магнитопровода 6. Причем одни из выводов обмоток 3 первой группы объединены и соединены с первой шиной 7 питания, а другие их выводы через соответствующие замыкающие ключи 8 соединены с второй шиной 9 питания. Одни из выводов верхних полуобмоток второй группы через размыка 1 ощие контакты соответствующих переключающих ключей 10 подсоединены к первой шине 7 питания, а другие их выводы через размыкающие контакты соответствующих переключающих ключей 11 и замыкающий ключ 12 - к второй шине 9 питания. Аналогично одни из выводов обмоток 4 второй группы. через размыкающие контакты соответствующих переключающих ключей 13 соединены с первой шиной 7 питания, а другие их выводы через размыкающие контакты соответствующих переключающих ключей 14 и замыкающий ключ 12 - с второй шиной 9 питания, Одни из выводов обмоток 5 третьей группы объединены и через размыкающий контакт переключающего ключа 15 подсоединены к второй шине 9 питания, а другие их выводы через соответствующие замыкающие ключи 16 и размыкающий контакт переключающего ключа 17 - к первой ши- не 7 питания. Управляющие входы замыкающих ключей 8 и 16 соединены с соответствующими выходами дешира" торов 18 и 19, входы которых через элемент 20 суммирования соединены с входами деширатора 21, а ныходыпоследнего связаны с управляющими1 входами переключающих ключей 10 и11 и вторыми входами элементов И 22,; выходы которых подсоединены к управляющим входам переключающих ключей 13 и 14. Управляющие входы пе.- реключающих ключей 15 и 17 и первый 5 вход элемента И 22 соединены суправляющей шиной 23 и входом элемента 24 задержки, выход которого подсоединен к управляющим входам дешифраторов 18, 19 и 21 и управляющему входу замыкающего ключа 12.При подаче двоичногофосьмеричного) кода на входы дешираторов 18 и 19, и разрешающего потенциала на шину 23 срабатывают переключающие клю чи 15 и 17 и через время, Определяер мое элементом 24 задержки, соответствующие замыкающие ключи 8 и 16, Одновременно через элемент 20 суммирования суммарный код за вычетом 20 старшего разряда подается на входы деширатора 21 и срабатывают соответствующие пары, переключающих ключей 10, 11 и 13, 14 и замыкающий ключ 12. При этом выбранные управ ляющие обмотки всех групп оказываются подключенными к цепи питания пря. мой полярности, а не выбранные обмотки второй группы - к цепи питания обратной полярности. . 30Иагнитный поток,создаваемый управляющими обмотками 3 и 4 (4 и 5) пРоходит через верхнюю.нижнюю) кон. тактную пружину магнитоуправляемого контакта 2, магнитопровод б, наружную среду обмоток и снова входит в контактную пружину, создавая ее намагниченность. Параметры обмоток подобраны так, чтобы абсолютная величина магнитного потока, создаваемая управляющими обмотками 3 и 5 первой и третьей групп, была в четыре разя больше абсолютной величины магнитного потока, создаваемо-го каждой из половинок обмоток 4 вто рой группы. При этом взаимодействую 4 щие концы контактных пружин выбранного магнитоуправляемого контакта намагничиваются разноименио магнитным потоком в пять условных единиц и притягиваются, Взаимодействующие концы50 контактных пружин невыбранных магнитоуправляемых контактов по стро- " ке и столбцу матрицы, охватывающих выбранный магнитоуправляемый контакт, намагничиваются одноименно, причем один - магнитным потоком в три условные единицы, а другой - в одну условную единицу, и отталкивают" ся. И наконец, взаимодействующие концы контактных пружин остальных не- выбранных магнитоуправляемых контактов намагничиваются разноименно магнитным потоком в одну условную единицу и притягиваются. В результа" те в предлагаемом устройстве, действие магнитного потока на взаимодействующие контакты пружин выбранного,3магнитоуправляемого контакта в ф =5 раз больше, чем на взаимодействующие концы выбранных контактных пружин в известном устройстве.При снятии разрешающего потенциала с шины 23 срабатывают переключающие ключи 15 и 17 и выбранные переключающие ключи 13 и 14, после чего к выбранной нижней половине обмотки второй группы и выбранной обмотки третьей группы прикладывается напряжение обратной полярности, и взаимодействующие концы контактных пружин выбранного магнитоуправляемого контакта оказываются нимагниченнымн одноименно и отталкиваются с силой р пропорциональной пяти условным единицам магнитного потока, что значительно повышает надежность размыкания контактных элементов в известном устройстве они притягива" лись с силой, пропорциональной остаточной намагниченности контактных ,пружин) Принудительное размыкание контакт; ных элементов является э 4 ективным средством повышения надежности работы магнитоуправляемых контактов, так как со временем, особенно при коммутаций предельных токов и напряжений, за счет искры дугового разряда, а также износа благородных покрытий контактных поверхностей, происходит увеличение сил сцепления кон- тактных пружин, приводящее к их,залипанию и возникновению отказа коммутации.1056457 . Составитель Л.БагянРедактор А.Шишкина Техред М.Тепер Корректор С.Ш нсн аб.,ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з 9340/56ВНИИПИ Государствепо делам изобрет 113035, Москва, 7(ираж 936ного коминий и отк5, Раушск Пота СССРтий