Селектр — электромагнитный переключатель цепей¶

Селектр — электромеханический коммутационный аппарат, предназначенный для поочерёдного подключения одного общего проводника к нескольким независимым цепям или, наоборот, для выбора одного из нескольких входных сигналов. По принципу действия занимает промежуточное положение между реле и шаговым искателем: в отличие от обычного реле, имеющего два устойчивых состояния, селектр обеспечивает последовательное переключение по замкнутому кругу или по заданной программе. Исторически термин применялся преимущественно к электромагнитным устройствам шагового типа, использовавшимся в телефонии, автоматике и телемеханике.

¶Общее описание

Конструктивно классический селектр представляет собой электромагнит с подвижным якорем, который при каждом срабатывании поворачивает храповое колесо или перемещает щётку на один шаг. На оси закреплены контактные ламели или щётки, скользящие по полю неподвижных контактов, расположенных по окружности либо в ряд. Каждому импульсу тока соответствует переход в следующее положение, что позволяет адресно выбирать нужную цепь.

Основные характеристики таких аппаратов:

• число позиций (коммутируемых цепей) — обычно от 10 до 50;
• тип привода — электромагнитный, реже электродвигательный;
• способ возврата в исходное положение — автоматический или ручной;
• род тока управления — постоянный, в отдельных моделях переменный.

Разновидностью являются селекторы с самоблокировкой, удерживающие выбранную позицию после снятия управляющего сигнала, и устройства с механическим или электрическим стопором.

¶История

Потребность в автоматическом выборе абонентской линии возникла с развитием телефонной связи в конце XIX века. Первые шаговые искатели были предложены американским изобретателем Алмоном Строуджером в 1889 году; его система автоматической телефонной станции (АТС) стала основой для массового применения шаговых коммутационных приборов. В 1890-х годах аналогичные устройства разрабатывались в Европе, в частности в Швеции и Германии.

В первой половине XX века селектры стали типовыми элементами декадно-шаговых АТС. В СССР выпускались шаговые искатели различных типов, применявшиеся в городских и междугородных станциях вплоть до 1970–1980-х годов, пока их не вытеснили координатные, а затем электронные системы коммутации. Параллельно устройства использовались в системах телеуправления, железнодорожной сигнализации и измерительной технике.

¶Принцип работы

Работа селектра основана на преобразовании последовательности электрических импульсов в дискретное положение коммутационного органа. Типовой цикл выглядит так:

1. На обмотку электромагнита поступает импульс тока.
2. Якорь притягивается и через собачку поворачивает храповое колесо на один зуб.
3. Щётка или контактная ламель переходит к следующему неподвижному контакту.
4. При прекращении импульса якорь возвращается пружиной, а колесо фиксируется стопором.
5. Следующий импульс повторяет цикл, обеспечивая пошаговое движение.

Для сброса в исходное состояние служит отдельная обмотка или механический толкатель, освобождающий храповик. В некоторых конструкциях применяется обратный ход щётки, что позволяет использовать прибор как реверсивный искатель.

¶Классификация

По назначению и конструкции различают несколько групп:

Отдельно выделяют электромагнитные счётчики импульсов, близкие по устройству, но выполняющие функцию накопления, а не коммутации.

¶Применение

Наибольшее распространение селектры получили в автоматической телефонии, где они обеспечивали установление соединения между абонентами без участия оператора. В декадно-шаговых АТС каскады таких приборов последовательно выбирали станцию, группу и конкретную абонентскую линию.

Другие области применения:

• телемеханика и диспетчерское управление — поочерёдный опрос датчиков;
• железнодорожная автоматика — управление стрелками и сигналами;
• измерительная техника — переключение диапазонов и эталонных сопротивлений;
• лабораторные стенды — коммутация цепей при испытаниях;
• ранние вычислительные устройства — шаговое распределение сигналов.

С развитием полупроводниковой техники механические селектры были вытеснены электронными коммутаторами, мультиплексорами и реле на герконах. Тем не менее в ряде узкоспециальных задач, где требуется гальваническая развязка и стойкость к помехам, электромеханические принципы коммутации сохраняют значение.

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам относят простоту конструкции, независимость от источников питания в момент удержания позиции, высокое сопротивление контактов к перегрузкам и возможность работы при значительных токах. Устройства нечувствительны к импульсным помехам в той мере, в какой к ним чувствительна электроника.

Недостатки определяются механической природой: ограниченный ресурс (десятки и сотни тысяч срабатываний), относительно низкое быстродействие, износ щёток и контактов, чувствительность к пыли и влаге, а также значительные габариты. Именно эти факторы обусловили постепенный отказ от шаговых коммутационных приборов в пользу бесконтактных решений.

¶Селектры в современном контексте

В настоящее время термин сохраняется главным образом в историко-технической литературе, музейных описаниях и учебных курсах по автоматике и связи. Коллекционеры и реставраторы телефонной аппаратуры восстанавливают декадно-шаговые станции, демонстрируя работу искателей на выставках. Кроме того, слово «селектр» иногда употребляется как устаревший синоним селектора — устройства выбора в широком смысле, что может приводить к терминологической путанице.