История электромагнитного реле

Созданию первого реле предшествовало изобретение в 1824 г. Англичанином Стардженом электромагнита – устройства, преобразующего входной электрический ток проволочной катушки, намотанной на железный сердечник, в магнитное поле, образующееся внутри и вне этого сердечника. Магнитное поле фиксировалось (обнаруживалось) своим воздействием на ферромагнитный материал, расположенный вблизи сердечника. Этот материал притягивался к сердечнику электромагнита.

Впоследствии эффект преобразования энергии электрического тока в механическую энергию осмысленного перемещения внешнего ферромагнитного материала (якоря) лег в основу различных электромеханических устройств электросвязи (телеграфии и телефонии), электротехники, электроэнергетики. Одним из первых таких устройств было электромагнитное реле (рис.2.15), изобретенное американцем Дж. Генри в 1831 г.

 

 

Рис. 2.15. Первое реле

Следует отметить, что первое релейное устройство представляло собой не коммутационное реле. Электрический сигнал от внешнего источника после преобразования электромагнитом этого реле в магнитное поле приводил в движение якорь, который, перемещаясь, ударял по корпусу металлического колокола, вызывая звуковой сигнал.

Очевидно, что электромагнит с внешним якорем лег в основу конструкции и первого коммутационного реле, использованного в телеграфном аппарате, построенном в 1837 г. Американским художником и изобретателем С. Бризом (Морзе), создавшим позднее к нему и код – азбуку Морзе. Аппарат Морзе представлял собой электромеханическое устройство, в котором передатчиком служил телеграфный ключ, а приемником электромагнит с подвижным сердечником, управляющий работой пишущего механизма. Кодовые электрические импульсы от приемника к передатчику передавались по длинным проводам и, поэтому, требовали усиления. Для усиления слабых импульсов тока Морзе, по совету Дж. Генри, использовал его электромагнитное реле, якорь которого уже воздействовал не на колокол, а на подвижный электрический контакт, подключающий батарею питания к приемному электромагниту синхронно с приходом сигнала Морзе. Таким образом, ослабленный импульс электрического тока усиливался и мог уже восприниматься приемным электромагнитом телеграфного аппарата или передаваться дальше. Усиление ослабленного тока с помощью устройства Дж. Генри напоминало смену (по-английски: relay) уставших почтовых лошадей на станциях или передачу эстафеты (relay) уставшим спортсменом, что и послужило названием «relay» для устройств подобного рода. Поистине широкомасштабное промышленное применение и, как следствие этого, конструктивно-технологическое развитие электромагнитных реле началось после изобретения телефона и усовершенствования первых телефонных станций ручного обслуживания путем использования гнездо-шнуровых коммутаторов. Именно в таких коммутаторах американской фирмой Вестерн-Электрик впервые в 1878 г. было применено электромагнитное реле.

 

Рис. 2.16. Одно из первых промышленных электромагнитных реле

Оно еще мало походило на последующие конструкции реле для телефонии, а больше напоминало телеграфный ключ. Широкое внедрение телефонии потребовало массового производства электромагнитных реле, конструкции которых были бы технологичны, дешевы и надежны в работе. Первоначальный тип таких реле имел круглый сердечник и Г -образный корпус, на котором крепились контакты и поворачивающийся на призматической опоре утяжеленный якорь, возвращающийся назад за счет своего веса. Вскоре для возврата якоря стали использовать спиральную, а затем и плоскую возвратную пружину. Этот тип реле широко применялся в «шаговых системах» автоматических телефонных станций (АТС). Первые АТС были спроектированными в России в 1887 г. Ученым К. А. Мосцицким, а в США в 1890 г. Инженером Строуджером.

 

Рис. 2.17. Реле середины XX века