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Appareils électriques de commande.
L'invention est relative aux appareils électri- ques de commande et, en particulier, aux appareils pour effectuer une fonction quand le circuit de commande est alimenté par un courant d'une polarité relative et une autre fonction quand le circuit de commande est alimenté par un courant de l'autre polarité relative.
L'appareil de cette invention est un perfection- nement à des installation déjà connues dans lesquelles l'ap- pareil de commande emploie un relais polarisé et un relais polarisé asservi alimentés par un circuit de commande pola- risé et disposés de manière que le relais polarisé asservi contrôle le relais polarisé pour assurer qu'il réponde à un changement dans la polarité du courant fourni au circuit
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de commande.
Les relais polarises utilisés dans cet appa- reil demandent beaucoup moins de courant que les relais polarisés asservis et, par conséquent, ont des enroulements de faible résistance quand ils sont montes dans un circuit série. Si les enroulements de ces relais étaient montés en parallèle dans le circuit de commande;, de la manière décrite dans le brevet précité, la. plus grande partie de l'énergie fournie au circuit de contrôle spéculerait par les enroulements du relais polarisé et relativement peu d'énergie passerait par les enroulements du relais polarisé asservi. On a remarqué que si le circuit de commande est très long, trop peu d'énergie est fournie aux enroulements du relais polarisé asservi pour actionner les contacts de ce relais.
C' est un but de cette invention que de four- nir un appareil de commande perfectionné du type décrit, et dans lequel les enroulements du relais polarise et du relais polarisé asservi sont montés en série, de manière que l'enroulement du relais polarisé ne soustrait pas d'énergie au relais polarisé asservi,améliorant ainsi le fonctionnement de ce dernier relais et rendant possible son fonctionnement avec des circuits plus longs que ceux qui ont pu être em- ployés jusqu'ici.
De plus, cette invention fournit des appareils de commande perfectionnés du type décrit, disposés de manière que l'enroulement du relais polarisé soit alimenté pendant le mouvement des contacts du relais, d'une position à l'au- tre, de façon que si un changement de polarité survient dans le courant d'alimentation du relais, les contacts de ce dernier finiront leur mouvement. n
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Un autre but de cette invention, c'est de four- nir des appareils de commande perfectionnés du type décrit, comprenant un circuit auxiliaire pour l'enroulement du relais polarisé asservi, qui a pour objet de retarder l'ouverture des contacts de ce relais ;
quand les impulsions du courant émis sont relativement courtes, l'ouverture des con- tacts du relais polarisé asservi est retardée, de façon que les périodes d'ouverture et de fermeture soient sensiblement égales.
De plus, cette invention fournit des appareils de commande perfectionnés ayant un relais polarisé alimenté par un circuit de commande, un relais auxiliaire associé au relais polarisé alimenté par le circuit de commande avec des conne- xions établies par les contacts du relais polarisé et pouvant, si la polarité du courant change, conserver les contacts du relais auxiliaire collés pendant le déplacement des contacts du relais polarisé, d'une position à une autre.
D'autres avantages et caractéristiques nouvelles -de cette invention seront mis. en évidence par la description qui suit et le schéma joint.
On décrira trois formes d'appareils de commande incorporant l'invention, puis on indiquera, ensuite, les ca- ractéristiques nouvelles.
Sur le dessin, le schéma fig. 1 représente une application de l'invention, alimentée par un circuit employant une énergie continue.
Une autre application de l'invention est représentée fig. 2, le circuit de commande utilisant un courant de si- gnalisa.tion. La fig. 3 montre une modification du système représenté fig. 2, le circuit de commande utilisant une éner-
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gie continue, pour produire l'équivalence d'un relais neutre à retenue.
Les mêmes organes portent les mêmes références sur les trois figures.
En se reportant à la fig. l, P désigne un relais polarisé et N un relais auxiliaire. Les enroulements des re- lais P et N sont alimentés par un circuit de commande polari- sé représenté ici par les conducteurs 10 et 11, la polarité de ce circuit est inversée par le commutateur PC relié à une source de courant continu telle qu'une pile dont les bornes sont désignées par + et -. Les conducteurs 10 et 11 peuvent être des fils, ou bien être formés par les rails d'une voie de chemin de fer, le commutateur PC peut être commandé à main, ou bien'par relais, ou même par tout autre mécanisme quelconque.
Le conducteur 10 est relié au contact polarisé 12 du relais P, et le conducteur 11 est relié à une borne de 1-* enroulement du relais P. L'autre borne de l'enroulement du relais P est reliée au contact 14 du relais. Les contacts 12 et 14 contrôlent les connexions pour monter en série l'enroulement du relais N, a.vec l'enroulement du relais P.
Le relais N est du type polaire asservi et ne s'enclenche que si l'énergie passe dans un sens déterminé dans son enroulement.
De tels relais sont déjà connus, les différentes pièces de 1-* appareil sont disposées de manière que le relais N ne fonctionne que si le positif du générateur de courant est relié à la borne de gauche de l'enroulement du relais.
Une résistance 16, ayant une valeur. sensiblement supérieure à celle de l'enroulement du relais N peut être placée entre les conducteurs 10 et 11, pour maintenir l'ali-
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mentation de l'enroulement du relais P pendant les déplacements de ses contacts d'une position à une autre.
Le contact 17 du relais N et le contact 18 du relais P coopèrent pour fermer un circuit utilisé pour une fonction quelconque, par exemple, l'allumage de la lampe d'un. signal S.
Quand le système se présente comme il est indiqué sur le dessin, le courant positif passe dans le conducteur
11, par l'enroulement du relais P, le contact 14 du relais P, de là à la borne de gauche de l'enroulement du relais N, il traverse cet enroulement, passe par le contact 12 du relais P et retourne par le conducteur 10 au négatif de la ligne.
Dans ces conditions, les enroulements relais
P et N sont alimentés en série et la polarité du courant envoyé au relais P est telle que les contacts du relais oc- cupent leur position gauche, comme il est représenté, et le sens de passage du courant par les enroulements du relais N est celui qui rapprochera les contacts du relais. Ainsi, le con- tact 17 du relais N et le contact 18 du relais P coopèrent pour établir le circuit de la lampe G du signal S.
Quand on inverse le commutateur PC, le positif du générateur de courant est relié au conducteur 10, et le négatif est relié au conducteur 11.. Au moment où l'on inverse le commutateur PC, les contacts 12 et 14 du relais P sont à leur position gauche, comme on le voit, de manière que le courant passe du positif du générateur par le conducteur 10, puis par le contact 12 du relais P jusqu'à la borne droite de l'enroulement du relais N, puis passe dans l'enroulement du relais, dans le contact 14 du relais P, par l'enroulement du.relais P et retourne par le conducteur 11 au négatif de la source d'énergie.
Le courant passant dans cette direction par l'en-
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roulement du relais N tend à séparer les contacts de ce re- lais, tandis que ce courant passant par l'enroulement du re- lais P oblige les contacts de ce relais à se séparer des con- tacts de gauche et à s'engager avec les contacts de droite.
Aussitôt que les contacts 12 et 14 du relais P s'écartent des contacts de gauche, le circuit décrit ci- dessus (qui alimente en série les relais P et N) est inter- rompu. Les caractéristiques de fonctionnement du relais P peuvent être telles que les contacts du relais continueront à se déplacer après l'interruption de l'arrivée du courant à l'enroulement du relais, pour aller se placer à leur po- sition de droite.
Pendant que les contacts du relais P exécutent leur mouvement pour occuper leur position de droite, un circuit est fermé pour alimenter en série les relais P et N, ce circuit est établi de manière que le positif de la source de courant soit connecte à la borne gauche de l'enroulement du relais N, pour que le courant envoyé à 1''enroulement de ce relais soit assez fort pour maintenir en contact ses contacts. De plus, le courant passant par l'enroulement du re- lais P est assez fort pour maintenir les contacts de ce der- nier leur position droite.
Le déplacement des contacts du relais P de leur nosition gauche à leur position droite oblige le contact 18 à interromprele circuit de la lampe G du signal S et à établir le circuit de la. lampe Y. Ce circuit comprend le con- tact avant 17 du relais N et celui-ci ne s'établit que si le relais est en action.
Le fonctionnement de ce système dépendant du chan- gement de polarité du courant d'alimentation sur les conduc- teurs 10 et 11, est semblable à celui donné ci-dessus.
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Quand on interrompt l'arrivée de courant sur les conducteurs 10 et 11, le contact 17 du relais N s'écarte et coupe le circuit de la lampe Y ou G, pour établir le circuit de la lampe R.
Si;quand on a changé la polarité du courant de com- mande sur les conducteurs 10 et 11, les contacts du relais P ne bougent pas, les conducteurs 10 et 1-1,demeurent connertés à l'enroulement du relais N, de telle manière que le positif est relié à la borne de droite de l'enroulement du relais. Ain- si, le sens de passage du courant dans l'enroulement du relais N sera tel que l'énergie sera insuffisante pour rapprocher les contacts du relais, et le' contact 17 restera ouvert et main- tiendra le circuit de la lampe R du signal S. Pa.r conséquent, le relais N contrôle la réponse du relais P aux changements de polarité du courant de commande sur les conducteurs 10 et 11.
Si on le juge nécessaire, on péut intercaler une résistance 16 entre les contacts 12 et 14 du relais P pour dis- poser d'un moyen pour alimenter le relais P pendant que ses contacts se déplacent d'une position à une autre, on est ainsi assuré que, si la polarité est changée, les contacts du relais P continueront leur mouvement. Il est préférable que la résis- tance 16 soit sensiblement plus forte que les enroulements du relais N, de manière que lorsque les contacts du relais P éta- blissent le circuit de l'enroulement du relais N, la plus grande partie du courant des conducteurs 10 et 11 passe par l'enroulement du relais N. Grâce à la forte résistance de 16, une quantité relativement faible de courant est en- voyée à l'enroulement du relais P, pendant que les contacts du relais sont en train de se déplacer.
Cependant, après que les contacts du relais P ont commencé leur mouvement, peu de force est nécessaire pour obliger les contacts à con-
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tinuer leur déplacement, et le courant qui passe par la: ré- sistance 16 est suffisant pour obtenir ce résultat.
On remarquera que le câblage est tel que le re- lais P est connecté en série avec l'enroulement du relais N.
Par conséquent, même si le relais P a un enroulement à fai- ble résistance, il ne détournera pas d'énergie du relais N, ni ne réduira sensiblement le courant dans l'enroulement de ce relais, et suffisamment d'énergie passera dans le relais pour le faire fonctionner, même si les conducteurs 10 et
11 sont relativement longs.
Bien que le système représenté fig. 1 qui vient d'être décrit est supposé commandé par un courant continu, un courant de signalisation ou un courant périodiquement interrompu peut être employé.
La fig. 2 du dessin montre un autre montage de l'invention, ce montage est étudié pour les systèmes de si- gnalisation utilisant un courant télégraphique dans lequel les impulsions sont relativement courtes comme il est connu.
Dans les systèmes connus il y a un circuit ayant . ses extrémités des transmetteurs en fonctionnement continu.
Les contacts de ces transmetteurs fonctionnent à des vitesses différentes, et les contacts de chacun de ces transmetteurs commandent la connexion du circuit avec une source de courant ou avec des relais. Comme les contactsdes manipulateurs fonctionnent à des vitesses sensiblement différentes, il arrive fréquemment qu'ils soient en une relation telle que l'énergieest envoyée de se. source à une extrémité du cir- cuit, aux relais à. l'autre extrémité de ce circuit.
Comme la durée des impulsions passant dans les relais de la ligne, à l'une ou l'autre extrémité du circuit, est déterminée par la relation des contacts du manipulateur,
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fonctionnant à des vitesses différentes, ces impulsions va- rient en longueur et certaines d'entre elles peuvent être extrêmement courtes.
On a remarqué que certains types d'appareils déchiffreurs fonctionnent dans de meilleurs conditions si les temps entre chaque signe sont approximativement égaux en longueur. Le système.représenté fig. 2 fournit un moyen pour employer l'appareil de commande de cette invention dans ces systèmes de signalisation connus et pour,permettre au relais de s'ouvrir lentement, pour que les périodes de fermeture du relais soit approximativement égales en longueur aux pé- riodes d'ouverture.
Le schéma fig. 2 du dessin montre les relais de ligne avec les autres appareils, à une extrémité du circuit avec le moyen d'alimenter-ces relais sur le circuit. Comme on le voit, un transmetteur 75 CT est monté à une extrémité des fils 20 et 21 de la ligne, il porte des contacts 23 et 24 qui sont en fonctionnement constant à une cadence prédéter- minée, .par exemple 75 fois à. la minute. Les contacts 23 et 24, quand ils sont établis;relient les fils 20 et 21 aux contacts 25 et 26 d'un commutateur pour changement de pola- rité du générateur de courant.
Un transmetteur 180 CT est monté à l'autre ex- trémité des fils 20 et 21, et porte des contacts 28 et 29 qui sont en fonctionnement continu à une cadence prédéterminée,
180 fois à la minute, par exemple. Quand ils sont ouverts, les contacts 28 et 29 relient les fils de la ligne, 20 et 21 aux enroulements en série des relais P et N.
Quand les contacts du relais P occupent une posi- tion, ils y demeurent jusqu'à ce qu'un courant contraire les
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amène à l'autre position, tandis cue le relais N est un relais polarisé asservi similaire à celui représente sur le système fige 1. Le relais P porte des contacts 12 et 14 qui commandent le circuit du relais 1,1 de la manière déjà expliquée en ce qui concerne la fig, 1. Le montage de la. fig. 2 diffère de celui de la fig. l, en ce que le redresseur K est branche en dériva- tion sur les bornes de l'enroulement du rela.is N, et est poli.- risé pour permettre au courant de passer dans la direction op- posée à celle du' il faut pour établir les contacts du relais N.
Le relais N porte un contact 30 qui commande l'ar- rivée du courant dans l'enroulement primaire du transforma- teur DT, et un contact 31 qui redresse le courant fourni par le secondaire du transformateur DT du relais N.
En fonctionnement, quand les contacts du trans- metteur 75 CT sont établis et que les contacts du transmetteur
180 CT sont ouverts;, un circuit est établi, qui envoie du cou- rant aux fils 20 et 21 des relais de ligne P et N. Quand les contacts 25 et 26 du commutateur de polarité sont fermés, le courant passant dans les fils est de polarité normale, et les contacts 12 et 14 du relais P occupent leur position gauche, comme on le voit sur la figure, tandis que le positif du géné- rateur de courant est relie à la borne gauche de l'enroulement du relais N, de manière que le courant passe dans l'enroulement du relais N dans la direction qu'il faut pour fermer ses con- tacts .
Dès que les contacts du transmetteur 75 CT sont ou- verts, ou que ceux du transmetteur 180 CT sont fermés, le circuit d'alimentation des relais P et N est interrompu.
Quand on interrompt le passage du courant dans l'enroulement du relais P, les contacts de celui-ci restent à la position gauche, grâce aux caractéristiques spéciales de ce relais.
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A l'interruption du circuit du relais N, un courant induit dans l'enroulement du relais tend à passer dans le même sens que le courant qui y passait précédemment. Le redresseur K ouvre un passage de faible résistance à ce courant et le laisse passer par l'enroulement du relais N où il entretient, pour un moment, le flux du noyau du relais et par conséquent, il maintient'les contacts du relais N pendant une période qui suit l'interruption du courant. Après l'écoulement de cet intervalle de temps, les contacts du rela.is N s'ouvrent.
Quand le circuit qui alimente les rela.is P et N est rétabli par les contacts des transmetteurs 75 CT et 180 CT, les contacts du relais N se ferment tandis qu'ils s'ouvrent de nouveau si on interrompt le passage du courant sur les fils de la ligne.
A la suite de l'ouverture et de la fermeture du contact 30 du relais N, les deux parties de l'enroulement primaire du transformateur DT sont alternativement alimentées et les impulsions de courant sont induites dans l'enroulement secondaire du transformateur, tandis que le courant fourni par cet enroulement à l'enroulement du relais H est redressé par le contact 31 du relais N.
A cause de l'effet compensateur sur le relais N du circuit comprenant le redresseur K, les périodes de con- tact du relais N sont un peu plus longues que les impulsions du courant envoyé au relais. Les différentes pièces sont sé- lectionnées et proportionnées de manière que l'effet de com- pensation et de retardement du redresseur (pour ouvrir les contacts du relais N) soit assez long pour que les périodes de fermeture des contacts du relais N soient environ égales en durée aux périodes d'ouverture. En conséquence, les im-
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pulsions du courant fourni du transformateur DT au relais H quand les contacts du relais N sont fermés, sont suffisamment prolongées, pour assurer que le courant envoyé au relais H puisse maintenir fermés les contacts du relais.
Le relais H comporte un contact 32 qui coopère avec le contact 18 du relais P pour commander les circuits dès lampes du signal S. Quand le contact 32 est fermé et que le contact 18 est à sa position normale ou gauche, comme il est représentée le circuit de la lampe G est établi.
Quand on change la polarité à l'aide du commuta- teur, aux contacts 25 et 26, le courant circulant dans les fils 20 et 21 est inversé et sa. polarité est évidemment con- traire à celle précédente. A ce moment, le courant positif passe par le contact 26 du commutateur;, par le contact 24 du transmetteur 75 CT, le fil 21, le contact 29 du transmetteur 180 CT, le contact 12 du relais P, le redresseur K, le con- tact 14 du relais P, l'enroulement du relais P, le redresseur K, le contact 28 du transmetteur 180 CI, le fil 20, le contact 23 du transmetteur 75 CT, et le contact 25 du négatif. Le cou- rant circulant dans ce circuit oblige le contact de ce relais à se déplacer de la gauche à. la droite.
Le redresseur K offre un passage de faible résistance par lequel le courant peut être envoyé au relais P, de manière que l'enroulement de ce dernier soit alimenté par un courant d'une intensité relativement assez forte.
Aussitôt que les contacts 12 et 14 quittent leur position gauche, le circuit qui envoie le courant dans l'en- roulement du relais P est interrompu, mais les contacts du relaiscontinuent à se déplacer et à terminer leur mouvement bers la position inverse.
Quand les contacts du relais P occupent leur posi-
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tion contraire et qu'un courant de pola.rité inverse passe 'par les fils de la ligne, le redresseur K ne laisse plus passer de courant. Alors'le courant passe par le contact 12 du relais P, vers la borne gauche de l'enroulement du relais N, puis passe dans cet enroulement, par le contact 14 du re- lais P,et traverse l'enroulementdu relais P. Dès que les contacts du relais P ont terminé leur mouvement vers leur position inverse, les enroulements des relais P et N sont de nouveau alimentés en série, et le sens de passage du cou- rant dans l'enroulement du relais N est le même qu'avant le renversement de la polarité du courant sur les fils de la ligne; ce courant étant suffisant pour établir les contacts.
De plus, quand les contacts du relais P sont à la position inverse, le courant ne passe plus par le redresseur K pour alimenter le relais P, mais ce redresseur permet au courant de passer dans un circuit de compensation, comme il a été expliqué plus haut.
Quand un courant de signalisation, ou un courant périodiquement interrompu passe par les fils de la.ligne, les contacts du relais N s'ouvrent et se ferment, et le courant est envoyé au relais H par le transformateur DT, ce qui ferme le contact 32. A ce moment;, comme le contact 18 du relais P est à sa position droite, le circuit de la lampe G est interrompu et le circuit de la lampe Y est établi.
Quand le commutateur de polarité est inversé, le courant qui passe de nouveau dans la ligne est à polarité normale et le courant passe encore par le redresseur K pour alimenter le relais P, aussi longtemps que les contacts du relais P restent à leur position inversée. Quand les contacts du relais P reviennent à leur position normale.? les enroulements des relais P et N sont à nouveau alimentés en série.
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Si le passade du courant dans la ligne est inter- rompu, le relais [il cesse d'être excite et le courant ne passe plus par le transformateur DT vers le relais H; donc, le contact 32 du relais N s'ouvrira et établira le circuit de la lampe R du signal S.
Si on change la polarité du courant sur la ligne, les contacts du relais P ne changeront pas de position, le positif sera relié à la borne droite de l'enroulement du relais N au lieu de l'être à la borne gauche. Ainsi, le cou-
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rant qui passe par l'enroule.l1l8nt du relais N passera dans la mauvaise direction et les contacts du relais resteront ouverts. De iolus, le courant peut passer librement par le. redresseur K, il s'écoulera peu ou pas du tout par l'enroule- ment du relais N de manière que, même si ce relais n'était pasdu type unipolaire, ses contacts ne se fermeraient pas.
Par conséquent, le relais N contrôle le fonctionnement du re- lais P et le redresseur K aide à contrôler le relais P en empêchant le courant d'arriver au relais N si le relais P n'a pas répondu au changement de polarité.
Le système de relais représente fige 2 n'est pas seulement limité à l'emploi avec un courant de signalisation, mais peut êtreutilisé également avec un courant continu et quand ces relais sont employés de cette manière ils fonc-
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tionnenc cornue un relais pol<'risé neutre à rc:te:n.;¯e. C'esC- ,--,,-dire que le relais fonctionne de la manière suivante : >;¯1 1<. ao¯L:.ail.c du cour'anb ch:,;i;g<4, lus co<ii;;>cts du relais iû resteront fermés pendant que les contacts du relais P chan- gent de position.
Ceci est intéressant parce que cela empêche
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l' 111.1!t'.a e momentané de 1<', .L2c..',ne H du signal qui, autrement;, se produirait. La fige3 montre cette application del'in- vention.
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L'appareil représenté fig. 3 est substantielle- ment le même que celui montré fig. 1, mais il comprend en plus un redresseur K monté en dérivation sur les bornes de l'enroulement du relais N. Quand le permutateur de polarité PC est à la position représentée,. un courant de polarité normale est envoyé aux enroulements en série des relais P et N, par les conducteurs 10 et 11. A ce moment, les con- tacts du relais'P occupent leur position gauche ou normale, tandis que le positif du générateur est relié à la borne gauche de l'enroulement du relais N. Ainsi, le contact 17 du relais N est fermé et coopère avec le contact 18 du re- lais P pour établir le circuit de la lampe C du signal S.
Quand. on change la position du commutateur de changement de polarité PC, le courant passant dans les con- ducteurs 10 et 11-est interrompu et un courant de polarité inverse circule. A l'interruption du courant de polarité normale, un courant induit se substitue dans l'enroulement du relais N et passe librement dans le redresseur K, ce qui maintient fermés les contacts du.relais, comme, il a été pré- cédement expliqué pour la fig. 2.
Quand le système est alimenté en courant de polarité inverse, le positif passe dans le conducteur 10 par le contact gauche 12 du relais P, le redresseur K, le contact gauche- 1/, du relais P, l'enroulement du relais P et retourne par le conducteur 11. A ce moment, le positif du générateur est relie à la borne droite de l'enroulement du relais N, mais comme la résistance de l'enroulement du relais est très supérieure à celle du redresseur K une quan- tité limitée de courant tend à passer par l'enroulement du relais. De plus, à ce moment, un courant induit est encore présent dans l'enroulement du relais et oppose un courant
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dirigéde la borne droite à la borne gauche de l' enroul ement du relais.
Par conséquent, à ce moment là, peu ou pas de courant passe dans l'enroulement du relais N dans cette di- rection. Ceci est intéressant parce que le courant passant dans cette direction tendrait à renverser le flux dans le noyau du relais, ce qui aurait pour résultat d'ouvrir les contacts du relais. Le courant de polarité inverse passant dans le redresseur K vers l'enroulement du relais P oblige les contacts de ce relais à aller à la position droite, ou position inverse.
Aussitôt que les contacts 12 et 14 ne sont 'plus engagés avec leurs contacts de gauche, le circuitdé- crit ci-dessus pour fournir le courant à l'enroulement du re- lais P est interrompu, mais grâce aux caractéristidues par- ticulières de ce relais? ses contacts continuent à se déplacer à fond à droite, ou position inverse. Quand les contacts du relais sont en cette position, le positif du générateur est de nouveau relié à la borne gauche de l'enroulement du re- lais N, et les relaisP etN sont excités en sérier la di- rection du courant par les enroulements du relais N est celle qui maintiendra fermés les contacts du relais.
Quand le contact 18 du relais P est inversé, c'est- à-dire quitte sa position normale, il interrompt le circuit de la lampe G et Etablit lecircuit de la lampe Y. Comme le contact 17 du relais est maitenu fermé pendant le mouvement des contacts du relais P entre leursdeux positions, le circuit de la lampe R du signalest interrompu et cette lampe n'est pas momentanément allumée.
Quand on inverse le commutateur pour que les conduc- teurs la et 11 portent un courant de polarité normale, le système fonctionne en substance comme décrit et ce fonction- nement ne sera pas expose à nouveau en détail.
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Quand ,l'arrivée de courant sur les conducteurs '10 et 11 est interrompue, le contact 17 du relais N s'ouvre et interrompt les circuits des lampes G ou Y et établit le circuit de la lampe R.
On remarquera par ce qui est dit plus haut que le redresseur K offre un circuit de compensation pour le relais N, de manière que les contacts de ce relais restent fermés pendant une période suivant,l'interruption du courant de l'en- roulement du relais. De plus, le redresseur K offre un pas- sage de faible résistance par lequel le courant peut être fourni à l'enroulement du relais P quand on change la polari- té du courant sur les conducteurs 10 et 11, et avant que les contacts du relais P aient changé de position. Puisque le cou- rant pour le relais P peut s'écouler par le redresseur K, il n'est pas indispensable qu'il passe par l'enroulement du re- lais où il renverserait le flux dans le noyau et obligerait les contacts à s'écarter.
De plus, on remarquera que, comme l'arrivée du courant au relais N est commandée par les contacts du relais P, le courant passe toujours dans la même direction par l'en- roulement de ce relais, indépendamment de la polarité du courant qui circule dans les conducteurs 10 et 11. Ainsi, quand la polarité est changée dans les conducteurs 10 et 11, il n'y a aucun changement du'flux dans le noyau du relais N et les contacts de ce relais demeurent inchangés.
Si on désire que le relais N contrôle le relais P, le relais N doit être du type polarisé asservi de manière que ses contacts ne se ferment que si l'énergie passe dans la bonne direction dans l'enroulement du relais. Cependant s'il n'est pas nécessaire de contrôler le relais P ou si le relais P est du type de sûreté, qui ne demande pas de contrôle, le
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relais N peut être un relais neutre et il peut porter une vi- role de cuivre ou un autre organe, en plus du circuit de com- pensation comprenant le redresseur K pour ralentir son ou- verture.
Bien que les modifications montrées fig. 2 et 3 aient été décrites et illustrées comme employant un rela.is P, dont les contacts continuent à se déplacer âpres l'interrup- tion du courant de passage dans son enroulement afin qu'ils continuent leur mouvement d'une position à une autre quand la. polarité du courant est changée, il faut comprendre que ces systèmes peuvent être montes avec une résistance reliant les contacts du relais P, comme il est montré fig. l, pour que l'enroulement du relais soit excité pendant le mouvementdes contacts du relais entre leurs deux positions.
Bien qu'il n'ait etc décrit etreprésente que trois formes d'appareils de commande incorporant l'invention, il faut comprendre que différents changements et modifications peuvent y être apportes sans pour ceci quitter 1''esprit de cette dernière.
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Electric control apparatus.
The invention relates to electrical control devices and, in particular, to devices for performing a function when the control circuit is supplied with a current of relative polarity and another function when the control circuit is supplied with power. a current of the other relative polarity.
The apparatus of this invention is an improvement to already known installations in which the control apparatus employs a polarized relay and a slaved polarized relay fed by a polarized control circuit and arranged so that the relay slaved polarized controls the polarized relay to ensure it responds to a change in the polarity of the current supplied to the circuit
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control.
The polarized relays used in this apparatus draw much less current than the slaved polarized relays and, therefore, have low resistance windings when mounted in a series circuit. If the windings of these relays were connected in parallel in the control circuit ;, in the manner described in the aforementioned patent, the. most of the energy supplied to the control circuit would speculate through the windings of the biased relay and relatively little of the energy would flow through the windings of the biased slave relay. It has been noticed that if the control circuit is very long, too little energy is supplied to the windings of the slaved polarized relay to actuate the contacts of this relay.
It is an object of this invention to provide an improved control apparatus of the type described, and in which the windings of the bias relay and the slave bias relay are connected in series, so that the winding of the bias relay is not connected. no energy is subtracted from the slaved polarized relay, thus improving the operation of the latter relay and making it possible to operate with longer circuits than those which could be used hitherto.
In addition, this invention provides improved control apparatus of the type described, arranged so that the coil of the polarized relay is energized during movement of the relay contacts from one position to another so that if a change in polarity occurs in the relay supply current, the relay contacts will end their movement. not
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Another object of this invention is to provide improved control apparatus of the type described, comprising an auxiliary circuit for the winding of the slaved polarized relay, the object of which is to delay the opening of the contacts of this relay. ;
when the pulses of the current emitted are relatively short, the opening of the contacts of the slave polarized relay is delayed, so that the opening and closing periods are substantially equal.
In addition, this invention provides improved control apparatus having a polarized relay powered by a control circuit, an auxiliary relay associated with the polarized relay powered by the control circuit with connections made by the contacts of the polarized relay and capable of, If the polarity of the current changes, keep the auxiliary relay contacts stuck while moving the polarized relay contacts from one position to another.
Other advantages and novel features of this invention will be pointed out. evidenced by the following description and the attached diagram.
Three forms of control apparatus incorporating the invention will be described, followed by a description of the new features.
In the drawing, the diagram fig. 1 represents an application of the invention, supplied by a circuit employing continuous energy.
Another application of the invention is shown in fig. 2, the control circuit using a signal current. Fig. 3 shows a modification of the system shown in FIG. 2, the control circuit using energy
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continuous operation, to produce the equivalence of a neutral restraint relay.
The same components bear the same references in the three figures.
Referring to fig. l, P denotes a polarized relay and N an auxiliary relay. The windings of the P and N relays are supplied by a polarized control circuit represented here by the conductors 10 and 11, the polarity of this circuit is reversed by the switch PC connected to a direct current source such as a battery whose terminals are designated by + and -. The conductors 10 and 11 can be wires, or else be formed by the rails of a railway track, the switch PC can be controlled by hand, or by relay, or even by any other mechanism.
Conductor 10 is connected to polarized contact 12 of relay P, and conductor 11 is connected to one terminal of 1- * coil of relay P. The other terminal of coil of relay P is connected to contact 14 of relay. Contacts 12 and 14 control the connections for mounting in series the winding of relay N, with the winding of relay P.
The relay N is of the slaved polar type and only engages if the energy passes in a determined direction in its winding.
Such relays are already known, the different parts of 1- * apparatus are arranged so that the relay N only works if the positive of the current generator is connected to the left terminal of the relay winding.
A resistor 16, having a value. substantially greater than that of the relay winding N can be placed between conductors 10 and 11, to maintain power.
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mentation of the P relay winding while its contacts move from one position to another.
The contact 17 of the relay N and the contact 18 of the relay P cooperate to close a circuit used for any function, for example, the lighting of the lamp of a. signal S.
When the system is as shown in the drawing, the positive current flows through the conductor
11, by the winding of the relay P, the contact 14 of the relay P, from there to the left terminal of the winding of the relay N, it passes through this winding, passes through the contact 12 of the relay P and returns through the conductor 10 to the negative of the line.
Under these conditions, the relay windings
P and N are supplied in series and the polarity of the current sent to relay P is such that the relay contacts occupy their left position, as shown, and the direction of current flow through the windings of relay N is that which will bring the relay contacts closer together. Thus, contact 17 of relay N and contact 18 of relay P cooperate to establish the circuit of lamp G of signal S.
When the PC switch is reversed, the positive of the current generator is connected to conductor 10, and the negative is connected to conductor 11. When the PC switch is reversed, the contacts 12 and 14 of the relay P are on. their left position, as can be seen, so that the current passes from the positive of the generator through conductor 10, then through contact 12 of relay P to the right terminal of the winding of relay N, then passes into l winding of the relay, in contact 14 of relay P, by winding du.relais P and returns via conductor 11 to the negative of the energy source.
The current flowing in this direction through the in-
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bearing of relay N tends to separate the contacts of this relay, while this current flowing through the winding of relay P forces the contacts of this relay to separate from the left contacts and engage with the right contacts.
As soon as the contacts 12 and 14 of relay P move away from the left contacts, the circuit described above (which supplies relays P and N in series) is interrupted. The operating characteristics of the relay P can be such that the relay contacts will continue to move after the interruption of the arrival of the current to the relay winding, to go to their right position.
While the contacts of the relay P execute their movement to occupy their right position, a circuit is closed to supply the relays P and N in series, this circuit is established so that the positive of the current source is connected to the terminal left of the coil of relay N, so that the current sent to the coil of this relay is strong enough to keep its contacts in contact. In addition, the current flowing through the winding of relay P is strong enough to keep the contacts of the latter in their upright position.
The displacement of the contacts of the relay P from their left nosition to their right position forces the contact 18 to interrupt the circuit of the lamp G of the signal S and to establish the circuit of the. lamp Y. This circuit includes the front contact 17 of relay N and this is only established if the relay is in action.
The operation of this system, depending on the change in polarity of the supply current on the conductors 10 and 11, is similar to that given above.
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When the supply of current to conductors 10 and 11 is interrupted, contact 17 of relay N moves away and cuts off the circuit of lamp Y or G, to establish the circuit of lamp R.
If; when the polarity of the control current has been changed on conductors 10 and 11, the contacts of relay P do not move, conductors 10 and 1-1, remain connected to the winding of relay N, so way that the positive is connected to the right terminal of the relay winding. Thus, the direction of current flow in the winding of relay N will be such that the energy will be insufficient to move the contacts of the relay closer together, and contact 17 will remain open and maintain the circuit of the lamp R of the relay. signal S. Pa. therefore, relay N controls the response of relay P to changes in the polarity of the control current on conductors 10 and 11.
If it is deemed necessary, we can insert a resistor 16 between the contacts 12 and 14 of the relay P to have a means to supply the relay P while its contacts move from one position to another, we are thus ensured that, if the polarity is changed, the contacts of relay P will continue their movement. It is preferable that the resistor 16 is appreciably higher than the windings of relay N, so that when the contacts of relay P establish the circuit of the winding of relay N, the greater part of the current of the conductors 10 and 11 passes through the winding of relay N. Thanks to the high resistance of 16, a relatively small amount of current is sent to the winding of relay P, while the relay contacts are moving. .
However, after the P relay contacts have started to move, little force is needed to force the contacts to con- tact.
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tine their displacement, and the current which passes through the resistance 16 is sufficient to obtain this result.
Note that the wiring is such that the P relay is connected in series with the N relay winding.
Therefore, even if the relay P has a low resistance winding, it will not divert energy from relay N, nor will it significantly reduce the current in the winding of this relay, and enough energy will flow through the relay. relay to make it work, even if conductors 10 and
11 are relatively long.
Although the system shown in fig. 1 which has just been described is assumed to be controlled by a direct current, a signaling current or a periodically interrupted current can be used.
Fig. 2 of the drawing shows another assembly of the invention, this assembly is studied for signaling systems using a telegraph current in which the pulses are relatively short as is known.
In known systems there is a circuit having. its ends of transmitters in continuous operation.
The contacts of these transmitters operate at different speeds, and the contacts of each of these transmitters control the connection of the circuit with a current source or with relays. As the contacts of the manipulators operate at significantly different speeds, it frequently happens that they are in such a relationship that energy is sent from each other. source at one end of the circuit, to relays at. the other end of this circuit.
Since the duration of the pulses passing through the relays of the line, at either end of the circuit, is determined by the relation of the manipulator contacts,
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operating at different speeds, these pulses vary in length and some of them can be extremely short.
It has been observed that certain types of deciphering apparatus work under better conditions if the times between each sign are approximately equal in length. The system shown in fig. 2 provides a means for employing the control apparatus of this invention in these known signaling systems and for allowing the relay to open slowly, so that the periods of closing of the relay are approximately equal in length to the periods of. 'opening.
The diagram fig. 2 of the drawing shows the line relays with the other devices, at one end of the circuit with the means of supplying these relays on the circuit. As can be seen, a transmitter 75 CT is mounted at one end of the wires 20 and 21 of the line, it carries contacts 23 and 24 which are in constant operation at a predetermined rate, for example 75 times at. the minute. Contacts 23 and 24, when established, connect wires 20 and 21 to contacts 25 and 26 of a switch for changing the polarity of the current generator.
A 180 CT transmitter is mounted at the other end of wires 20 and 21, and carries contacts 28 and 29 which are in continuous operation at a predetermined rate,
180 times a minute, for example. When they are open, contacts 28 and 29 connect the line wires, 20 and 21 to the series windings of the P and N relays.
When the contacts of the relay P occupy a position, they remain there until a current contrary to them.
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brings to the other position, while the relay N is a slaved polarized relay similar to the one represented on the freeze system 1. The relay P carries contacts 12 and 14 which control the circuit of the relay 1,1 in the way already explained with regard to fig, 1. The assembly of the. fig. 2 differs from that of FIG. 1, in that the rectifier K is branched off at the terminals of the winding of the rela.is N, and is polished to allow current to flow in the opposite direction to that of the 'il necessary to establish the contacts of relay N.
Relay N carries a contact 30 which controls the arrival of the current in the primary winding of transformer DT, and a contact 31 which rectifies the current supplied by the secondary of transformer DT of relay N.
In operation, when the contacts of the 75 CT transmitter are established and the contacts of the transmitter
180 CT are open ;, a circuit is established which sends current to wires 20 and 21 of the line relays P and N. When the contacts 25 and 26 of the polarity switch are closed, the current flowing through the wires is of normal polarity, and contacts 12 and 14 of relay P occupy their left position, as seen in the figure, while the positive of the current generator is connected to the left terminal of the winding of relay N, so that the current flows through the winding of relay N in the direction necessary to close its contacts.
As soon as the contacts of the 75 CT transmitter are open, or those of the 180 CT transmitter are closed, the supply circuit of the P and N relays is interrupted.
When the current flow through the P relay winding is interrupted, the relay contacts remain in the left position, thanks to the special characteristics of this relay.
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When the relay N circuit is interrupted, a current induced in the winding of the relay tends to flow in the same direction as the current which passed there previously. The rectifier K opens a low resistance passage to this current and lets it pass through the winding of relay N where it maintains, for a moment, the flow of the relay core and therefore, it maintains the contacts of relay N for a period following the interruption of the current. After this time interval has elapsed, the contacts of the rela.is N open.
When the circuit supplying the P and N rela.is is reestablished by the contacts of the 75 CT and 180 CT transmitters, the contacts of the N relay close while they open again if the flow of current to the son of the line.
Following the opening and closing of contact 30 of relay N, the two parts of the primary winding of the transformer DT are alternately supplied and the current pulses are induced in the secondary winding of the transformer, while the current supplied by this winding to the winding of relay H is rectified by contact 31 of relay N.
Because of the compensating effect on relay N of the circuit comprising rectifier K, the contact periods of relay N are a little longer than the pulses of the current sent to the relay. The different parts are selected and proportioned so that the compensating and delaying effect of the rectifier (to open the contacts of relay N) is long enough so that the closing periods of the contacts of relay N are approximately equal. in duration during opening periods. Consequently, the im-
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pulses of the current supplied from transformer DT to relay H when the contacts of relay N are closed, are sufficiently prolonged to ensure that the current sent to relay H can keep the relay contacts closed.
The relay H comprises a contact 32 which cooperates with the contact 18 of the relay P to control the circuits of the lamps of the signal S. When the contact 32 is closed and the contact 18 is in its normal or left position, as shown on G lamp circuit is established.
When the polarity is changed using the switch, at contacts 25 and 26, the current flowing in wires 20 and 21 is reversed and its. polarity is obviously opposite to the previous one. At this moment, the positive current flows through the contact 26 of the switch ;, through the contact 24 of the transmitter 75 CT, the wire 21, the contact 29 of the transmitter 180 CT, the contact 12 of the relay P, the rectifier K, the con - tact 14 of relay P, the winding of relay P, rectifier K, contact 28 of transmitter 180 CI, wire 20, contact 23 of transmitter 75 CT, and contact 25 of negative. The current flowing in this circuit forces the contact of this relay to move from left to. the right.
The rectifier K offers a low resistance passage through which the current can be sent to the relay P, so that the latter's winding is supplied with a current of relatively high intensity.
As soon as the contacts 12 and 14 leave their left position, the circuit which sends the current through the coil of the relay P is interrupted, but the contacts of the relay continue to move and complete their movement in the reverse position.
When the contacts of relay P occupy their position
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opposite tion and a current of reverse pola.rity passes through the wires of the line, the rectifier K no longer lets any current flow. Then the current flows through contact 12 of relay P, to the left terminal of the winding of relay N, then passes through this winding, through contact 14 of relay P, and passes through the winding of relay P. that the contacts of relay P have finished their movement towards their reverse position, the windings of relays P and N are again supplied in series, and the direction of current flow in the winding of relay N is the same as before reversing the polarity of the current on the wires of the line; this current being sufficient to establish contacts.
In addition, when the contacts of the relay P are in the reverse position, the current no longer passes through the rectifier K to supply the relay P, but this rectifier allows the current to pass through a compensation circuit, as it has been explained further. high.
When a signaling current, or a periodically interrupted current flows through the wires of the line, the contacts of relay N open and close, and the current is sent to relay H by transformer DT, which closes the contact. 32. At this moment ;, since the contact 18 of the relay P is in its right position, the circuit of the lamp G is interrupted and the circuit of the lamp Y is established.
When the polarity switch is reversed, the current flowing back into the line is at normal polarity and the current still flows through rectifier K to power relay P, as long as the contacts of relay P remain in their reversed position. When the contacts of relay P return to their normal position? the windings of relays P and N are again supplied in series.
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If the current flow in the line is interrupted, the relay [ceases to be energized and the current no longer passes through the transformer DT to the relay H; therefore, contact 32 of relay N will open and establish the circuit of lamp R of signal S.
If we change the polarity of the current on the line, the contacts of relay P will not change position, the positive will be connected to the right terminal of the winding of relay N instead of to the left terminal. Thus, the neck-
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rant flowing through the coil. The N relay l1l8nt will go in the wrong direction and the relay contacts will remain open. From iolus, the current can pass freely through the. rectifier K, little or no flow will flow through the winding of relay N so that, even if this relay were not of the unipolar type, its contacts would not close.
Therefore, relay N controls the operation of relay P, and rectifier K helps control relay P by preventing current from reaching relay N if relay P has not responded to the polarity change.
The relay system shown in figure 2 is not only limited to use with signaling current, but can also be used with direct current and when these relays are used in this way they operate.
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tionnenc retorts a neutral poled relay to rc: te: n.; ¯e. This is C-, - ,, - say that the relay operates as follows:>; ¯1 1 <. aōL: .ail.c du cour'anb ch:,; i; g <4, read co <ii ;;> cts of relay iû will remain closed while the contacts of relay P change position.
This is interesting because it prevents
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l '111.1! t'.a momentary of 1 <', .L2c .. ', ne H of the signal which, otherwise ;, would occur. Fig. 3 shows this application of the invention.
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The apparatus shown in fig. 3 is substantially the same as that shown in FIG. 1, but it also includes a rectifier K mounted in shunt on the terminals of the winding of relay N. When the PC polarity changeover switch is in the position shown ,. a current of normal polarity is sent to the series windings of the relays P and N, by the conductors 10 and 11. At this moment, the contacts of the relay 'P occupy their left or normal position, while the positive of the generator is connected to the left terminal of the winding of relay N. Thus, contact 17 of relay N is closed and cooperates with contact 18 of relay P to establish the circuit of lamp C of signal S.
When. the position of the polarity change switch PC is changed, the current flowing in conductors 10 and 11 is interrupted and a current of reverse polarity flows. When the current of normal polarity is interrupted, an induced current is substituted in the winding of the relay N and passes freely through the rectifier K, which keeps the contacts of the relay closed, as has been previously explained for fig. 2.
When the system is supplied with current of reverse polarity, the positive passes through conductor 10 through left contact 12 of relay P, rectifier K, left contact- 1 /, of relay P, the winding of relay P and returns by the conductor 11. At this moment, the positive of the generator is connected to the right terminal of the winding of the relay N, but since the resistance of the winding of the relay is much greater than that of the rectifier K a limited amount current tends to flow through the coil of the relay. In addition, at this time, an induced current is still present in the coil of the relay and opposes a current
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directed from the right terminal to the left terminal of the relay winding.
Therefore, at this time, little or no current is flowing through the winding of relay N in this direction. This is interesting because the current flowing in this direction would tend to reverse the flow in the relay core, which would result in opening the relay contacts. The reverse polarity current flowing through the rectifier K to the winding of the relay P forces the contacts of this relay to go to the right position, or reverse position.
As soon as the contacts 12 and 14 are no longer engaged with their left-hand contacts, the circuit described above for supplying the current to the winding of the relay P is interrupted, but thanks to the special features of this relay? its contacts continue to move fully to the right, or reverse position. When the relay contacts are in this position, the generator positive is again connected to the left terminal of the N relay winding, and the P and N relays are energized by serializing the current direction through the windings of the relay. relay N is the one which will keep the relay contacts closed.
When contact 18 of relay P is inverted, i.e. leaves its normal position, it interrupts the circuit of lamp G and establishes the circuit of lamp Y. Since contact 17 of relay is kept closed during movement contacts of relay P between their two positions, the circuit of the signal lamp R is interrupted and this lamp is not momentarily lit.
When the switch is reversed so that conductors 1a and 11 carry current of normal polarity, the system operates substantially as described and this operation will not be discussed again in detail.
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When the current supply to conductors '10 and 11 is interrupted, contact 17 of relay N opens and interrupts the circuits of lamps G or Y and establishes the circuit of lamp R.
It will be noted from what is said above that the rectifier K offers a compensation circuit for the relay N, so that the contacts of this relay remain closed for a period following the interruption of the current of the winding of the relay. In addition, the rectifier K offers a low resistance path through which the current can be supplied to the winding of the relay P when the polarity of the current is changed on the conductors 10 and 11, and before the contacts of the relay P have changed position. Since the current for the relay P can flow through the rectifier K, it is not essential that it passes through the coil of the relay where it would reverse the flux in the core and force the contacts to s. 'remove.
In addition, it will be noted that, as the arrival of current to relay N is controlled by the contacts of relay P, the current always flows in the same direction through the winding of this relay, regardless of the polarity of the current which flows through conductors 10 and 11. Thus, when the polarity is changed in conductors 10 and 11, there is no change in the flux in the core of relay N and the contacts of this relay remain unchanged.
If it is desired that the relay N control the relay P, the relay N must be of the slaved polarized type so that its contacts close only if the energy flows in the right direction in the coil of the relay. However, if it is not necessary to control the P relay or if the P relay is of the safety type, which does not require control, the
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relay N can be a neutral relay and it can carry a copper screw or another device, in addition to the compensation circuit comprising the rectifier K to slow down its opening.
Although the modifications shown in fig. 2 and 3 have been described and illustrated as employing a rela.is P, the contacts of which continue to move after the interruption of the passing current in its winding so that they continue their movement from one position to another. when the. polarity of the current is changed, it should be understood that these systems can be mounted with a resistor connecting the contacts of relay P, as shown in fig. l, so that the relay winding is energized during the movement of the relay contacts between their two positions.
Although only three forms of control apparatus incorporating the invention have been described and shown, it should be understood that various changes and modifications may be made thereto without departing from the spirit of the latter.