El relé contador magnético

El relé Contador magnético (CM) es un tipo especial de relé muy característico de las centrales del sistema Pentaconta, que se emplea en determinados órganos de la central en circuitos contadores de impulsos y en circuitos de selección cíclica de otros órganos durante el establecimiento de una llamada. Un relé CM es un relé complejo mecánicamente cuya función realizada con relés pentaconta estándard requerirían un número mayor de éstos (por lo que un relé CM simplifica los circuitos que lo incluyen). Es un caro relé diseñado por ITT y fabricado en Austria.

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Vista frontal del relé contador magnético
El relé CM está constituido por una bobina de dos arrollamientos (típicamente recubierta por una envoltura de papel violeta), realizada sobre un núcleo de acero plano, diez finas armaduras de hierro extradulce dispuestas en paralelo sobre uno de los dos extremos del núcleo plano, y once juegos de contactos de dos láminas, siendo el primer contacto de reposo (cerrado en reposo) y los 10 contactos restantes de trabajo (abiertos en reposo, cerrados al actuar). Cada una de las 10 armaduras actúa sobre uno de estos 10 contactos de trabajo, excepto la primera armadura, que también opera sobre el contacto de reposo. Este primer contacto de reposo es el contacto 0, mientras que los demás contactos de trabajo numeran del 1 al 10.
El primer arrollamiento de la bobina es el "arrollamiento de atracción", (3000 ohms) que es el que irá recibiendo los impulsos de funcionamiento del relé, mientras que el segundo arrollamiento es el denominado "arrollamiento de reposición" (115 ohms), cuyo uso veremos más adelante.
Un extremo del núcleo de la bobina está remachado a la culata de hierro dulce en forma de L que soporta los distintos elementos del relé. En el otro extremo del núcleo se atornillan dos piezas polares de hierro extradulce, entre las cuales se moverán las armaduras. La pieza polar principal es la que está fijada más directamente al extremo del núcleo, atrayendo las armaduras del relé cuando se magnetiza éste, mientras que la pieza polar auxiliar sirve de tope de reposo para las armaduras en la posición de reposo de éstas. En cualquier caso, cuando circula corriente por los arrollamientos de la bobina, el campo magnético que genera en el núcleo de la bobina se transmite a ambas piezas polares, aunque en menor medida al polo auxiliar, al haber intercalado entre éste y el núcleo una pieza de reluctancia, que debilita algo el campo magnético que el núcleo aplica al polo auxiliar.
Una característica primordial del núcleo empleado por este tipo de relé, es que es capaz de mantener una magnetización remanente una vez ha sido magnetizado por el paso de un impulso de corriente por el arrollamiento de atracción de la bobina. Esto es algo fundamental para el funcionamiento de este tipo de relé.
Un grupo de tres tipos de resortes de tensión, constituidos por láminas flexibles, gobernarán el control de las armaduras y los contactos que éstas operan. Para cada armadura hay un "resorte de preparación", que ejerce un ligero esfuerzo sobre la armadura tendente a separarla del polo auxiliar, sobre el que descansa la armadura cuando no es utilizada. También tiene asociado un "resorte de control", que es el que presiona la armadura sobre el polo auxiliar, para mantener la armadura en su posición de reposo (su acción prevalece sobre la del resorte de preparación). Por su forma, el resorte de control de cada armadura también opera sobre la siguiente armadura. Y además están los "resortes de contactos", que son los que forman los 11 contactos del relé y que son operados por las respectivas armaduras. La forma de los resortes de los contactos es tal que, tal como están dispuestos en el relé, al actuar una armadura, opera sobre el primer resorte del contacto que opera la armadura, y también sobre el segundo resorte del contacto anterior. Unos vástagos de goma son los encargados de transmitir el movimiento de las armaduras a los resortes de contactos al operar éstas.
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Estructura del relé contador magnético


Este relé funciona mediante recepción de impulsos eléctricos en su arrollamiento de atracción. El funcionamiento básico del relé es el siguiente (sin entrar en detalles mecánicos):

En el estado de reposo del relé, su contacto 0 está cerrado y los 10 restantes abiertos, la primera armadura está algo suelta y separada del polo auxiliar gracias a su resorte de preparación, mientras que las restantes 9 armaduras son mantenidas contra el polo auxiliar gracias a sus resortes de control. La primera armadura se dice que está "preparada" al estar separada del polo auxiliar.

Al recibir el primer impulso eléctrico, el núcleo de la bobina se magnetiza, y con ello magnetiza al polo principal, el cual tiende a atraer las armaduras, pero sólo la primera, que está "preparada", es realmente atraída, siendo actuada. Debido a que también se magnetiza fuertemente el polo auxiliar, éste mantiene pegadas a él las otras 9 armaduras, que seguirán en su posición de reposo. Al actuar la primera armadura, opera el primer resorte del contacto 1, el cual se cierra, y también operará sobre el segundo resorte del contacto 0, el cual estaba cerrado, con lo que el contacto 0 se abre. En esta situación, ahora es el contacto 1 el único que está cerrado de los 11 que dispone el relé.

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Otra vista del relé contador magnético
Al cesar el primer impulso de excitación, cesa el campo magnético generado por la bobina, pero el núcleo de ésta queda con una magnetización remanente, que es transmitida al polo principal y es suficiente para mantener retenida la primera armadura contra éste por atracción magnética, manteniéndose actuada (y manteniendo actuado el contacto 1). Pero en el polo auxiliar, prácticamente cesa el campo magnético aplicado por el nucleo (muy debilitado por la pieza de reluctancia que hay por medio), y ello permite que el resorte de control de la primera armadura, que está desplazado hacia el polo principal por estar su armadura actuada, deje de actuar sobre la segunda armadura (sobre la que también opera), dejando a ésta a merced de su resorte de preparación, el cual la separa del polo auxiliar, quedando en situación de "preparada".

Cuando la bobina recibe el siguiente impulso, se repite el proceso de forma idéntica, pero ahora es la segunda armadura la que opera al estar en situación de "preparada". Al actuar la segunda armadura, opera el contacto 2, el cual quedará cerrado, y actuará sobre el contacto anterior, el contacto 1, abriéndolo. En esta situación ahora el contacto 2 es el único que permanecerá cerrado. Al cesar el impulso, la magnetización remanente del núcleo hará que las armaduras 1 y 2 se mantengan actuadas, retenidas por el polo principal, mientras que el resorte de control de la segunda armadura dejará de actuar sobre la tercera armadura, permitiendo que el resorte de preparación de ésta la libere del polo auxiliar, quedando en situación de "preparada".

A medida que el relé CM recibe nuevos impulsos, se va repitiendo el proceso, actuando cada vez una armadura en orden secuencial. Todas las armaduras que hayan ido actuando por sucesivos impulsos son retenidas por el polo principal por el magnetismo remanente del núcleo, y siempre habrá un único contacto cerrado, el correspondiente a la última armadura en actuar. De manera que al recibir el décimo impulso, quedarán actuadas todas las armaduras y cerrado el último contacto (el contacto número 10).

En este punto el relé CM quedaría bloqueado, pero ahora entra en juego el segundo arrollamiento de la bobina del relé, el arrollamiento de reposición. En cualquier momento, desde el circuito del que forme parte el relé CM, se puede enviar un impulso a dicho arrollamiento, el cual, por el sentido de la corriente que lo atraviesa, genera un campo magnético más débil en el núcleo de la bobina, de sentido opuesto a los que genera el arrollamiento principal, y ello provoca la desmagnetización del núcleo, y por tanto del polo principal, con lo que las armaduras que estuvieran retenidas son liberadas y llevadas a su posición de reposo por sus respectivos resortes de control, quedando el relé CM en su posición inicial de reposo. El relé queda preparado para un nuevo ciclo de funcionamiento.

Para quien sea aficionado a la electrónica, se podría decir que el relé contador magnético sería el equivalente electromecánico del chip CMOS 4017, chip contador decádico que dispone de una entrada de impulsos, 10 salidas de las cuales sólo se activa una (según el número de impulsos recibidos), y una entrada de reset (para reiniciar el chip).

Texto e imágenes originales de Pentaconto

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