Для чего служат контактные кольца
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА
токопроводящие кольца, закреплённые на валу электрич. машины и соединённые с выводами обмоток ротора. Предназначены для создания скользящего контакта (через т. н. электрощётки) между вращающимися обмотками и неподвижными внеш. электрич. устройствами и цепями. К. к. изолированы друг от друга и от вала машины.
Смотреть что такое «КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА» в других словарях:
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА — металлические кольца (медные или стальные) со скользящими по ним щетками, насаженные на ось электрической машины. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА — электро изолированные токопроводящие кольца, закреплённые на валу электрической машины и соединённые с выводами обмоток ротора. Предназначены для создания скользящего контакта через электрощётки между вращающимися обмотками и неподвижными… … Большая политехническая энциклопедия
Контактные кольца — … Википедия
втулка под контактные кольца — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN slip ring bush … Справочник технического переводчика
токосъёмные (контактные) кольца — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN bus ringscollectingcollectorl ringscontact ringsslip rings … Справочник технического переводчика
КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ — напряжения, к рые возникают при механич. взаимодействии тв. деформируемых тел на площадках соприкосновения тел и вблизи них (напр., при сжатии соприкасающихся тел). Распределение напряжений при сжатии сферич. тел: Р сжимающая сила; p0 макс.… … Физическая энциклопедия
СОБИРАТЕЛЬНЫЕ КОЛЬЦА — см Контактные кольца. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования оригинал документа: TN систем питания Испытания по методу 1 в соответствии с 18.2.2 могут быть проведены для каждой цепи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Асинхронный электродвигатель — электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы А. э. основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля (см. Вращающееся магнитное поле), возникающего при прохождении… … Большая советская энциклопедия
Электрический двигатель — Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель … Википедия
Контактные кольца: как это работает?
Основная задача и функция контактного кольца – поддержание связи в различных узлах сложного прибора или системы посредством электрических или сигнальных выходов, расположенных на вращающейся поверхности. По этому принципу работают, например, радиолокационные антенны, орудийные башни, перископы, электрооптические датчики карданных подвесов и космических спутников.
Для большей наглядности давайте представим, что перед вами поставлена задача удаленно управлять вращающейся частью, входящей в состав машинной сборки. Допустим на минуту, что у вас есть собственный танк. И вы хотите задавать угол вращения его башни дистанционно, через пульт или операторскую панель. Как передать сигнал для смены позиции, угол смещения и координаты?
Решение: используйте токосъемник со скользящим контактом.
Скользящий контакт возникает внутри контактного кольца благодаря работе токосъемных щеток, спрятанных внутрь конструкции. Функционально это одни из важнейших, но и наиболее хрупких, частей токосъемника. И их защита – задача настолько же важная, как и защита пилота, находящегося внутри танка. Качество и стабильность работы щеток, как и выучка танкиста, – две трети успеха. С ростом популярности технологии контактных колец именно токосъемные щетки претерпели наибольшее число модернизаций и изменений.
Их дизайн до сих пор может колебаться. Некоторые образцы, например, действительно напоминают кисть или щеточку, выполненную из металлических волокон. Помимо металла нередко используется фибра, доказавшая эффективность в высокоточных системах. Другие представляют собой одиночный провод или кабель, на один из концов которого нанесен специальный контактный материал. Такие модели считаются более современными и используются чаще всего.
На рисунке 1, расположенном ниже, можно видеть кисти внутреннего блока токосъемника с четырьмя контурами. Каждое кольцо в этой конструкции имеет по две токосъемные щетки. В этой сборке щетки для двух колец защищены пластиковым щитом желтого цвета,изолирующим цепи высокого напряжения. Рядом с кистями расположен цилиндрический барабан с четырьмя серебряными кольцами. На рисунке 2 показано расположение этих компонентов относительно друг друга. Внутри корпуса контактного кольца они помещаются таким образом, чтобы колодка на конце каждой кисти находилась в контакте с поверхностью одного из колец. Провода, идущие от щеток и колец, используются для подключения электрических цепей.
Обратите внимание на то, что цилиндр, внутри которого находятся кольца, может свободно вращаться, не влияя на степень сцепления щеток и колец.
В конструкции, рассмотренной в данном примере, каждое кольцо имеет одну кисть с двумя контактами.
Корпуса токосъемника – это основа, удерживающая все компоненты детали в правильном положении. На корпус приходится до 70% всех воздействий, связанных с работой контактного кольца. Он предохраняет более чувствительные и хрупкие части, спрятанные под оболочкой, мусора, грязи и случайного повреждения, не пропускает излишек температуры, влаги из воздуха, активные химические соединения. Чем агрессивнее условия, в которых предстоит работать контактному кольцу, тем выше уровень его герметичности и защиты. Технические пластики, промышленный алюминий высокой очистки и нержавеющая сталь позволяют некоторым моделям токосъемников справляться не только с высокой токовой нагрузкой, но даже работать под водой.
На рисунке 3 можно рассмотреть, как выглядит скользящее кольцо без корпуса. Здесь хорошо виден барабан или узел ротора с окончаниями токосъемных кистей, выведенных на него. Корпус этого устройства предназначен, в основном, для защиты рабочих частей от пыли и влаги.
На обоих концах барабана установлены подшипники, обеспечивающие стабильность структуры и упрощающие процесс вращение. В клиентской сборке, выполненной на заказ, нередко также используются разъемы для подводящих проводов, упрощающие монтаж скользящего кольца в конкретную систему.
Конструктивно контактные кольца довольно разнообразны независимо от того, выпускаются ли они поточно или под конкретный проект заказчика. Так, например, есть токосъемники со сквозным отверстием на вал, на фланцах, капсульные контактные кольца и дисковые скользящие контактны. В последних, токосъемные щетки настроены не на барабан, а на плоскую дисковую основу, подходящую для систем, ограниченных по высоте, как, например, в башне вашего танка, с которой все началось.
Дисковые контактные кольца.
Несмотря на то, что технология контактных колец сегодня вряд ли может быть названа молодой, вопрос о том, из чего лучше производить рабочие щетки и контуры, не имеет единого решения. Материалы – важнейший момент при проектировке и выборе токосъемников, и эксперименты в этой области не окончены. После Второй мировой войны, подстраиваясь под требования развивающейся электронной промышленности, производители токосъемников предложили кольца с позолоченными контурами, где золотыми же проволочными щетками. Недурной технически, однако очень небюджетный вариант, неподходящий для массового использования. В качестве альтернативы золоту были предложены медь и графит – материалы с высокой проводимостью и достаточной толерантностью друг другу. Контактные кольца с медным рабочим контуром и графитовой щеткой оставались в ходу вплоть до 1970-х, когда в связи с ростом ракетной и космической промышленности понадобился более современный и стабильный аналог.
Эра освоения космоса и гонки вооружений в годы холодной войны спровоцировала всплеск исследований, посвященных технологии удаленного управления сигналом, передачи питания и данных, став основой новой индустрии. В этот период окончательно отказались от использования чистого золота и серебра для рабочих контуров. Их заменили двойная позолота и глубокая серебрение, позволявшие серьезно экономить на производстве. Более устойчивые токосъемные щетки повышенной проводимости научились выполнять из смеси серебра и графита.
Обе эти разработки – двойного золочения и смешения серебра и графита – до сих пор являются основными для промышленности. система золота на золоте, например, используется для слаботочных сигнальных цепей, ввиду их компактности. Серебряно-графитовая лучше подходит для высоких токов цепей передачи мощности и питания, в первую очередь, благодаря экономичности и большему срок службы.
Современные контактные кольца настолько надежны, износостойкости и нетребовательны к гарантийному обслуживанию, что с успехом выдерживают даже экстремальные нагрузки. Они работают в безвоздушном пространстве, под водой, при температуре ниже 60 и выше 80 по Цельсию. Так что, если вы ищите нечто, что позволит вам управлять башней личного танка или винтом вертолета, не разваливаясь на куски от вибрации при выстреле или взлете, токосъемник – это то, что надо. Готовы заказать – свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или электронной почте.
Для тех, кто оснащает свой первый танк скользящими контактами, и пока не знает, что выбрать, мы подготовили простой путеводитель по спецификациям и форматам токосъемников.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Контактные кольца
Контактные кольца служат для соединения обмотки ротора с неподвижными зажимами машины. [2]
Контактные кольца после ремонта необходимо снова насадить на вал. Посадка производится давлением пресса на втулку контактных колец. При посадке колец необходимо следить за тем, чтобы контактные шпильки пришлись против выводных концов обмотки. [3]
Контактные кольца служат для соединения обмотки ротора с неподвижными зажимами машины. Синхронные машины имеют два контактных кольца, через которые подводится постоянный ток к обмотке возбуждения, расположенной на роторе. В асинхронных двигателях с фазным ротором на вал надеваются три кольца, через которые в обмотку ротора включаются дополнительные пусковые сопротивления. После того как ротор развернулся до номинальной скорости вращения, эти сопротивления выключаются и обмотка ротора замыкается накоротко. [5]
Контактные кольца после ремонта необходимо снова насадить на вал. Посадка производится давлением пресса на втулку контактных колец. При посадке колец необходимо следить за тем, чтобы контактные шпильки пришлись против выводных концов обмотки. [6]
Контактные кольца выполняются как отдельный узел машины. [8]
Контактные кольца неразъемные, подвесного исполнения; держатель контактных колец насажен на вал горячей посадкой. Траверсу с щеткодержателем и щетками крепят при помощи шпилек к стояку подшипника. [9]
Контактные кольца насажены на изолирующую втулку, укрепленную на валу машины. [11]
Контактные кольца 15 напрессованы на чугунную втулку, изолированную миканитом. [12]
Контактные кольца должны всегда сохранять хорошо пришлифованную и цилиндрическую поверхность. [13]
Контактные кольца 28 насажены на конец вала / за подшипниковым щитом 22 на изоляционные втулки 29, что обеспечивает легкий и удобный доступ к контактным кольцам и щеткодержателям. Такой компоновкой достигается максимальная унификация двигателей, что позволяет иметь для двигателей с короткозамкнутым и фазным роторами одинаковые статоры, подшипниковые щиты и другие детали и сборочные единицы. Соединительные провода от щеток выведены в коробку выводов контактных колец. [14]
Контактные кольца изолированы друг от друга и от вала. К контактным кольцам прижаты угольные или металло-графитные щетки, установленные на щеткодержателе, укрепленном на подшипниковом щите. [15]
Контактные кольца: краткий обзор
Технология контактных колец сравнительно молода. Как и отрасль ветряной энергетики, ставшей стимулом к ее развитию, она на рынке чуть больше 10 лет. Но недооценивать взаимосвязанность и значение обеих не стоит.
Так же как ветряк, скользящий элемент только на первый взгляд кажется простым и незначительным. На практике же к устройствам обоих типов предъявляются весьма конкретные, высокие требования. Для работы воздушных турбин, к примеру, недостаточно только ветра. Им также нужны надежные передатчики управляющего и информационного сигналов, связующие звенья, соединяющие операторскую кабину и систему работы лопастей. Именно поэтому здесь используются токосъемники и контактные кольца.
Эти электромеханические устройства передают электроэнергию и сигналы от стационарных частей комплекса и источников питания к вращающимся. От их надежности напрямую зависит производительность турбин. Сбой в работе или выход из строя элемента скольжения – не рядовая поломка, он равносилен полной остановке обмена командами и данными. Не получая сигналов, прекращают функционировать все узлы и механизмы в системе. Турбина просто останавливается. Именно риск простоя, грозящий не только снижением КПД электростанции, но и падением доверия к направлению эко-энергетике, вызвал появление первых высоконадежных контактных колец и спровоцировал рост интереса к технологии. Токосъемники, выпускаемые специально для ветряных турбин, до сих пор относятся к одним из самых совершенных деталей своего типа.
Скользящее кольцо, совершая вращение внутри подвижного узла, связывает его с управляющим источников посредством электросигнала. В турбинах ветряных электростанций это происходит посредством подключения к ротору токосъемных щеток одним из двух возможных способов:
1) Центральная часть остается неподвижной, щетки токосъемника и его корпус вращаются вокруг нее;
2) Щетки и корпус закреплены в одном положении, в то время как сердечник кольца остается подвижным.
Для разных требований к мощности, нагрузкам и схемам сообщения выпускаются детали с различными характеристиками. Для переменного и постоянного тока, высокого и низкого напряжения сети, высоких температур, влажности и агрессивных сред, под передачу аналогового, высокочастотного и HD-сигнала. Постепенно, по мере совершенствования технологии, меняется также конструкция токосъемников. Они становятся компактнее, увеличился срок их службы и число спецификаций.
Так для систем, питаемых высокими токами, используют контактные кольца с щетками на основе фибры. Этим устройствам не требуется смазка в течение всего срока службы, они работают дольше, чем аналогичные приборы с бронзовыми или цельнометаллическими частями, но чувствительны к перепадам напряжения. У более распространенных металлических щеток подобной проблемы нет. Даже если одна из них выходит из строя, не требуется менять весь блок или прибор, достаточно удалить поврежденную часть и заменить ее на новую. Это существенно экономит и время обслуживания, и затраты на ремонт.
Техническое обслуживание стандартных кольца скольжения включает в себя ручную чистку и смазку волокна кистей. Оно необходимо прежде всего как часть профилактических мер. Регулярное подновление масла и осмотр механизма препятствуют деградации вращающихся электрических частей из-за износом или попаданием внутрь пыли и мусора. Очистить токосъемник также можно повысив давление пружин во время вращения.
Более современные варианты скользящих колец имеют встроенный пожизненный запас смазывающего вещества. В этом случае достаточно внимательного осмотра компонента не чаще одного раза в год. А наиболее совершенные образцы технологии не нуждаются даже в профилактическом обслуживании.
Как можно видеть на примере фибровых и металлических щеток, материалы, из которых изготавливается деталь и ее части, не менее важны, чем компактность и долговечность конструкции. При работе в агрессивной среде – на большой высоте, в условиях высокой запыленности, влажности или перепадов температур, от качества материала зависит не только срок службы и устойчивость к деградации конкретного кольца, но и эффективность работы системы, в которую оно включено. Износ золотого покрытия на контактных щетках, к примеру, приводит к снижению проводимости и передаваемой мощности. А это, как следствие, ведет к постепенному падению КПД.
И, хотя использование листовой обшивки и покрытия для элементов вращения полагается допустимым в промышленности, качественные контактные кольца зачастую цельнолитые. Чем выше скорость вращения компонента, тем важнее, как именно он был произведен, может ли стираться со временем, имеет ли швы. Цельнометаллическая технология гарантирует, что проводимость и сопротивление токосъемника не изменятся на протяжении всего срока службы. К тому же цельнолитые кольца, изготовленные из серебра, а не покрытые им, повышают надежность и эффективность рабочих выходов.
Несмотря на небольшой размер, контактные кольца – одни из важнейших частей многих промышленных и бытовых приборов, компонентов и систем. И от качества и стабильности их работы зачастую зависит больше, чем может показаться. Не стоит забывать об этом, когда перед вами стоит выбор – недорогая безымянная подделка или продукция завода, имеющего репутацию.
Контактные кольца
Контактные кольца (англ. contact ring, slip ring ) (иногда токосъёмник) — вид электрических контактов, выполненных в виде токопроводящего кольца с прилегающими к нему щётками, обеспечивающих подачу электричества во вращающейся электрической машине из одной части цепи в другую при помощи скользящего контакта.
Содержание
Применение
Контактные кольца применяются в случае невозможности прямой передачи электрической энергии при помощи проводов, например при подаче на вращающийся вал.
Используются в машиностроении, электродвигателях, робототехнике (для передачи информационного и управляющего сигнала). Применяемые в электродвигателях контактные кольца более предпочтительны по сравнению с коллекторным узлом, так как в процессе работы получают меньший износ.
В зависимости от выбранного технологического решения могут применяться контактные кольца концентрические и продольные.
Контактные кольца изготавливаются обычно из твёрдых металлов и, в отдельных случаях, имеют устойчивое к износу и воздействию внешней среды покрытие (позолоченное или серебряное).
Также известны случаи применения жидкометаллических контактных колец — ртутных токосъемников, обеспечивающих передачу больших токов и имеющие низкое сопротивление.
Примеры использования
Электрические машины с контактными кольцами:
См. также
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Контактные кольца» в других словарях:
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА — металлические кольца (медные или стальные) со скользящими по ним щетками, насаженные на ось электрической машины. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА — электро изолированные токопроводящие кольца, закреплённые на валу электрической машины и соединённые с выводами обмоток ротора. Предназначены для создания скользящего контакта через электрощётки между вращающимися обмотками и неподвижными… … Большая политехническая энциклопедия
КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА — токопроводящие кольца, закреплённые на валу электрич. машины и соединённые с выводами обмоток ротора. Предназначены для создания скользящего контакта (через т. н. электрощётки) между вращающимися обмотками и неподвижными внеш. электрич.… … Большой энциклопедический политехнический словарь
втулка под контактные кольца — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN slip ring bush … Справочник технического переводчика
токосъёмные (контактные) кольца — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN bus ringscollectingcollectorl ringscontact ringsslip rings … Справочник технического переводчика
КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ — напряжения, к рые возникают при механич. взаимодействии тв. деформируемых тел на площадках соприкосновения тел и вблизи них (напр., при сжатии соприкасающихся тел). Распределение напряжений при сжатии сферич. тел: Р сжимающая сила; p0 макс.… … Физическая энциклопедия
СОБИРАТЕЛЬНЫЕ КОЛЬЦА — см Контактные кольца. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования оригинал документа: TN систем питания Испытания по методу 1 в соответствии с 18.2.2 могут быть проведены для каждой цепи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Асинхронный электродвигатель — электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы А. э. основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля (см. Вращающееся магнитное поле), возникающего при прохождении… … Большая советская энциклопедия
Электрический двигатель — Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель … Википедия