導電滑環深度技術分析
導電滑環技術普遍存在的本質本文結合試驗和工程實踐,對導電滑環的接觸電阻、絕緣性能和抗幹擾性能進行了分析研究。導電滑環向旋轉裝置發送固定裝置上的各種信號。其主要技術指標為接觸電阻、絕緣、抗幹擾等性能。
1.導電滑環的接觸電阻
當導電滑環的接觸電阻較大時,當電流通過時,接觸點處的溫度會大幅度升高,甚至導致電刷絲和滑環的焊接,接觸壓力增大,從而影響信息傳輸的效果,所以接觸電阻越小越好。
2.接觸件材料的選擇
導電滑環由滑環和刷絲兩部分組成。其主要性能有:高導電性、良好導熱性、高熔點、低阻溫度係數{具有抗氧化、抗硫化、抗腐蝕氣體性能;具有一定的硬度、良好的耐磨性等特點,具有良好的焊接性能、抗電弧腐蝕性能和燃燒性能。通過測試,選擇銅導電滑比較好,金鎳絲可以用來刷絲,但金鎳絲很貴。通過比較多種材料的性能,發現鈹青銅(QBE2)刷塗效果較好。此外,還可以在黃銅表面塗覆一層鈀,既能滿足良好的導電性,又具有較好的防腐作用。
3.刷絲與滑環的接觸形式
刷絲和滑環接觸形式點接觸式的接觸電阻小。由於接觸面積小、過流小,經過多次試驗,大電流不能超過8安培。如果導電滑環要將電流傳輸到10安培以上,則應考慮表面接觸。接觸表面的導電滑環必須需要有足夠的空間使用。
4.刷絲對滑環的壓力
刷絲的壓力直接影響接觸電阻,壓力越大,接觸電阻越小。然而,壓力的增加也有一定的限制。如果超過極限,摩擦力矩就會增加,接觸部分就會磨損。通過多次大大小小的實驗結果表明,該壓力在12~15 g範圍內是適宜的。經過多次試驗,該導電滑塊的接觸電阻可小於0.03~0.05Ω。
5.導電滑環的絕緣性能
更好的絕緣性能導電滑環由多個環組成,環間距離小於1.5mm。這取決於加工1.5mm槽的能力,更重要的是膠水後可以保證環間的絕緣強度。導電滑環的徑向尺寸大,灌膠容易,尺寸小,難度大。目前,我們可以製造出外徑為12.7mm的微導電滑環。絕緣強度主要取決於絕緣利用我們試驗的材料和塗膠工藝,導電滑環之間的絕緣電阻可達1000MΩ上。經過高低溫試驗,絕緣電阻仍能達到1000MΩ以上,能承受1000伏電壓而不擊穿。
6.導電滑環抗幹擾
由於導電滑環之間的間隔非常近,而且導電滑環傳輸了幾十種不同的電信號,包括高頻交流、高壓交流、大電流交流、弱直流小信號等。在傳輸過程中、各種信號相互幹擾。各種幹擾嚴重影響著信息傳輸的準確性。在信號傳輸過程中,主要有靜電耦合、磁感應耦合和電磁感應耦合。
6.1:靜電感應耦合引起的幹擾
幹擾是由導體之間的電容和環與環之間的分布電容引起的。靜電感應電壓與幹擾源的頻率和上述兩個電容器的電容有關。當幹擾源是高電壓、小電流時,主要是電幹擾,通過電場屏蔽可以減小幹擾。幹擾導體可以被屏蔽,使屏蔽的一端接地。
6.2:磁場感應耦合的幹擾
因為導電滑環的導體很近,所以滑環和滑環之間的距離也很近。當交流電通過時,互感引起相鄰導體和環的互感電壓。當電源電壓低、電流大時,應採用磁場屏蔽磁幹擾。磁場屏蔽主要是抑制磁場的耦合幹擾,低頻磁場的屏蔽常採用高磁導率的鐵磁材料。高頻磁場的屏蔽可採用低電阻率的良導體材料,且在屏蔽導體的兩端同時接地。
6.3:電磁場幹擾/電場和磁場混合幹擾
當幹擾源電壓高、頻率高時,電磁屏蔽容易使用,導電材料可作為屏蔽材料,既能屏蔽電幹擾,又能屏蔽磁幹擾。「無幹擾信息傳輸裝置」我們將用一個能產生幹擾源的屏蔽環來屏蔽信號。同時,害怕幹擾的小信號環也被屏蔽環屏蔽起來,滑環的輸出導線由屏蔽導線,刷框的輸入線也用屏蔽導線,所有屏蔽線通過刷框和接地分開連接。為了減小幹擾,結構複雜,體積大。如果空間允許,應儘量在主要產生幹擾源的環的上下加裝屏蔽環。
6.4:電流電壓突變引起幹擾
在輸入線路的切換過程中,輸入信號受到電流和電壓突變的幹擾。為了減少這種幹擾,可以在開關濾波器附近安裝,儘可能減少幹擾電壓進入滑環引線。
6.5:電流和電壓值波動的幹擾
當大電流或電壓波動時通過使用一個突渡抑制器,可以減少突發波引起的幹擾.
上述措施可以減少導電滑塊環間的電磁幹擾。
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