用什么可以代替導電滑環?
在回答這個問題先先弄清楚滑環有什么作用,為什么很多設備會用到滑環,如果不用滑環會有什么結果,滑環是可以在固定組件和旋轉組件之間傳輸功率,電信號或數據的設備,滑環的設計將取決于其應用,傳輸數據需要比傳輸功率的滑環具有更高的帶寬和更好的EMI(電磁干擾)緩解能力,但基本組件都是旋轉環和固定刷。
交流電動機中的滑環
在交流感應電動機的一種稱為繞線轉子電動機,滑環不是用于傳輸功率,而是用于將電阻插入轉子繞組中。繞線轉子電動機使用三個滑環(通常由銅或銅合金制成)安裝在電動機軸上(但與之絕緣)。由石墨制成的滑環電刷連接到電阻裝置,例如變阻器。當滑環與轉子一起旋轉時,電刷與環保持恒定接觸并將電阻傳遞到轉子繞組。
轉子繞組增加電阻會使轉子電流與定子電流同相(繞線轉子電動機是一種異步電動機,其中轉子和定子電場以不同的速度旋轉)結果是在相對較低的電流下產生了更高的轉矩。滑環僅在啟動時使用,因為它們的效率較低,并且在全速運行時扭矩會下降。當電動機達到其運行速度時,滑環短路,電刷失去接觸,因此電動機的作用就像標準的AC感應(又稱“鼠籠”)電動機。
滑環或換向器?
滑環的設計和功能聽起來與換向器非常相似,雖然兩者之間有相似之處,但在滑環和換向器之間卻存在重大區別,滑環實際上是一個連續的環,而換向器是分段的,從功能上講,滑環可連續傳輸功率,信號或數據,具體來說,在交流電動機中,它們將電阻傳遞到轉子繞組。另一方面,換向器用于直流電動機,以反轉電樞繞組中的電流極性。每個電樞線圈的端部連接到相距180度的換向條上。當電樞旋轉時,電刷將電流提供給換向器的相對部分,從而提供給相對的電樞線圈。
滑環幾乎可用于包括旋轉底座或平臺在內的任何應用,從工業設備(例如分度臺,繞線機和自動焊機)到風力渦輪機,醫學成像機(CT,MRI),甚至包括轉盤式操作。盡管傳統的滑環應用是傳輸功率,但它們也可以傳輸來自溫度傳感器或應變儀等設備的模擬和數字信號,甚至可以通過以太網或其他總線網絡傳輸數據。
總而言之,滑環的應用行業非常廣泛,目前還沒有什么設備能夠代替滑環,特別是不僅需要傳輸功率還要傳輸信號的設備,離開導電滑環真的就不能正常工作了,現在的無線信號還很若,即使能用,信號發送接收,干擾問題也不好解決,即使能解決這些問題,增加的部件成本可能又超過滑環,體積還!
