导电滑环主要技术指标的特点

导电滑环的主要技术指标:

1.接触电阻

导电滑环接触电阻的大小直接影响导电滑环的性能,如果电阻过大,则会在接触面产生高温,甚至引起滑环和刷丝的熔焊,同时接触压降增加,影响信息传输效果。接触电阻主要收到接触形式、接触压力以及制作材料的影响。

1.1 接触形式

接触形式可分为电接触和面接触两种。点接触接触面积较小,允许通过的电流也较小,最大电流一般不能超过8A。当通过电流超过10A,应考虑采用面接触。点接触电阻较小,接触结构简单,应用较广。相对的,面接触成本复杂,体积较大,成本较高,且需要足够空间位置才能使用。

1.2 接触压力

接触压力与接触电阻成反比关系,但是接触压力的增大应控制在一定范围内,以免引起过大的接触面磨损。理想的接触压力是保证电刷与滑环的充分接触,以取得较低的接触电阻,同时又不至于妨碍滑环的转动。此压力应在12到15克比较合适。

1.3制作材料

滑环和刷丝是导电滑环的主要部分,要求制造材料的导电率高、导热性能好、熔点高,电阻温度系数较小,硬度高、耐磨损,同时还需要一定的抗氧化、抗硫化、耐腐蚀的特性。结合试验和现场制作经验,滑环材料选用金合金较好,同时,质量上乘的黄铜也可以满足要求。在使用黄铜时,可以在表面镀金、铑、钯、镍等金属,以提高材料的导电性和耐腐蚀性。电刷刷丝金镍丝较好,但金镍丝较昂贵,此外还可采用铍青铜或表面镀钯的黄铜,这几种材料都具有极好的导电性。

2.绝缘性能

滑环的环间绝缘电阻应大于10M,耐压应保证1000V不被击穿。导电滑环结构复杂,环间距最小1.5mm为宜(取决于连接槽的加工工艺),导电滑环绝缘强度的决定因素是绝缘物质的配方和灌胶的工艺过程,应该保证在灌胶工艺完成后有足够的绝缘性能。

3.抗干扰性

通过导电滑环可以传输数十种不同电信号,包括高频交流电、大电压交流电、大电流交流电、弱小的直流小信号,由于导电滑环环间距离有限,难免发生各种信号在传输过程中的相互干扰,影响传输的准确度。因此,需要尽可能提升导电滑环的抗干扰性。

3.1 静电感应耦合干扰

静电感应耦合干扰产生的原因是导线间的电容和滑环之间的分布电容引起的,产生的感应电压与干扰源的频率和上述两种电容的大小有关。当导电滑环受到高电压、小电流干扰时,所产生的主要是电干扰,可以采用电场屏蔽来处理,在导体外部假设屏蔽装置,并使屏蔽一端接地。

3.2 磁场感应耦合干扰

导电滑环的导线和滑环距离都很近,当交流电通过时,会因互感作用产生互感电压,造成干扰。当导电滑环受到低电压、大电流干扰时,所产生的主要是磁干扰,应采用磁场屏蔽处理。磁场屏蔽主要是抑制耦合干扰。对于低频磁场进行屏蔽时,应采用铁磁材料,铁磁材料具有高磁导率;对于高频磁场,则应采用具有低电阻率的材料进行防护。

3.3 电磁场干扰(混合干扰)

当导电滑环受到高电压、大电流干扰时,可以产生电干扰和磁干扰,应采用电磁屏蔽,可采用导电材料做屏蔽,这种材料可以同时对两种干扰进行屏蔽。采用电磁屏蔽装置时,结构复杂,体积大,可减少装置的安装位置,尽量在主要产生干扰源的环的上下加装屏蔽环。

3.3 电流电压突变引起的干扰

在输入线的开关过程中,输入信号因电流电压突变,引起干扰。可在开关附近加装滤波器,减少进入引线的干扰电压。

3.4 电流电压波动引起的干扰

当传输大电流或大电压时,会在导线中形成突波,产生干扰。对此可采用突波抑制器来减少。