高速滑环引电器的性能需求分析

目前高速滑环引电器主要应用在航空航天领域,但是在使用过程中,仍然存在很多的问题,例如转速高、温度高、信号通路多等。由于其复杂恶劣的环境要求,需要产品在机电匹配设计、信号传输、抗干扰、适用性和寿命方面具有更好的性能,这就对高速滑环引电器的结构设计提出了更高的要求,具体如下:

一、对引电器的接触线速度的要求。

由于高速滑环的转动部分与发动机的转子同步旋转,所以引电器的接触线速度为转子的较大工作转速与导电环半径的乘积。然而当前所测量的发动机转子转可以达到每分钟几万转,这使得高速滑环引电器的接触线速度超高,但是当接触线速度过大时,会加速导电环刷的磨损,增加摩擦热值。因此,为了减少导电环刷线的摩擦损失和发热,就必须尽量降低接触线速度。例如通过在转子旋转速度不变的前提下,尽量减小导电环的径向尺寸和接触面积。同时,提供高效的冷却系统,以对高速滑环导电环形刷子的接触摩擦部分进行有效的冷却。

二、对高速滑环信息传输的质量要求。

在滑环引电器工作期间,导电环与电刷线之间有着高速的摩擦,为了保证高速滑环引电器的正常运行,其电刷材料必须满足较高的导电性、导热性以及耐磨性等要求。而导电环的材料作为滑环摩擦的配合材料,在选择时,要考虑到两者 材料的综合性能,从而使其接触电阻较小以及传输信号的信噪比较低。另外,由于高速滑环的导电环与电刷需要使用冷却液冷却,所以,两者配合材料必须具有抗氧化和耐腐蚀的特性,并且冷却液的选择必须具有足够发电绝缘特性,来防止传输的信号产生干扰。

三、转动转子动力学的要求。

高速滑环的转动转子处于高转速运行的状态,为了避免转子的动态机械振动,提高转子的刚性,可以采用足够多的制定,减少支点的跨度,从而使得设计的转子为刚性转子。我们在设计时,需要将转子的径向直径尽可能的小。另外,为了提高转子的刚性,其轴向尺寸也要尽量缩短。在高速滑环引电器需要达到足够多传输路径数目的条件条件下,必须尽可能的减小导电环的厚度,以满足在有限的轴向空间内,安装足够多数目的导电环。

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