教育期刊論文查詢(xún)導(dǎo)電滑環(huán)的技術(shù)研究

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　　[摘 要]系統(tǒng)分析各技術(shù)指標(biāo)的特點(diǎn)，總結(jié)各指標(biāo)的影響特點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的防護(hù)特點(diǎn)，對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化及工程應(yīng)用有重要的指向意義。

　　0 前言

　　導(dǎo)電滑環(huán)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)間信號(hào)、電流傳輸?shù)难b置，廣泛的應(yīng)用于海、陸、空、天等領(lǐng)域以及其他民用和工業(yè)設(shè)備。為了對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行進(jìn)一步研究，下面對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

　　1 接觸電阻

　　導(dǎo)電滑環(huán)接觸電阻大小直接影響到其工作性能，如果電阻過(guò)大，則會(huì)在接觸面產(chǎn)生高溫破壞設(shè)備，降低儀器的穩(wěn)定性。接觸電阻主要受到制作材料、接觸形式以及接觸壓力的影響。

　　1.1 制作材料

　　導(dǎo)電滑環(huán)的主要構(gòu)件是滑環(huán)和刷絲。對(duì)于此構(gòu)件的制作材料要求有很高導(dǎo)電率，同時(shí)有很好的導(dǎo)熱性能。此外制作材料要有熔點(diǎn)高，電阻溫度系數(shù)小等特點(diǎn)，同要有一定的抗氧化、抗硫化、抗腐蝕性氣體等特性。此外還要求硬度高、比較耐磨損等。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，選用黃銅做導(dǎo)電滑環(huán)較好。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的工程實(shí)際及實(shí)驗(yàn)研究，金合金能夠滿足上述要求，同時(shí)也可以選用質(zhì)量上乘、加工精細(xì)的黃銅做為滑環(huán)的制作材料。在應(yīng)用后者時(shí)，為了提高材料的各方面指標(biāo)，可以在材料上鍍一層金、銠、鈀、鎳等金屬，從而有效提高構(gòu)件的導(dǎo)電性及耐腐蝕性能。刷絲的制作材料可以是金鎳絲，還可以用表面鍍鈀的黃銅代替，這兩種材料都具有很好的導(dǎo)電性能及防腐蝕作用，滿足儀器要求。

　　1.2 接觸形式

　　刷絲與滑環(huán)的可以分為點(diǎn)接觸式和面接觸式兩種。其中以點(diǎn)接觸式應(yīng)用比較廣泛，該形式也具備許多優(yōu)點(diǎn)。由于點(diǎn)接觸式的接觸面積相對(duì)較小，所以允許通過(guò)的電流亦相對(duì)較小，一般不能超過(guò)8A。當(dāng)通過(guò)電流超過(guò)點(diǎn)接觸所允許的最大值，則應(yīng)考慮選擇面接觸式設(shè)計(jì)。面接觸式導(dǎo)電滑環(huán)相對(duì)點(diǎn)接觸式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而體積較大，成本較高。

　　1.3 接觸壓力

　　接觸壓力是影響導(dǎo)電滑環(huán)性能的重要參數(shù)，這是由于接觸壓力與刷絲與滑環(huán)之間的接觸電阻壓力成反比例關(guān)系，即接觸壓力的大小直接影響到了接觸電阻的大小。但是兩者的接觸壓力應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，一面過(guò)大引起過(guò)大的摩擦力矩，加大接觸面的磨損程度。理想的接觸壓力應(yīng)該是保證刷絲與滑環(huán)充分而有效地接觸，與此同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的接觸壓力而對(duì)接觸面造成破壞，甚至影響儀器的正常工作。接觸電阻的計(jì)算公式如下：式中:

　　—導(dǎo)電滑環(huán)的接觸面電阻;—與接觸面組成材料性質(zhì)以及接觸形式的相關(guān)系數(shù)，當(dāng)接觸面為線接觸或者面接觸時(shí)可以取0.05~0.14，當(dāng)接觸面為點(diǎn)接觸時(shí) 可以取0.15~0.19;n—與接觸面得壓力值以及接觸數(shù)目相關(guān)的系數(shù)，當(dāng)接觸面為點(diǎn)接觸形式時(shí)可取0.5，線接觸時(shí)n=0.75，當(dāng)接觸形式為面接觸時(shí)n=0.8~1.0;F—為接觸面壓力，單位為kgf。

　　2 絕緣性能

　　為了保證導(dǎo)電滑環(huán)的正常工作，應(yīng)對(duì)其絕緣性提出較高要求，其中導(dǎo)電滑環(huán)的環(huán)間絕緣電阻應(yīng)該不得小于10M ，儀器耐壓應(yīng)該保證在1000V電壓作用不被擊穿。導(dǎo)電滑環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各構(gòu)件的環(huán)間距離應(yīng)控制在1.5mm為宜左右。其決定因素是對(duì)連接槽的加工工藝，而且應(yīng)該保證在完成灌膠程序后能夠保證結(jié)構(gòu)有足夠的絕緣性能。

　　3 抗干擾性

　　通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)可以傳輸高頻的交流電，高電壓的交流電，大電流的交流電，弱小的直流小信號(hào)等多種電信號(hào)，但是由儀器之間的距離有限，在如此短的距離內(nèi)傳輸多種電信號(hào)，難免造成不同信號(hào)之間的相互干擾作用，從而發(fā)生靜電感應(yīng)耦合，磁場(chǎng)感應(yīng)藕合和電磁場(chǎng)感應(yīng)藕合的干擾形式，如果不進(jìn)行有效地控制，不僅可以影響到儀器的正常工作，影響其傳輸?shù)臏?zhǔn)確度，更嚴(yán)重的可能發(fā)生安全危險(xiǎn)。所以應(yīng)盡可能的提高儀器的抗干擾性能，保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確及工作安全。

　　3.1 靜電感應(yīng)藕合干擾

　　靜電感應(yīng)藕合干擾的產(chǎn)生原因是由于各個(gè)導(dǎo)線中存在的電容和滑環(huán)之間的電容引起產(chǎn)的，靜電感應(yīng)藕合干擾電壓的計(jì)算公式如下:

　　式中： —靜電感應(yīng)藕合產(chǎn)生的電壓;

　　—各滑環(huán)間的電容，(F/m);

　　—受影響的導(dǎo)體的電容，(F/m);

　　—干擾源的角頻率;

　　R—受干擾導(dǎo)體與地之間的電阻值，( );—干擾源的電壓。

　　由于靜電感應(yīng)藕合干擾對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)當(dāng)采取合理措施減小影響，比如導(dǎo)電滑環(huán)受到高電壓、小電流干擾時(shí)，所產(chǎn)生的主要是電干擾，該種干擾可以通過(guò)設(shè)置電場(chǎng)屏蔽處理，即在導(dǎo)體的外部加設(shè)屏蔽裝置，并且使屏蔽一端接地。

　　3.2 磁場(chǎng)感應(yīng)拐合干擾

　　由于儀器的導(dǎo)線以及滑環(huán)之間的距離都很近，從而在之間有交流電時(shí)，會(huì)在儀器之間產(chǎn)生互感作用，從而產(chǎn)生互感電壓，互感電壓的計(jì)算公式是：式中： —互感電壓;

　　—干擾源的角頻率;

　　M—環(huán)間互感系數(shù);

　　—干擾源的電流大小。

　　如果導(dǎo)電滑環(huán)受到低電壓、大電流的干擾源干擾時(shí)，可以采用磁場(chǎng)屏蔽的方法進(jìn)行防護(hù)。磁場(chǎng)屏蔽可以很大限度的防止儀器受到磁場(chǎng)的藕合干擾，對(duì)于干擾源產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽時(shí)，應(yīng)該采用鐵磁材料，該材料的特點(diǎn)是具有高的磁導(dǎo)率;相反，對(duì)于高頻磁場(chǎng)的屏蔽應(yīng)該用具有低電阻率的材料進(jìn)行防護(hù)。

　　3.3 電磁場(chǎng)干擾

　　當(dāng)導(dǎo)電滑環(huán)受到高電壓，高頻率的信號(hào)干擾時(shí)，可以產(chǎn)生電干擾和磁干擾，這是應(yīng)該采用電磁屏蔽進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)材料可以采用導(dǎo)電材料，采用這種防護(hù)措施能夠?qū)煞N干擾形式同時(shí)進(jìn)行屏蔽。應(yīng)用裝屏蔽裝置進(jìn)行儀器防護(hù)時(shí)，由于防護(hù)裝置較復(fù)雜，對(duì)儀器的正常工作也有一定影響，在實(shí)際操作中，可以減少裝置的安置位置，只在有效合理的位置進(jìn)行安裝，達(dá)到最大的效果。

　　3.4 信號(hào)突變產(chǎn)生干擾

　　在信號(hào)傳遞過(guò)程中，由于經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)發(fā)生突變，這種突變對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)引起一定的干擾作用。為了使信號(hào)能夠穩(wěn)定的傳輸，可以采取一定措施進(jìn)行防護(hù)，常用的防護(hù)措施是在干擾源附近設(shè)置濾波裝置，從而有效地防止干擾信號(hào)的干擾作用。

　　3.5 電壓不穩(wěn)引起干擾

　　如果導(dǎo)電滑環(huán)所傳輸?shù)男盘?hào)為大電流和大電壓的時(shí)候，其值會(huì)有明顯的浮動(dòng)，從而引起了信號(hào)的變異，形成突波信號(hào)，進(jìn)而對(duì)儀器有明顯的干擾作用。該形式的干擾一般可以設(shè)置突波抑制器進(jìn)行處理，從而減少對(duì)儀器的傳輸信號(hào)的影響。

　　4 結(jié)論

　　本文通過(guò)系統(tǒng)分析，研究了影響導(dǎo)電滑環(huán)各技術(shù)指標(biāo)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)不同的技術(shù)指標(biāo)的原理進(jìn)行分析，總結(jié)各指標(biāo)的影響特點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的防護(hù)特點(diǎn)，對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化及工程應(yīng)用有重要的指向意義。

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