导电滑环主要技术指标研究

导电滑环主要技术指标研究中国论文网#q#Eb;]Uvhl
蒋文博
%bo q$UWG0(陕煤集团黄陵建庄矿业有限公司 陕西 黄陵 727300)中国论文网8~KX4[
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[摘 要]系统分析各技术指标的特点，总结各指标的影响特点及对应的防护特点，对导电滑环进行进一步研究优化及工程应用有重要的指导意义。
V/c.^:?)dt5@f7~Qx00 前言中国论文网(f2@$u
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导电滑环是实现两个相对旋转机构间信号、电流传输的装置，广泛的应用中国论文网 cB!EL?oz5}`
于海、陆、空、天等领域以及其他民用和工业设备。为了对导电滑环进行进一步
w8jqF v0研究，下面对导电滑环主要技术指标进行系统分析。
L{fZC7b"g01 接触电阻中国论文网}9I)v[y#g'@?_G
导电滑环接触电阻大小直接影响到其工作性能，如果电阻过大，则会在接中国论文网al7_(sggw
触面产生高温破坏设备，降低仪器的稳定性。接触电阻主要受到制作材料、接触
a*O7l8b&O.XO(V0形式以及接触压力的影响。
X9p`sl/O01.1 制作材料
{*b|dF%m[0|0导电滑环的主要构件是滑环和刷丝。对于此构件的制作材料要求有很高导
H]%Gq6u-|U0电率，同时有很好的导热性能。此外制作材料要有熔点高，电阻温度系数小等特
?Qb)Df}&M0点，同要有一定的抗氧化、抗硫化、抗腐蚀性气体等特性。此外还要求硬度高、比
\w3B8s5g0较耐磨损等。经过试验，选用黄铜做导电滑环较好。经过现场的工程实际及实验
N#M/ty:Gk4z P0研究，金合金能够满足上述要求，同时也可以选用质量上乘、加工精细的黄铜做中国论文网ylbIw)If
为滑环的制作材料。在应用后者时，为了提高材料的各方面指标，可以在材料上中国论文网{*M0@av-A
镀一层金、铑、钯、镍等金属，从而有效提高构件的导电性及耐腐蚀性能。刷丝的
/X#vHW|n!F t0制作材料可以是金镍丝，还可以用表面镀钯的黄铜代替，这两种材料都具有很中国论文网~#@M-Y4l7{y?
好的导电性能及防腐蚀作用，满足仪器要求。
S;A*]8Q+LFJ0tT:d!Y01.2 接触形式中国论文网 b/]'rz5F3oX
刷丝与滑环的可以分为点接触式和面接触式两种。其中以点接触式应用比
7f'I_\U)le(rt0较广泛，该形式也具备许多优点。由于点接触式的接触面积相对较小，所以允许
z7w7i.o,oK0通过的电流亦相对较小，一般不能超过8A。当通过电流超过点接触所允许的最
.V;|2^-?mqB(jz0大值，则应考虑选择面接触式设计。面接触式导电滑环相对点接触式结构复杂，中国论文网5Ur"wRB#t&Cz@
从而体积较大，成本较高。中国论文网D4Uiz7y#L0S
1.3 接触压力中国论文网3BxJ`H/er
接触压力是影响导电滑环性能的重要参数，这是由于接触压力与刷丝与滑中国论文网]"`"O'r(_+J
环之间的接触电阻压力成反比例关系，即接触压力的大小直接影响到了接触电
Vh*E3[6\Uq0阻的大小。但是两者的接触压力应控制在一定范围内，一面过大引起过大的摩
!~8L;L9t;ru0擦力矩，加大接触面的磨损程度。理想的接触压力应该是保证刷丝与滑环充分中国论文网$O7cb`4XH"_~t-w
而有效地接触，与此同时不会产生过大的接触压力而对接触面造成破坏，甚至中国论文网e?0RG(U
影响仪器的正常工作。中国论文网6tAS EJ`*O
接触电阻的计算公式如下：
5V(N$p,e$l2t:dv)Ih#m)T0式中:
3N GhYL&A0—导电滑环的接触面电阻；
o!~y F8uoaJa?-D0—与接触面组成材料性质以及接触形式的相关系数，当接触面为线接触
Jv[S6N},r-tT0或者面接触时中国论文网R*{8m!o%L
可以取0.05~0.14，当接触面为点接触时 可以取0.15~0.19；中国论文网)L6hy5cz'PK P
n—与接触面得压力值以及接触数目相关的系数，当接触面为点接触形式
p~-[E+D0Zc0时可取0.5，线接触时n=0.75，当接触形式为面接触时n=0.8~1.0；
3Q.s9z|8M7c9y6n7F0F—为接触面压力，单位为kgf。
d5wPkMrzO+F02 绝缘性能中国论文网8\:Pk @"l
为了保证导电滑环的正常工作，应对其绝缘性提出较高要求，其中导电滑
cU8] Ay+`0ud6T.NA0环的环间绝缘电阻应该不得小于10M ，仪器耐压应该保证在1000V电压作用中国论文网+K@}_}:y+J1S? V
不被击穿。中国论文网(^[0we(K4lle
导电滑环的结构复杂，各构件的环间距离应控制在1.5mm为宜左右。其决中国论文网d3p%V$op3?
定因素是对连接槽的加工工艺，而且应该保证在完成灌胶程序后能够保证结构
r&\2@]-]x0有足够的绝缘性能。
6X{"Y|6}:IH_03 抗干扰性
]+mR o ta0通过导电滑环可以传输高频的交流电，高电压的交流电，大电流的交流电，
B2uD2V@ t0弱小的直流小信号等多种电信号，但是由仪器之间的距离有限，在如此短的距
qpOOa]S$\4uh0离内传输多种电信号，难免造成不同信号之间的相互干扰作用，从而发生静电中国论文网0j0_|D9tB:I
感应耦合，磁场感应藕合和电磁场感应藕合的干扰形式，如果不进行有效地控
x(bQ%r2tM0制，不仅可以影响到仪器的正常工作，影响其传输的准确度，更严重的可能发生
k5m&n0haG M5b0安全危险。所以应尽可能的提高仪器的抗干扰性能，保证信号传输的准确及工
:S#jg(^#p C6i9F0作安全。中国论文网~;j@)RM
3.1 静电感应藕合干扰
*P:@5Yj ~-y"bQE0静电感应藕合干扰的产生原因是由于各个导线中存在的电容和滑环之间
D!@/}+zLhx9p0的电容引起产的，静电感应藕合干扰电压的计算公式如下:
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\K]sQ0式中： —静电感应藕合产生的电压；
.w5F$k{ jKC0—各滑环间的电容，(F/m)；中国论文网GY/P+rl KU
—受影响的导体的电容，(F/m)；
0xU(}Zc R8r0—干扰源的角频率；中国论文网DB bbUlLG
R—受干扰导体与地之间的电阻值，( )；中国论文网4|"Mr1Z_)N
—干扰源的电压。中国论文网:[1GYUqy Y%^ |K
由于静电感应藕合干扰对导电滑环产生较大的影响，应当采取合理措施减中国论文网_+Tk4~s_
小影响，比如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，该
3]/u#iZ!n"e0种干扰可以通过设置电场屏蔽处理，即在导体的外部加设屏蔽装置，并且使屏
~P^-rEZM?6}0蔽一端接地。中国论文网po];u&F5n,KfT9{
3.2 磁场感应拐合干扰中国论文网,KH'~?:jitW
由于仪器的导线以及滑环之间的距离都很近，从而在之间有交流电时，会中国论文网@9G,F!Cz.B!O H
在仪器之间产生互感作用，从而产生互感电压，互感电压的计算公式是：
6nvb/L8a:\:u!E0式中： —互感电压；中国论文网)VWUQXHa%a
—干扰源的角频率；
0QMD0Yc.m0M—环间互感系数；
@3Em0m`2O D0—干扰源的电流大小。中国论文网O,cf$LnxTLg9_
如果导电滑环受到低电压、大电流的干扰源干扰时，可以采用磁场屏蔽的中国论文网g~8y0b&m5R8I
方法进行防护。磁场屏蔽可以很大限度的防止仪器受到磁场的藕合干扰，对于
k9[#t3U!gRDZl*@%^0干扰源产生的低频磁场进行屏蔽时，应该采用铁磁材料，该材料的特点是具有
8tARR'o5nc5g7A0高的磁导率；相反，对于高频磁场的屏蔽应该用具有低电阻率的材料进行防护。
/t(Tp0HFWr,i03.3 电磁场干扰中国论文网S3yg,oP
当导电滑环受到高电压，高频率的信号干扰时，可以产生电干扰和磁干扰，
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w0W r0这是应该采用电磁屏蔽进行防护，防护材料可以采用导电材料，采用这种防护
-o0b%dUd6|v+r6W0措施能够对两种干扰形式同时进行屏蔽。
EcXSJ0T'{Ox0应用装屏蔽装置进行仪器防护时，由于防护装置较复杂，对仪器的正常工中国论文网)YT(_lk^n'\M
作也有一定影响，在实际操作中，可以减少装置的安置位置，只在有效合理的位
&L$J+v3dZ0置进行安装，达到最大的效果。中国论文网[8Hs;FEZ.SJ
3.4 信号突变产生干扰
7Q?%^5j#G0在信号传递过程中，由于经过开关时会发生突变，这种突变对导电滑环引中国论文网&~/o c`-K;[%Eo
起一定的干扰作用。为了使信号能够稳定的传输，可以采取一定措施进行防护，中国论文网0Y3}
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常用的防护措施是在干扰源附近设置滤波装置，从而有效地防止干扰信号的干
as SN[;TNS8f0扰作用。
{ k\OdBZ6}1[03.5 电压不稳引起干扰中国论文网f/{W Ath9E3HtIH
如果导电滑环所传输的信号为大电流和大电压的时候，其值会有明显的浮中国论文网%Zu'a'D'GU'u3X
动，从而引起了信号的变异，形成突波信号，进而对仪器有明显的干扰作用。该
%D7tA:Jq Na0形式的干扰一般可以设置突波抑制器进行处理，从而减少对仪器的传输信号的
z:A;@/vG r:A)NH0影响。
+wAbEIj04 结论中国论文网\/]-D&TLY
本文通过系统分析，研究了影响导电滑环各技术指标的特点，通过对不同中国论文网9K}m4iP%`'S
的技术指标的原理进行分析，总结各指标的影响特点及对应的防护特点，对导中国论文网'Qx;s:q9{{,n7h
电滑环进行进一步研究优化及工程应用有重要的指导意义。
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