Что такое скользящее кольцо?

Контактное кольцо - это устройство, которое позволяет передавать электрический ток или сигнал между статическим источником и вращающимся объектом без использования физического проводного соединения между ними. Устройство контактных колец обеспечивает это соединение с помощью проводящего кольца, прикрепленного вокруг вращающегося компонента, и подпружиненной щетки или контакта на статическом компоненте. Эта щетка опирается на вращающееся кольцо и поддерживает постоянный электрический контакт с ним, пока он остается неподвижным. Устройства с контактным кольцом имеют различные применения.

Передача тока или сигнала между вращающимися и канцелярскими объектами создает техническую проблему, которая лучше всего решается с помощью скользящего контакта с низким трением между ними. В приложениях с ротором, например, в генераторах и двигателях, наилучшим способом достижения этого является использование сплошного контактного кольца. Он состоит из проводящего кольца, как правило, из высококачественной полированной меди, которое проходит вокруг вала ротора. Это кольцо изолировано от вала и подключено к обмоткам ротора. Подпружиненная щетка, несущая электрический ток, расположена таким образом, чтобы она поддерживала постоянное давление на кольцо в течение всего своего вращения, таким образом, замыкая цепь.

Щетки обычно изготавливаются из проводящего материала, такого как углерод, который мягче, чем кольцо. Этот материал используется для того, чтобы в первую очередь износилась щетка, а не кольцо, поскольку ее легче и дешевле заменить, когда она изношена. В тех случаях, когда требуется соединение с низким сопротивлением, для замены угольных щеток может использоваться ртуть. Однако из-за своей токсичности его нельзя использовать в фармацевтической или пищевой промышленности, где загрязнение ртутью представляет опасность для здоровья.

Использование системы контактных колец не ограничивается прохождением электрического тока. Эта передача также не ограничивается проходом от статического к ротору; ток, сигнал или данные могут передаваться от вращающегося компонента к статическому элементу. Пока поверхности щетки и кольца остаются чистыми, без коррозии и сколов, соединение контактного кольца может оставаться очень «чистым» с минимумом искрения, помех данных и звукового шума. Применения контактных колец включают вращающиеся сигнальные или предупреждающие маяки, генераторы переменного тока, генераторы и электродвигатели электрических контактных колец и используют несколько конструкций и материалов для колец и контактов.