Контактные кольца используются во множестве конструкций, в том числе с вращающимся основанием или платформой, в том числе в промышленном оборудовании, таком как индексные столы, намотчики и автоматизированные сварочные аппараты. Еще одним ключевым применением являются ветряные турбины, а также медицинские приборы для МРТ и КТ—визуализации.
Контактные кольца также используются в качестве опорной точки камер видеонаблюдения с замкнутым контуром.
К контактным кольцам на аттракционах в парках развлечений относятся те, которые передают энергию, управляющие сигналы и данные на движущиеся части каруселей, колеса обозрения и аттракционы с вертикальным падением и обратно. Другими примерами являются вертолеты, краны и лифты, генераторы и вращающиеся печи для обжига. Давайте рассмотрим некоторые из них более подробно.
Строительство ветряных турбин во всем мире, особенно в Европе, набирает обороты. Одной из проблем является постоянное воздействие внешних факторов, требующее лишь периодического технического обслуживания для очистки турбины от мусора и повторной смазки. Это означает, что контактные кольца должны обладать долговременной надежностью — они имеют прочную контактную конструкцию, позволяющую выдерживать даже пиковую мощность. Морские турбины особенно нуждаются в высоконадежных контактных кольцах из-за стоимости и временных затрат, возникающих в случае необходимости их обслуживания.
Еще одной сложной задачей является удовлетворение требований все более крупных и мощных турбин, которым требуется исключительная передача мощности и сигналов для позиционирования, а также мониторинга состояния. Это включает в себя управление шагом с помощью мощности и команд (посредством сигналов через контактное кольцо) для получения информации о лопастях, регулировки ступицы и двигателя шага, а также резервное питание.
Компания Deublin продает соединения для морских ветряных турбин, которые включают контактное кольцо и энкодер, а также встроенные и установленные в море узлы, способные выдавать напряжение до 250 А — наряду с сигналами Ethernet, EtherCAT или PROFIBUS и отслеживанием положения вращения — даже с классом защиты IP66 и устойчивостью к ударам и вибрации.
Интегрированные в поворотный патрубок, эти узлы также оснащены гидравликой.
В этих машинах контактные кольца (а также контактные кольца в сочетании с поворотными соединениями) часто устанавливаются на поворотных платформах для механической и химической обработки пластин
там, где производство может быть связано с применением материалов и жидкостей.
Показательный пример: Во время процесса химико—механической планаризации — процесса, который обычно запаздывает при обработке полупроводников, поэтому должен выполняться быстро, — встроенные поворотные соединения с контактными кольцами особенно эффективны благодаря свойствам, позволяющим выдерживать коррозионную и абразивную обработку.
В аэрокосмической промышленности в солнечных батареях космических аппаратов используются небольшие контактные кольца, которые крепятся на их роторе к выводам привода, перемещающегося по панели. В аналогичной области применения в обороне контактные кольца используются в башнях бронетранспортеров, что позволяет отказаться от отдельных батарей в башне или на посту наводчика. Здесь серьезной экологической проблемой является поддержание надежного электроснабжения, передачи данных и даже видеопотока даже в условиях вибрации.
Контактные кольца используются в морских конструкциях, таких как круизные лайнеры, ледоколы, суда береговой охраны и морские платформы. Одна из конструкций, в которой широко используются контактные кольца, — это радиолокационные вышки.
Контактные кольца также используются в дистанционно управляемых транспортных средствах, вездеходах и других конструкциях для работы под водой. Они мало чем отличаются от подводных применений, когда контактное кольцо подвергается воздействию масла, как, например, в станкостроении.
Недавно компания Deublin работала над контактным кольцом, которому требовался класс защиты IP67 для погружения под воду на глубину до одного метра. Эффективность герметизации имела первостепенное значение. Производитель провел испытание герметичного контактного кольца под водой и успешно его протестировал. Для ясности, высокие показатели герметичности, такие как IP67, обычно устанавливаются на заказ.
Давайте рассмотрим электрические контактные кольца SRC и SRD от Deublin. Они предназначены специально для оборудования для упаковки фармацевтических препаратов, продуктов питания и напитков, а также других расходных материалов. Они являются модульными и легко настраиваемыми — с числом электрических каналов до 40 и максимальной скоростью вращения до 250 оборотов в минуту, что является ключевым фактором в упаковке, обеспечивающей высокую производительность и рентабельность.
Некоторые проблемы носят более специфический характер: например, машины, работающие с пластмассами, которые необходимо расплавить для формования или вторичной переработки, могут подвергать контактные кольца воздействию температур окружающей среды, достигающих 150°C.
Конечно, контактные кольца, которые передают энергию, будут генерировать собственное тепло — это важный конструктивный момент, когда они уже работают в жарких условиях.
Контактные кольца находят применение при запуске асинхронных электродвигателей — в асинхронных двигателях переменного тока, известных как двигатели с заводным ротором. В данном случае они не передают мощность. Скорее, они создают сопротивление в обмотках ротора.Для ясности — контактное кольцо в двигателе — это не то же самое, что коллектор. Да, их конструкции и функции схожи. Но кольцо в контактном кольце является непрерывным. В отличие от этого, коллекторы сегментированы. Подробнее на эту тему читайте в посте:Что такое двигатель с заводным ротором?
Вкратце, контактные кольца в двигателях с обмотанным ротором имеют три контура. Кольца расположены на валу двигателя (изолированы) и изготовлены из меди или другого сплава.
Каждая из них подключается к одной из трех фаз обмотки ротора. Графитовые щетки подключаются к реостату или другому резистивному устройству. Когда контактное кольцо вращается вместе с ротором, щетки скользят по этим кольцам и оказывают сопротивление обмоткам ротора. Это приводит к тому, что ток ротора становится более синхронным с током статора. Это повышает крутящий момент при относительно низком токе. После завершения процедуры запуска двигателя (и достижения двигателем полной скорости) контактные кольца замыкаются и теряют контакт (чтобы избежать снижения эффективности и крутящего момента, которые они могли бы обеспечить в противном случае), и этот двигатель может работать как стандартный асинхронный двигатель переменного тока.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии