Контактные кольца, также называемые электрическими шарнирами, коллекторными кольцами и поворотными электрическими соединениями, представляют собой электромагнитные устройства электромеханического, волоконно—оптического или даже бесконтактного индуктивного и емкостного типов, которые передают сигналы питания и данных между вращающимся сегментом машины и неподвижным сегментом.
Конечно, передача энергии связана с более высоким напряжением и большим током, чем при передаче данных через контактные кольца. Такая передача энергии может использоваться в приложениях, требующих высокого напряжения, постоянного или переменного тока.
Чтобы было понятно, изначально контактные кольца использовались для передачи энергии. Но современные контактные кольца могут передавать как аналоговые, так и цифровые сигналы от устройств обратной связи и даже данные через Ethernet или промышленные полевые шины.
Во многих случаях электроэнергия используется для приведения в действие электродвигателей, соленоидов, приводящих в действие гидравлику, или других электроприводов.
Передача сигналов данных может осуществляться для органов управления, датчиков и тензодатчиков различных типов, аудио- и видеоданных, а также цифровой информации, часто для поддержки функций Интернета вещей и профилактического обслуживания. На самом деле, многие производители выделяют дополнительные функции контактных колец для управления и передачи данных, поскольку их требования часто различаются. Частота сигналов передачи данных может варьироваться — от прямого сигнала постоянного тока до ГГц с самыми высокими частотами и быстродействием, требующими сложной конструкции контактных колец.
Добавление такой функциональности означает, что контактные кольца позволяют применять их в уникальных областях, которые в противном случае были бы невозможны, или, по крайней мере, упрощают механические конструкции, избегая при этом использования проводов в подвижных соединениях. Они наиболее распространены в ветряных турбинах, медицине, аэрокосмической промышленности, судостроении и промышленности промышленных объектов.
Конечно, если узел машины предусматривает вращение одной секции с фиксированным числом оборотов, может оказаться возможным использовать катушки с кабелем достаточной длины и скоростью вращения, чтобы обеспечить требуемые обороты
Но если секция станка постоянно вращается, то использование кабелей для передачи сигналов между вращающейся и неподвижной секциями не особенно практично и надежно.
Вебинар на эту тему был представлен в прямом эфире во вторник, 18 декабря 2018 года.Нажмите ниже, чтобы посмотреть его по запросу.
Нельзя сказать, что контактные кольца не подходят для применений, требующих поворота или осциллирования менее чем на 360°. На самом деле, оси вращения с ограниченным ходом довольно распространены. Одним из соображений здесь является то, что контактные кольца имеют функцию вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки.
Это яркий пример от калифорнийского производителя систем управления движением Newmark Systems
Контактные кольца, помимо щеток скольжения и токопроводящих колец (в случае электромеханических изменений), содержат элементы износа в виде шарикоподшипников. Смазка пластичной смазкой устраняет необходимость в техническом обслуживании, но не всегда подходит для сред с экстремальными давлениями или температурами.
В некоторых случаях используется внешняя смазка и даже термопары для обеспечения длительного срока службы и максимальной скорости вращения при одновременном отслеживании любого перегрева подшипниковых элементов.
Да, в частности, для передачи данных существуют беспроводные соединения, позволяющие передавать данные от движущихся секций станка к стационарным. В данном случае такие опции могут превзойти устаревшие контактные кольца и те, которые вышли из строя и демонстрируют дрожание сигнала и ухудшение его качества, например, из-за чрезмерной вибрации.
Конечно, у Wi-Fi, инфракрасной и радиосвязи могут быть свои проблемы — это может подтвердить любой, кто сталкивался с проблемами при использовании устройств с поддержкой Bluetooth. Но это могут быть варианты для некоторых сред и отдельных приложений с определенными требованиями к электромагнитной совместимости (EMC), а также для тех, кому требуется удаленный мониторинг и определенная пропускная способность данных.
Конечно, технологии беспроводных контактных колец как для передачи данных, так и для питания стирают границы между этими приложениями и определениями, относящимися к контактным кольцам и другим технологиям.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии