Контактные кольца также называют вращающимися электрическими соединителями. Они передают мощность от статора во внешнюю цепь для запуска и управления током. Это делает их распространенными в различных генераторах переменного тока, таких как краны и подъемники. Тогда вы можете спросить, как работают контактные кольца в генераторах переменного тока?
Каков принцип работы?
Основным принципом генератора переменного тока для генерации переменного тока является принцип электромагнитной индукции. Статор — это неподвижная часть генератора с катушкой внутри. Ротор — это вращающаяся часть, которая при вращении генерирует магнитное поле, тем самым индуцируя напряжение в обмотке статора. Токосъемное кольцо используется в качестве канала для передачи энергии и сигналов, для подачи внешней мощности и сигналов управления к вращающимся частям двигателя.
Как работает его компонент?
Контактные кольца обычно состоят из проводящих колец, щеток и изоляционных материалов.
Проводящее кольцо
Токопроводящее кольцо круглой формы находится в скользящем контакте с неподвижной щеткой и установлено на валу ротора. Он подключается к обмотке ротора двигателя для проведения тока во внешнюю цепь или устройство управления. Его также можно подключить к различным внешним цепям, изменяя значение сопротивления цепи ротора или подключая к преобразователю частоты для регулировки скорости двигателя.
Щетка
Щетка изготовлена из углеродного материала, находится в тесном контакте с проводящим кольцом и передает ток за счет постоянного поверхностного трения. Обычно он имеет форму скользящего контакта для равномерного распределения давления на поверхности токопроводящего кольца и уменьшения местного износа.
Изоляционный материал
Распространенным изоляционным материалом является ПОМ. Это может помочь контактному кольцу поддерживать электрическую изоляцию и предотвратить короткие замыкания и утечки тока. Это также обеспечивает независимость цепей в каждом токовом канале, поэтому помехи между сигналами уменьшаются.
Контактные кольца облегчают подключение вращающегося якоря генератора переменного тока к внешней цепи без использования длинных кабелей. При использовании якорь генератора естественным образом генерирует переменное напряжение, которое также появляется на контактных кольцах. Как показано на рисунке, имеются два коаксиальных металлических кольца R1 и R2, которые вращаются вместе с катушкой. Один конец катушки соединен с контактным кольцом R1, а другой конец катушки соединен с контактным кольцом R2. Каждое кольцо скользит по фиксированной щетке. Две угольные щетки В1 и В2 слегка нажимают на контактные кольца R1 и R2 соответственно. Другой конец щеток служит выводом генератора внешней цепи. Внешняя цепь, то есть нагрузка, подключается между другими концами щеток. Щетки В1 и В2 не вращаются вместе с катушкой и контактными кольцами.
Преимущества использования контактных колец в генераторах переменного тока
Непрерывное вращение
Контактные кольца позволяют ротору генератора переменного тока свободно вращаться без каких-либо физических ограничений или запутывания проводов. В то же время ротор сохраняет постоянную электрическую связь со щетками или контактами контактного кольца, поэтому ток может протекать непрерывно.
Многофазная генерация электроэнергии
В некоторых крупных энергосистемах многофазные генераторы переменного тока могут обеспечить более стабильное и мощное электропитание. Контактные кольца могут передавать и распределять однофазные и многофазные токи и уменьшать дисбаланс тока за счет многоканальных или составных проводящих колец.
Низкое сопротивление
Когда в контактных кольцах используются материалы с высокой проводимостью, кристаллическая структура этих материалов стабильна, а содержание примесей низкое. Следовательно, когда контактное кольцо проводит ток, оно может поддерживать низкое удельное сопротивление и уменьшать выделение тепла из-за чрезмерного сопротивления.
Гибкие спецификации
Контактные кольца можно настроить в соответствии с различными моделями генераторов переменного тока, такими как количество щеток, количество каналов цепи и материал. Он также совместим с различными способами монтажа, такими как фланцевое крепление, крепление на валу и т. д., что позволяет удовлетворить ограничения внутреннего пространства генератора.
Заключение
Теперь мы узнали принцип работы и преимущества контактных колец в генераторах переменного тока. Он передает электроэнергию, а также генерирует и распределяет мощность переменного тока в различных приложениях, от электростанций до портативных генераторов. Если вы хотите узнать больше о контактных кольцах, ByTune здесь для вас.