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什么是滑环

2021/07/03

滑环，也称为旋转电气接口和旋转电气接头，可用于任何需要无限连续旋转时，从固定结构向旋转结构传输电力和数据信号的电气系统。


一种利用导电部件的滑动或滚动接触、静电耦合或电磁耦合在天线座的旋转部件和固定部件之间传输电信号和电能的装置。旋转部件上有驱动元件、测量元件和控制元件，必须由机房提供控制信号和电源。这需要各种滑环组件来传输信号和能量。有些雷达需要旋转连接100多条线路。滑环组件根据传输信号的频率可分为低频滑环、中频滑环和高频旋转铰链。滑环通常仅指前两种类型。滑环组件的电气性能指标是绝缘电阻、接触电阻、介电强度和串扰。对于中频滑环，由于频率高，需要考虑屏蔽、阻抗匹配、噪声电压等。在结构设计中，需要保证所有线路的可靠接触和连续连接。因此，要求电刷所用材料具有良好的导电性，滑环压力合适，滑环偏心和晃动小，耐磨性好，摩擦力矩小，易于维护。


低频滑环


滑环组件使用滑动接触来传输低频信号和能量。常见的滑环有圆柱形滑环和差动滑环。圆柱形滑环的导电环分为平环和V形环。导电环的材料通常是铜、黄铜、硬币银和金。刷子包括钯、金合金或镀金钢丝刷以及铜和石墨制成的刷子。如果滑环数量较多，圆柱形滑环由上下电刷和一个差速器转接板组成(图1)，但其轴向尺寸较大，因此采用差速器滑环可以显著减小轴向尺寸、体积和重量。差速器滑环由上下电刷和差速器适配器板组成。上刷随天线方位旋转，下刷固定。差速器转接板上有上下两组接触件，对应的接触件用导线连接。差动机构的转速是方位转速的1/2。当天线旋转时，流入每个下刷的电流通过差动转盘上的一个或两个接触电路流出相应的上刷，保证固定部分和旋转部分之间的电路始终连通。滑动接触滑环的磨损粉末可能导致环之间短路。因此，结构应易于清洁，组合结构通常用于现场维护或更换部件。


中频滑环


滑环组件，用于传输雷达中频(几十兆赫)信号和能量。这个滑环频率高，需要屏蔽。普通滑环也可以用来传输12 MHz以下的信号。一个环连接中心导体，另一个环连接电缆外层作为屏蔽环(图2)。同轴屏蔽滑环通常用于传输12 MHz以上的信号。该滑环具有槽形横截面，基本上是矩形同轴导体。还有一个电容中频滑环(图3)，其中中心导体是环形的，用绝缘垫支撑在屏蔽层中。旋转部分和固定部分之间有间隙，不接触，中频信号通过电容耦合。当天线的旋转范围有限时，该装置可以用电缆缠绕，而不是滑环。