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風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量方法

文檔作者：郝建剛姜校亮杜玉娟文檔來源：中國船舶重工集團(tuán)公司第三六八廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月01日
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第34卷增刊1
2012丘
艦船科學(xué)技術(shù)
SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
V01．34，Supplementl
2012
風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量方法
郝建剛，姜校亮，杜玉娟
(中國船舶重工集團(tuán)公司第三六八廠，河北邯鄲056028)
摘要： 電刷壓力的大小是風(fēng)電滑環(huán)中一個重要的指標(biāo)，電刷對導(dǎo)電環(huán)的壓力直接影響著滑環(huán)工作時的穩(wěn)
定性以及滑環(huán)的壽命。本文介紹風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量方法的現(xiàn)狀，提出一種精確測量風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力的方
案。此方法不僅可以對電刷刷片是否脫離導(dǎo)電環(huán)做出準(zhǔn)確的判斷，而且避免了手持拉力計時產(chǎn)生的不穩(wěn)定性，應(yīng)
用此測量方法對風(fēng)電滑環(huán)進(jìn)行電刷壓力檢測，相對于傳統(tǒng)的檢測方法在檢測效率和準(zhǔn)確程度上得到了很大程度的
提高。
關(guān)鍵詞： 滑環(huán)；電刷壓力；測量
中圖分類號：TM503．5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B
文章編號：1672—7649(2012)S1—0072—02 doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．S1．021
Research on brush pressure measurement of wind--power slip--ring
HAO Jian·gang，JIANG Xiao—liang，DU Yu—juan
(The 368 Plant of CSIC，Handan 056028，China)
Abstract： Brush pressure which directly affects the stability and life of slip—ring is an important
technology index．This paper introduces the present situation of the brush pressure measurement，and offers a
method of accurate measurement for brush pressure．When the brush was separated from the ring in the
process of measurement，this phenomenon can be observed immediately by the method，and the
measurement resnh has been greatly improved in the efficiency and precision，the method was detailed in
，
this paper．
Key words： slip-ring；brush pressure；measurement
0 引言
風(fēng)電滑環(huán)是實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂與機(jī)艙
之間的動力電源及各類電氣信號傳輸?shù)木茌旊?
裝置。風(fēng)電滑環(huán)在工作過程中，接觸電阻尤其是
動態(tài)接觸電阻的穩(wěn)定性影響著電信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，
而接觸電阻的大小及穩(wěn)定性與電刷對導(dǎo)電環(huán)的壓
力有著直接的關(guān)系。電刷壓力越大，接觸電阻越
小，滑環(huán)工作時的穩(wěn)定性就越好。但是壓力的增
大有一定的限度，如果超過限度就會增加摩擦力
矩，使接觸部分磨損加劇，影響滑環(huán)的使用壽命。
如果電刷對導(dǎo)電環(huán)的壓力過小，導(dǎo)電環(huán)的接觸電
阻偏大，電流通過時接觸處的溫度會升高很多，
甚至?xí)痣娝⒑蛯?dǎo)電環(huán)表面的熔焊，同時接觸
壓降增加，這些都會影響電信號的傳輸效果。因
此對風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力的檢測至關(guān)重要，必須保
證其達(dá)到設(shè)計要求的理想值。
1 測量方法現(xiàn)狀
圖1為風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量的示意圖，在電
刷壓力測試過程中，經(jīng)常用到拉力計，電刷的壓力
一般在20 g左右，因此選用拉力計的最小量程一般
小于0．1 g。較常用的方法有2種：第1種方法是直
接用拉力計去測量電刷的壓力，操作如圖1所示。
收稿日期：2012—09—21
作者簡介：郝建剛(1977一)，男，工程師，研究方向為精密機(jī)械與總體。
萬方數(shù)據(jù)
增刊1 郝建剛，等：風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量方法·73·
通過目測，當(dāng)電刷脫離導(dǎo)電環(huán)時數(shù)顯拉力計的讀數(shù)
即為電刷的壓力。顯然這種方法測得的壓力值存在
較大的誤差。首先手持拉力計時會出現(xiàn)手不自主的
抖動，這樣會使拉力訃讀數(shù)不穩(wěn)，其次觀察電刷和
導(dǎo)電環(huán)脫離時采用目測的方法也不科學(xué)，這種測量
方法只能給出一個大致的結(jié)果。第2種方法是在第
1種方法的基礎(chǔ)上加入蜂鳴器，如圖2所示。當(dāng)蜂
鳴器的2個端線短接時蜂嗚器會發(fā)出報警聲響，圖
1中要測第1組電刷其中1個刷片的壓力，這時需
要用1個薄的絕緣片將第1組電刷中另1個刷片和
導(dǎo)電環(huán)絕緣，蜂鳴器連接如圖1所示。當(dāng)被測刷片
脫離導(dǎo)電環(huán)之前蜂鳴器兩端線通過導(dǎo)電環(huán)短接，一
直在報警；當(dāng)被測刷片脫離導(dǎo)電環(huán)時，第1組電刷
的2個刷片和導(dǎo)電環(huán)之間斷路，此時蜂嗚器會停止
報警。因此在測量過程中，當(dāng)蜂鳴器停止報警時數(shù)
顯拉力計的讀數(shù)即為電刷的壓力。第2種方法采用
電路的通斷來檢測電刷是否脫離導(dǎo)電環(huán)，測量結(jié)果
比第1種方法更準(zhǔn)確。
匝匠}』一
圖1 風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量裝置
Fig．1 The device of the brush pressure measurement
2 改進(jìn)方案
通過對以上試驗方法的分析，可以知道影響測
量精度的因素主要有2點(diǎn)：一是數(shù)顯拉力計的固定，
即保證在讀測量值時數(shù)顯拉力計不抖動；二是如何
精確判斷所測電刷刷片與導(dǎo)電環(huán)之間脫離的臨界點(diǎn)。
鑒于以上2點(diǎn)，提出了如圖2所示的電刷壓力測量
方案：數(shù)顯拉力計固定在燕尾滑塊上面，這樣可以
保證在讀數(shù)時拉力計的穩(wěn)定性，燕尾滑塊的旋轉(zhuǎn)軸
通過聯(lián)軸節(jié)與直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接，電機(jī)的
1根引線直接連接電源的正極，另1根引線通過電
刷和導(dǎo)電環(huán)連接電源的負(fù)極，如圖2所示。電機(jī)與
電刷的接線方法與圖1方案中蜂嗚器的接線類似，
第一組電刷中待檢測的刷片與拉力計連接，另1個
刷片通過薄絕緣片與導(dǎo)電環(huán)電氣斷開。當(dāng)接通電源
時，數(shù)顯拉力計在直流伺服電機(jī)的驅(qū)動下沿燕尾滑
塊的軌道向左移動，拉力計上實時顯示待測刷片壓
力的大小，當(dāng)刷片脫離導(dǎo)電環(huán)瞬間，第1組電刷的
2個刷片和導(dǎo)電環(huán)之間斷路，直流伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)
動，此時數(shù)顯拉力計的讀數(shù)即為電刷刷片對導(dǎo)電環(huán)
的壓力。
圖2改進(jìn)后的電刷壓力測量裝置
Fig．2 The improved device of brush pressure measurement
3 結(jié)語
本文提出的改進(jìn)后風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測量方
法不僅可以對電刷刷片是否脫離導(dǎo)電環(huán)做出準(zhǔn)確
的判斷，而且避免了手持拉力計時產(chǎn)生的不穩(wěn)定
性。應(yīng)用此測量方法對風(fēng)電滑環(huán)進(jìn)行電刷壓力的
檢測，相對于傳統(tǒng)的檢測方法在檢測效率和準(zhǔn)確
程度上得到了很大程度的提高。下一步將對這種
測量方法進(jìn)行更加深入的研究，以便更好地解決
風(fēng)電滑環(huán)在實際工程應(yīng)用中的電刷壓力測量
問題。
參考文獻(xiàn)：
[1] 姜彬，范天泉，曹學(xué)東．導(dǎo)電環(huán)接觸電阻的改進(jìn)測量方案
【j]．計量技術(shù)，2007(8)：6—8．
[2] 李坤芝．導(dǎo)電滑環(huán)技術(shù)研究[J]．艦船科學(xué)技術(shù)，1994，
16(5)：56—58．
萬方數(shù)據(jù)

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