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風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測(cè)量方法

文檔作者：郝建剛姜校亮杜玉娟文檔來(lái)源：中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第三六八廠(chǎng)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(cè)量方法
郝建剛，姜校亮，杜玉娟
(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第三六八廠(chǎng)，河北邯鄲056028)
摘要： 電刷壓力的大小是風(fēng)電滑環(huán)中一個(gè)重要的指標(biāo)，電刷對(duì)導(dǎo)電環(huán)的壓力直接影響著滑環(huán)工作時(shí)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(cè)量方法的現(xiàn)狀，提出一種精確測(cè)量風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力的方
案。此方法不僅可以對(duì)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(jì)時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定性，應(yīng)
用此測(cè)量方法對(duì)風(fēng)電滑環(huán)進(jìn)行電刷壓力檢測(cè)，相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法在檢測(cè)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(cè)量
中圖分類(lèi)號(hào)：TM503．5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B
文章編號(hào)：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(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂與機(jī)艙
之間的動(dòng)力電源及各類(lèi)電氣信號(hào)傳輸?shù)木茌旊?
裝置。風(fēng)電滑環(huán)在工作過(guò)程中，接觸電阻尤其是
動(dòng)態(tài)接觸電阻的穩(wěn)定性影響著電信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，
而接觸電阻的大小及穩(wěn)定性與電刷對(duì)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(shí)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(guò)限度就會(huì)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(duì)導(dǎo)電環(huán)的壓力過(guò)小，導(dǎo)電環(huán)的接觸電
阻偏大，電流通過(guò)時(shí)接觸處的溫度會(huì)升高很多，
甚至?xí)痣娝⒑蛯?dǎo)電環(huán)表面的熔焊，同時(shí)接觸
壓降增加，這些都會(huì)影響電信號(hào)的傳輸效果。因
此對(duì)風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力的檢測(cè)至關(guān)重要，必須保
證其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的理想值。
1 測(cè)量方法現(xiàn)狀
圖1為風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測(cè)量的示意圖，在電
刷壓力測(cè)試過(guò)程中，經(jīng)常用到拉力計(jì)，電刷的壓力
一般在20 g左右，因此選用拉力計(jì)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(jì)去測(cè)量電刷的壓力，操作如圖1所示。
收稿日期：2012—09—21
作者簡(jiǎn)介：郝建剛(1977一)，男，工程師，研究方向?yàn)榫軝C(jī)械與總體。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
增刊1 郝建剛，等：風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測(cè)量方法·73·
通過(guò)目測(cè)，當(dāng)電刷脫離導(dǎo)電環(huán)時(shí)數(shù)顯拉力計(jì)的讀數(shù)
即為電刷的壓力。顯然這種方法測(cè)得的壓力值存在
較大的誤差。首先手持拉力計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)手不自主的
抖動(dòng)，這樣會(huì)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(shí)采用目測(cè)的方法也不科學(xué)，這種測(cè)量
方法只能給出一個(gè)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(gè)端線(xiàn)短接時(shí)蜂嗚器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲響，圖
1中要測(cè)第1組電刷其中1個(gè)刷片的壓力，這時(shí)需
要用1個(gè)薄的絕緣片將第1組電刷中另1個(gè)刷片和
導(dǎo)電環(huán)絕緣，蜂鳴器連接如圖1所示。當(dāng)被測(cè)刷片
脫離導(dǎo)電環(huán)之前蜂鳴器兩端線(xiàn)通過(guò)導(dǎo)電環(huán)短接，一
直在報(bào)警；當(dāng)被測(cè)刷片脫離導(dǎo)電環(huán)時(shí)，第1組電刷
的2個(gè)刷片和導(dǎo)電環(huán)之間斷路，此時(shí)蜂嗚器會(huì)停止
報(bào)警。因此在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)蜂鳴器停止報(bào)警時(shí)數(shù)
顯拉力計(jì)的讀數(shù)即為電刷的壓力。第2種方法采用
電路的通斷來(lái)檢測(cè)電刷是否脫離導(dǎo)電環(huán)，測(cè)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(cè)量裝置
Fig．1 The device of the brush pressure measurement
2 改進(jìn)方案
通過(guò)對(duì)以上試驗(yàn)方法的分析，可以知道影響測(cè)
量精度的因素主要有2點(diǎn)：一是數(shù)顯拉力計(jì)的固定，
即保證在讀測(cè)量值時(shí)數(shù)顯拉力計(jì)不抖動(dòng)；二是如何
精確判斷所測(cè)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(cè)量
方案：數(shù)顯拉力計(jì)固定在燕尾滑塊上面，這樣可以
保證在讀數(shù)時(shí)拉力計(jì)的穩(wěn)定性，燕尾滑塊的旋轉(zhuǎn)軸
通過(guò)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(xiàn)直接連接電源的正極，另1根引線(xiàn)通過(guò)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(xiàn)方法與圖1方案中蜂嗚器的接線(xiàn)類(lèi)似，
第一組電刷中待檢測(cè)的刷片與拉力計(jì)連接，另1個(gè)
刷片通過(guò)薄絕緣片與導(dǎo)電環(huán)電氣斷開(kāi)。當(dāng)接通電源
時(shí)，數(shù)顯拉力計(jì)在直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿燕尾滑
塊的軌道向左移動(dòng)，拉力計(jì)上實(shí)時(shí)顯示待測(cè)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(gè)刷片和導(dǎo)電環(huán)之間斷路，直流伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)
動(dòng)，此時(shí)數(shù)顯拉力計(jì)的讀數(shù)即為電刷刷片對(duì)導(dǎo)電環(huán)
的壓力。
圖2改進(jìn)后的電刷壓力測(cè)量裝置
Fig．2 The improved device of brush pressure measurement
3 結(jié)語(yǔ)
本文提出的改進(jìn)后風(fēng)電滑環(huán)電刷壓力測(cè)量方
法不僅可以對(duì)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(jì)時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定
性。應(yīng)用此測(cè)量方法對(duì)風(fēng)電滑環(huán)進(jìn)行電刷壓力的
檢測(cè)，相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法在檢測(cè)效率和準(zhǔn)確
程度上得到了很大程度的提高。下一步將對(duì)這種
測(cè)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(shí)際工程應(yīng)用中的電刷壓力測(cè)量
問(wèn)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(cè)量方案
【j]．計(jì)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(wàn)方數(shù)據(jù)

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