集電器種類

    集電器的種類很多，測試中常用的有：拉線式、電刷式和感應(yīng)式等。前兩種是接觸式集電器，后一種是非接觸式集電器。

    拉線式集電器

    圖1拉線式集電器

    拉線式集電器的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

    在圓軸1上固定有膠木內(nèi)環(huán)2，在它的槽上鑲有集流環(huán)3，并和貼在軸上的應(yīng)變片相連接；這樣，電信號由集流環(huán)3、拉線4、絕緣板5、接線柱6，輸?shù)綔y量儀器上。拉線4靠彈簧7張緊，保證與集流環(huán)接觸良好。

    這種集電器適用于線速度比較低（≤4米/秒）、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短的情況。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工藝要求不高、接觸可靠，但磨損大，壽命低。

    電刷式集電器

    圖2電刷式集電器

    電刷式集電器可分為徑向刷式和端面刷式兩種。徑向刷式以集流環(huán)的圓周面與電刷接觸，而端面刷式以集流環(huán)的側(cè)面與電刷接觸，其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。集電器的內(nèi)環(huán)1固定在被測的旋轉(zhuǎn)軸上，其上有三個(gè)（適用于半橋測量）或四個(gè)（適用于全橋測量）集流環(huán)3，它們之間以及與內(nèi)環(huán)間互相絕緣，并且和貼在軸上的應(yīng)變片用導(dǎo)線相連接。外殼上固定有互相絕緣的電刷2，用彈簧4將電刷壓在集流環(huán)上，同時(shí)每個(gè)電刷上都有引出線。這樣，回轉(zhuǎn)軸上的電信號，就通過集流環(huán)與電刷的接觸，傳送到測量儀器上。

    徑向刷式集電器的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但接觸電阻不太穩(wěn)定，所以只適用于轉(zhuǎn)速低和精度要求不太高的情況。端面刷式集電器是靠側(cè)面接觸，接觸電阻比較穩(wěn)定，適用于轉(zhuǎn)速較高和精度要求高的情況。

    在設(shè)計(jì)集電器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

    ①集流環(huán)和電刷的材料要選擇合適，保證接觸電阻小和摩擦系數(shù)小。對于一般的集電器，集流環(huán)可用紫銅制作，電刷用石墨一銅合金制作。對予測量精度高的集電器，集流環(huán)最好用純銀或蒙乃爾合金，電刷用石墨一銀合金。

    ②每個(gè)集流環(huán)上電刷數(shù)目的多少會(huì)影響接觸電阻的大小和穩(wěn)定性，電刷數(shù)目過少工作不可靠，過多會(huì)使集電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般以對稱地配置2～4個(gè)為宜。

    ③電刷與集流環(huán)之間的接觸壓力也影響接觸電阻的大小和穩(wěn)定性，壓力過小接觸電阻大且不穩(wěn)定，過大會(huì)引起摩損發(fā)熱、降低壽命，一般壓力在60～80之間為宜。

    ④在同一集流環(huán)上各電刷的壓緊彈簧，最好應(yīng)具有各自不同的固有頻率，以保證在強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，幾個(gè)電刷不致同時(shí)彈起，能保持良好接觸。

    感應(yīng)式集電器

    圖3感應(yīng)式集電器

    感應(yīng)式集電器又稱回轉(zhuǎn)變壓器式或無觸點(diǎn)式集電器。它的工作原理是利用電磁感應(yīng)將旋轉(zhuǎn)部分的測量電信號傳到固定部分上去，免去了各種接觸點(diǎn)，所以不存在接觸電阻等問題。這種集電器的電原理圖和結(jié)構(gòu)如圖3所示。貼在被測軸上的四片應(yīng)變片接成全橋式電路；應(yīng)變儀的供橋電壓通過輸入變壓器接到電橋的輸入端A、C上，電橋的輸出信號由輸出端B、D通過輸出變壓器而輸出。變壓器的次級繞組和變壓器的初級繞組，固定在集電器的內(nèi)套筒l上與被測軸一同旋轉(zhuǎn)，變壓器的初級繞組和變壓器的次級繞組，固定在不旋轉(zhuǎn)的外殼體2上，見圖3b。變壓器的線圈繞組放在由工業(yè)純鐵制成的磁路環(huán)5、6、7和8中，線圈由漆包線繞成。和間有非磁性材料制成的屏蔽環(huán)3、4，其功用是防止兩變壓器之間互相干擾。套筒1和外殼2亦由非磁性材料制成。