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導(dǎo)電滑環(huán) slip ring(huahuan)原理

      利用導(dǎo)電部件的滑動(dòng)或滾動(dòng)接觸、靜電耦合或電磁耦合，在天線座架轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間傳遞電信號(hào)和電能的裝置。在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上有驅(qū)動(dòng)元件、測(cè)量元件和控制元件，必須從機(jī)房向它們輸送控制信號(hào)和提供電源。這就需要各種滑環(huán)組件來傳輸信號(hào)和能量。有的雷達(dá)需要轉(zhuǎn)動(dòng)連接的線路多達(dá)百條以上。滑環(huán)組件根據(jù)傳輸信號(hào)的頻率高低可分為：低頻滑環(huán)、中頻滑環(huán)和高頻轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈。滑環(huán)通常僅指前兩種。滑環(huán)組件的電性能指標(biāo)是：絕緣電阻、接觸電阻、介質(zhì)強(qiáng)度和串?dāng)_。對(duì)于中頻滑環(huán)，因?yàn)轭l率較高還要考慮屏蔽、阻抗匹配、噪聲電壓等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上首先要保證接觸可靠，保證所有的線路連續(xù)接通。因此，要求電刷所用材料的導(dǎo)電性能良好，對(duì)滑環(huán)的壓強(qiáng)要適當(dāng)，滑環(huán)的偏心和晃動(dòng)量小、耐磨性好、摩擦力矩小、便于維護(hù)。
低頻滑環(huán) 利用滑動(dòng)接觸來傳輸?shù)皖l信號(hào)和能量的滑環(huán)組件。通常的滑環(huán)有圓柱形滑環(huán)和差動(dòng)滑環(huán)兩種。圓柱形滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)又分為平環(huán)和 V形環(huán)。導(dǎo)電環(huán)的材料通常采用更耐磨的純銅材、錢幣銀和金。電刷有鈀、金合金或鍍金的線電刷以及銅石墨合成的電刷。如果滑環(huán)數(shù)目較多，圓柱形滑環(huán)由上、下兩組電刷和一個(gè)差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤組成（圖1 差動(dòng)滑環(huán)原理圖），但其軸向尺寸較大，采用差動(dòng)滑環(huán)可以顯著地減小軸向尺寸，減小體積和重量。差動(dòng)滑環(huán)由上、下兩組電刷和一個(gè)差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤組成。上電刷隨天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)，下電刷固定不動(dòng)，差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤上有上下兩組接觸片，相應(yīng)的接觸片由導(dǎo)線連接，利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)使其轉(zhuǎn)速為方位轉(zhuǎn)速的1/2。天線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),流入每一下電刷的電流，經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)盤上的一條或兩條接觸片電路，從相應(yīng)的上電刷流出，以保證固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的電路始終接通。滑動(dòng)接觸式滑環(huán)磨損的粉末可能造成環(huán)與環(huán)之間的短路。因此，從結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證便于清理，通常用組合式結(jié)構(gòu)，以便現(xiàn)場(chǎng)維修或更換組件。
中頻滑環(huán) 用來傳輸雷達(dá)中頻（幾十兆赫）信號(hào)和能量的滑環(huán)組件。這種滑環(huán)頻率較高，需要屏蔽。傳輸12兆赫以下的信號(hào)也可以使用普通的滑環(huán)。一個(gè)環(huán)接中心導(dǎo)體，一個(gè)環(huán)接電纜的外層作為屏蔽環(huán)（圖2 中頻滑環(huán)）。傳輸12兆赫以上的信號(hào)通常使用同軸線型的屏蔽式滑環(huán)。這種滑環(huán)的截面為槽形，實(shí)質(zhì)上就是矩形的同軸導(dǎo)體。還有一種電容式中頻滑環(huán)（圖3 電容式中頻滑環(huán)），中心導(dǎo)體是環(huán)狀的，用絕緣墊支撐在屏蔽層內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分之間有一間隙,互不接觸,中頻信號(hào)通過電容耦合。在天線轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有限的情況下，可以不用滑環(huán)，而用電纜卷繞裝置。
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