滑環(huán)與碳刷工作原理

在我們現(xiàn)實(shí)的生活當(dāng)中，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的持續(xù)性供電是一個(gè)關(guān)鍵性的問題，這在前邊的文章當(dāng)中我們已經(jīng)詳細(xì)的為廣大的讀者朋友們介紹過了，那么為了能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的一種目的，很多工程師經(jīng)過長年累月的研究發(fā)現(xiàn)，電刷和滑環(huán)都是能夠?qū)崿F(xiàn)這樣技術(shù)的關(guān)鍵零件。那么為了能夠讓特殊的場合下使用的旋轉(zhuǎn)電器能夠持續(xù)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，很多時(shí)候我們會(huì)在一些電器上裝載電刷來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)時(shí)持續(xù)供電的功能，而有的時(shí)候我們會(huì)在電器上裝載滑環(huán)來解決持續(xù)供電的問題，那么兩者之間的工作原理到底有什么區(qū)別呢？

根據(jù)滑環(huán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可分為碳刷滑環(huán)和電刷滑環(huán)，碳刷滑環(huán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)是采用碳刷與銅環(huán)接觸，而電刷滑環(huán)采用的是電刷絲接觸。碳刷滑環(huán)主要是應(yīng)用于過電流比較大的領(lǐng)域，電刷滑環(huán)相對(duì)體積小很多，傳輸介質(zhì)更廣、傳輸結(jié)構(gòu)更加精密、傳輸方式更靈活、傳輸效果更加精細(xì)。主要應(yīng)用于現(xiàn)代精密機(jī)械部件。那么今天接下來要將的是滑環(huán)是碳刷原作原理。首先我們來了解下滑環(huán)和碳刷是什么？

這里的滑環(huán)當(dāng)然指的是傳統(tǒng)的碳刷滑環(huán)，也叫集電環(huán)。集電環(huán)的材質(zhì)要求機(jī)械強(qiáng)度大，并是電的良導(dǎo)體，還要具有耐腐蝕性，在與電刷滑動(dòng)接觸時(shí)，必須具備耐磨性和穩(wěn)定的滑動(dòng)接觸特性。

碳刷也叫電刷，作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。碳刷在產(chǎn)品應(yīng)用材質(zhì)主要有石墨，浸脂石墨，金屬（含銅，銀）石墨。它一般是純碳加凝固劑制成，外型一般是方塊如下圖。1）使用壽命長并不磨損換向器或集電環(huán)。2）具有良好的換向和集流性能，使火花抑制在允許的范圍內(nèi)，并且能量損耗小。3）電刷運(yùn)行時(shí)，不過熱，噪音小，不破損。

了解了什么是滑環(huán)和碳刷之后，接下來我們就來分析滑環(huán)與碳刷的工作原理。其實(shí)工作原理跟普通的滑環(huán)的類似，它這里主要采用的是碳刷緊靠銅環(huán)的技術(shù)，利用碳刷在電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)或其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間傳遞能量或信號(hào)。將外部電流（勵(lì)磁電流）通過碳刷而加到轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子上（輸入電流）;將大軸上的靜電荷經(jīng)過電刷引入大地（接地電刷）（輸出電流）;將大軸（地）引至保護(hù)裝置供轉(zhuǎn)子接地保護(hù)及測量轉(zhuǎn)子正負(fù)對(duì)地電壓;改變電流方向（在整流子電機(jī)中，電刷還起著換向作用）。換向器由電刷和換向環(huán)組成，由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷始終與換向環(huán)進(jìn)行摩擦，且在換向的瞬間還會(huì)產(chǎn)生電火花灼蝕，所以電刷是直流電機(jī)里的易損件。

電刷，可以說在諸多的宣傳電器和設(shè)備當(dāng)中，電刷使用的頻率是最高的，因?yàn)檫@種零部件也是最先研制出來的，所以市場的占有率很高。電刷的使用原理非常簡單，大家可以認(rèn)為這是一個(gè)可以不斷旋轉(zhuǎn)的鉆頭，鉆頭下邊有諸多的觸角，每一個(gè)觸角都鏈接著一個(gè)通電的元件，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)起來之后，鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)觸角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而讓觸角從一個(gè)元件身上轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)元件身上，由于旋轉(zhuǎn)速度比較快，所以可以實(shí)現(xiàn)不間斷的供電能力，這也是電刷實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備持續(xù)供電的關(guān)鍵。但是由于這種長期使用的設(shè)備上的零件會(huì)經(jīng)過大量的磨損，所以必須經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行零部件的更換，否則將會(huì)造成一定的使用風(fēng)險(xiǎn)。

而滑環(huán)的工作原理其實(shí)與電刷是相反的，也就是說在裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的過程當(dāng)中，電子元件隨著電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，然后每一個(gè)元件都會(huì)在不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)過程當(dāng)中與上邊的通電設(shè)備進(jìn)行鏈接，從而形成連續(xù)不間斷的供電目的，不過由于滑環(huán)在制作的工藝方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過于同級(jí)別的電刷，尤其是在制作時(shí)能夠采用多種物料進(jìn)行合成，所以在耐磨度方面要相較于電刷強(qiáng)上很多，這讓使用過程當(dāng)中產(chǎn)生的費(fèi)用大大的降低了不少，所以現(xiàn)如今使用滑環(huán)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)功能的產(chǎn)品越來越多。

終上所述，在現(xiàn)如今的社會(huì)當(dāng)中，每一個(gè)電刷和滑環(huán)都肩負(fù)著人們生活當(dāng)中的安全守衛(wèi)者的身份，因?yàn)橛兴鼈兊拇嬖冢覀兊纳畈胖饾u的變的更加的便捷和美麗。而相信未來隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，它們的能力也將會(huì)越來越強(qiáng)，最終造福整個(gè)社會(huì)。