風(fēng)電滑環(huán)是屬于導(dǎo)電滑環(huán)的一個(gè)子類，而導(dǎo)電滑環(huán)屬于高科技產(chǎn)品，一直以來(lái)被應(yīng)用于尖端軍事領(lǐng)域，是各種精密轉(zhuǎn)臺(tái)、離心機(jī)和慣導(dǎo)設(shè)備的關(guān)鍵器件。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，民用領(lǐng)域也越來(lái)越多的涉足使用此類產(chǎn)品，用于工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)控制中。在國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家，該類產(chǎn)品已逐漸由軍用產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為民用產(chǎn)品，近幾年已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于安防、工廠自動(dòng)化、電力、金融、儀表、航空、軍事、運(yùn)輸、建筑等機(jī)電設(shè)備上。

   風(fēng)電滑環(huán)的工作過(guò)程中, 其主要參數(shù)的變化會(huì)與其工作穩(wěn)定性、可靠性及壽命有很大的關(guān)系，有時(shí)候會(huì)有很大的影響。接下來(lái)我們主要說(shuō)說(shuō)導(dǎo)電滑環(huán)(高清滑環(huán))在工作過(guò)程中的一些極其重要的的參數(shù), 并給出了了其檢測(cè)方法, 對(duì)于檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的一些不合格數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以及對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行了說(shuō)明，并給出了相應(yīng)的處理措施。 那什么是導(dǎo)電滑環(huán)呢？導(dǎo)電滑環(huán)組件是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)間的信號(hào)、電流傳遞的精密輸電裝置。
   一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電滑環(huán)組件由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：滑環(huán)體、電刷架組件、組合支架、向心球軸承、軸承端蓋等等。在滑環(huán)體表面往往鍍上多層貴金屬。以減小電阻，電刷采用貴金屬合金絲加工成型,主要靠電刷絲的彈性壓力與環(huán)槽滑動(dòng)接觸，借以來(lái)傳遞信號(hào)及電流。導(dǎo)電滑環(huán)組件使用可靠, 性能穩(wěn)定, 具有精度高、電流大、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、環(huán)道多、壽命長(zhǎng)且安裝方便, 因此會(huì)適合各種地理環(huán)境等特點(diǎn)。產(chǎn)品廣泛用于海、陸、空、天領(lǐng)域的的旋轉(zhuǎn)設(shè)備等以及其它民用場(chǎng)合，如高清，云臺(tái)，旋轉(zhuǎn)門，娛樂(lè)設(shè)施等。
  目前國(guó)際上采用的滑環(huán)技術(shù)分為以下三種：
1、復(fù)合電刷塊技術(shù)，一般采用碳刷，銅刷，銀/石墨/二硫化鉬的刷塊等形式。
2、采用貴金屬合金單絲，如AuNi9等。
3、纖刷技術(shù)，纖刷是指一種特殊的滑行電氣接觸設(shè)計(jì)。
    纖刷簡(jiǎn)單的說(shuō)就是將單獨(dú)的金屬纖絲（線）進(jìn)行校準(zhǔn)并裝進(jìn)一個(gè)金屬管里。在這個(gè)懸臂設(shè)計(jì)中，纖刷束的散狀的，無(wú)束縛的一端依附在環(huán)道表面的槽里。
    為什么要選擇滑環(huán)？在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械部分360度無(wú)限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)線需連接到旋轉(zhuǎn)部件上去，電氣工程師就會(huì)遇到導(dǎo)線纏繞問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候，他需要一個(gè)電旋轉(zhuǎn)連接器，俗稱電滑環(huán)來(lái)傳輸動(dòng)力和信號(hào)的旋轉(zhuǎn)連接。
   電滑環(huán)所用電刷表面采用鍍金貴金屬材料。為了使電刷與導(dǎo)電環(huán)間性能達(dá)到最佳的狀態(tài)，這跟使用環(huán)境，所配套的設(shè)備，技術(shù)要求有緊密的關(guān)鏈關(guān)系。 我們知道，在與整個(gè)滑環(huán)或集電環(huán)的滑動(dòng)接觸中，電刷至少起著兩方面重要作用：一、傳輸電流和信號(hào)；二、動(dòng)力源或信號(hào)源換向。對(duì)電刷的工作性質(zhì)要求，不僅要求電刷有良好的導(dǎo)電性能，而且還要求電刷具有良好的換向性能以及良好的潤(rùn)滑性、穩(wěn)定性和耐熱、耐弧、耐磨等特點(diǎn)。但這些特性相互間又產(chǎn)生矛盾，沒(méi)有任何一種電刷能全部具備上述優(yōu)良特性。
   因而，電刷的選擇需具備較深材料學(xué)、機(jī)械力學(xué)和電子等學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用，所以在選型時(shí)必須綜合考慮到導(dǎo)電滑環(huán)性能和環(huán)境條件，對(duì)照電刷的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能選擇相應(yīng)的電刷，再經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)、測(cè)試掌握其每種材料的物理特性和技術(shù)參數(shù)后才能對(duì)其實(shí)際運(yùn)行才能選出較理想的電刷。
   基于工作實(shí)踐，應(yīng)把握以下幾點(diǎn)：
1、從直觀來(lái)看，電刷應(yīng)當(dāng)?shù)菇堑皿w、規(guī)格適當(dāng)、結(jié)構(gòu)規(guī)范、導(dǎo)線的截面和長(zhǎng)度符合要求，沒(méi)有松動(dòng)、脫落、破損、掉邊、掉角、卡箍等現(xiàn)象。
2、從使用來(lái)看，電刷使用性能良好的標(biāo)志主要有以下幾種情況：
（1）使用壽命長(zhǎng)，耐磨。
（2）能適應(yīng)規(guī)定電壓，電流的通過(guò)，不產(chǎn)生火花。
（3）電刷運(yùn)行時(shí)，不過(guò)熱，噪音小，裝配可靠，不破損。
（4）運(yùn)行過(guò)程中，能夠在換向器或集電環(huán)表面較快地形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。
3、嘉馳機(jī)電通過(guò)當(dāng)前最精密測(cè)量?jī)x器對(duì)電刷配套產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。從技術(shù)層面看，電刷應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家部頒標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)儀器可對(duì)電刷按照《電刷技術(shù)性能表》所要求的性能進(jìn)行檢測(cè)。如電刷的電阻率、洛氏硬度、體積密度、電流密度、接觸電壓降、摩擦系數(shù)、50小時(shí)磨損、允許圓周速度、單位壓力，甚至金屬含量的大小等等。這些參數(shù)直接關(guān)系產(chǎn)品是否可靠。
4、電刷及導(dǎo)電環(huán)所用材料要可靠，選擇鍍金廠商必須是具備相應(yīng)資質(zhì)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)廠家，鍍工藝成熟程度不一樣，所生產(chǎn)出來(lái)的電刷也會(huì)不一樣。
5、電刷與導(dǎo)電環(huán)表面必較保證干凈，以免破壞產(chǎn)品在測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。
6、保證電刷與導(dǎo)電環(huán)表面角度，最好可調(diào)控，以觀測(cè)其產(chǎn)品穩(wěn)定性及使用壽命。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命一般可以達(dá)到20年。但大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)的質(zhì)保范圍只是風(fēng)力發(fā)電機(jī)整個(gè)運(yùn)行壽命最初的兩到五年。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的老化，未必所有的風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主都做好了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)的準(zhǔn)備。其中部分情況是缺乏維護(hù)工作所需的技術(shù)人員。況且即使配備了滿足風(fēng)電場(chǎng)日常維修要求的技術(shù)人員，計(jì)劃外的維護(hù)還是會(huì)明顯影響到風(fēng)電場(chǎng)的收入。風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主、工程師、技術(shù)人員和風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商可以通過(guò)這樣一種方法來(lái)降低計(jì)劃外維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，即考慮采用那些維護(hù)要求低的、甚至能提前告知何時(shí)會(huì)失效的部件。聽(tīng)上去有些不切實(shí)際，但事實(shí)并非如此。纖維刷滑環(huán)就是這樣一種產(chǎn)品。盡管在總成本和風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中只是微不足道的一小部分，但滑環(huán)對(duì)運(yùn)行起著關(guān)鍵作用?；h(huán)安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙罩中，通常用于提供變槳功率和控制所需的電氣信號(hào)和能量。滑環(huán)通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的接口輸送電功率和信號(hào)。滑環(huán)的工作原理：滑動(dòng)觸點(diǎn)通過(guò)滑環(huán)總成里的旋轉(zhuǎn)接口傳輸電氣信號(hào)和能量。電刷（或接觸電刷）在旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)上滑動(dòng)，并在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中保持不間斷接觸。這就是說(shuō)，為確保正確無(wú)誤的電氣信號(hào)傳輸，靜止的的電刷和旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)之間需要有“金屬間的接觸”。纖維刷滑環(huán)能夠?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)業(yè)主提供至少1億轉(zhuǎn)次的工作壽命而無(wú)需維護(hù)，這意味著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)20年的工作壽命中技術(shù)人員可能僅需拆換滑環(huán)一次。但并不是所有的滑環(huán)都能達(dá)到這個(gè)要求。實(shí)際上，要了解滑環(huán)總成的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)才能評(píng)估它們的維護(hù)需求。
    市場(chǎng)上約有10%的風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑環(huán)是纖維刷滑環(huán)，這種滑環(huán)只需要很少量的維護(hù)。大部分（約60％）滑環(huán)是由復(fù)合金屬電刷制成，一般是金屬和石墨燒結(jié)而成的導(dǎo)電塊。即使這種復(fù)合金屬刷滑環(huán)如其制造商所聲稱的具備高達(dá)7500萬(wàn)轉(zhuǎn)次的工作壽命，它們也需要頻繁的維護(hù)。剩余30％的風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑環(huán)采用單線貴金屬電刷（通常由黃金制成）。復(fù)合金屬電刷滑環(huán)和單線電刷滑環(huán)所需的維護(hù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于纖維刷滑環(huán)。
    原因在于：復(fù)合電刷的設(shè)計(jì)即是優(yōu)先磨損電刷以避免滑環(huán)磨損，且需要足夠長(zhǎng)的電刷才能最大限度地延長(zhǎng)電刷更換周期。在大功率及／或高可靠性滑環(huán)應(yīng)用中，這種材料面臨三方面的挑戰(zhàn)：
1）運(yùn)行中產(chǎn)生的磨屑有導(dǎo)電性、研磨性、呈粉末狀，需定期清理；
2）這種電刷材料對(duì)濕度十分敏感，若相對(duì)濕度低于15％或高于85％，會(huì)造成其磨損不均；
3）當(dāng)用于信號(hào)級(jí)電路時(shí)，這些復(fù)合電刷會(huì)占據(jù)大量空間。
    單刷金屬電刷滑環(huán)相比復(fù)合電刷設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，首先在于磨屑較少，另外則是用于信號(hào)電路時(shí)容量更高。但單線金屬電刷系統(tǒng)也存在缺點(diǎn)：
1）單刷相對(duì)較小的尺寸導(dǎo)致載流能力有限；
2）比如：大部分黃金與黃金間的觸點(diǎn)需要潤(rùn)滑，而始終保持充分的潤(rùn)滑十分困難。
   目前市場(chǎng)中開(kāi)始出現(xiàn)動(dòng)力電路采用石墨／金屬電刷、信號(hào)電路采用黃金單絲電刷的滑環(huán)設(shè)計(jì)。在滑環(huán)總成轉(zhuǎn)數(shù)要求低的應(yīng)用中，這種“混合使用”能夠達(dá)到可接受的結(jié)果。但是在同一總成中混用“石墨／金屬”和“黃金接觸黃金”的電刷會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行不可靠。石墨／金屬磨屑會(huì)污染金信號(hào)觸點(diǎn)，并產(chǎn)生研磨性金屬粉，尤其是存在會(huì)導(dǎo)致信號(hào)電路過(guò)早失效的觸點(diǎn)潤(rùn)滑油的時(shí)候。
   纖維刷的設(shè)計(jì)是將多條金屬纖維絲捆扎成致密的多纖維“刷子”。一般情況下，這些纖維是與單線設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)馁F金屬材料，且電刷運(yùn)行所在的滑環(huán)也外鍍貴金屬。貴金屬的使用防止了觸點(diǎn)上產(chǎn)生氧化物和覆蓋層，同時(shí)確保了極小的接觸力。接觸力小降低了磨損速度，因而電刷產(chǎn)生的磨屑幾乎可以忽略。而且多條金屬纖維能夠提供優(yōu)良的導(dǎo)電性和很高的電流密度，工程師可以將纖維刷用于動(dòng)力和信號(hào)兩種電路。
   將復(fù)合金屬電刷滑環(huán)和單刷金滑環(huán)更換為纖維刷滑環(huán)十分簡(jiǎn)單。但是一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)業(yè)主對(duì)于是否用纖維刷滑環(huán)代替現(xiàn)有的滑環(huán)技術(shù)猶豫不決，這是因?yàn)樗麄儜延?ldquo;嘗試新技術(shù)要承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)”的想法。對(duì)于仔細(xì)考查過(guò)纖維刷滑環(huán)技術(shù)的人而言，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)選擇一種幾乎不用維護(hù)的部件，實(shí)際上就已經(jīng)消除了風(fēng)險(xiǎn)也不需要進(jìn)行維護(hù)。
   比如，纖維刷觸點(diǎn)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙內(nèi)環(huán)境的敏感度遠(yuǎn)低于其它滑環(huán)觸點(diǎn)技術(shù)。保護(hù)這些纖維刷滑環(huán)的防護(hù)外殼符合包括IP65（屬于保護(hù)設(shè)備防水防塵的標(biāo)準(zhǔn)）在內(nèi)的各種標(biāo)準(zhǔn)。而且由于纖維刷觸點(diǎn)不需要潤(rùn)滑，它們對(duì)低溫和高溫的承受能力都很強(qiáng)。纖維刷設(shè)計(jì)已經(jīng)證明能夠適應(yīng)低至–55°C和高達(dá)＋80°C的溫度。而且纖維刷還能夠在0％到100％的相對(duì)濕度（RH）下運(yùn)行。相比之下，復(fù)合電刷要求濕度在15％到85％之間才能可靠運(yùn)行。
    許多風(fēng)電行業(yè)的相關(guān)人士知道很多部件存在可靠性問(wèn)題。而且現(xiàn)在對(duì)運(yùn)行中導(dǎo)致部件故障的原因也有了更深刻的認(rèn)識(shí)。但是滑環(huán)技術(shù)（包括纖維刷滑環(huán)在內(nèi)）盡管有先進(jìn)的設(shè)計(jì)和性能，依然被許多風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主所忽視。
   最初，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商使用的是能在觸點(diǎn)產(chǎn)生金屬、石墨磨屑的復(fù)合電刷。為解決復(fù)合觸點(diǎn)產(chǎn)生的金屬粉末和磨屑，制造商轉(zhuǎn)而采用黃金觸點(diǎn)。纖維刷滑環(huán)在這些設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上做出了改進(jìn)。但在許多情況下，風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主仍然沿用老式的滑環(huán)更換，甚至需要一年一換。他們?nèi)匀粡脑瓘S購(gòu)買相同的設(shè)備。而這種做法又延續(xù)了一個(gè)不必要的維護(hù)和更換周期。
實(shí)際上，如果作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)定期計(jì)劃維護(hù)的一項(xiàng)要求，將滑環(huán)更換為免維護(hù)的纖維刷技術(shù)只需30分鐘即可完成。對(duì)于擁有、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的人來(lái)說(shuō)，纖維刷技術(shù)意味著減少了風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行時(shí)間的一個(gè)計(jì)劃外維護(hù)問(wèn)題。
    滑環(huán)(高清滑環(huán))最重要的2個(gè)技術(shù)參數(shù)分別為動(dòng)態(tài)接觸電阻和環(huán)路間的絕緣電阻。下面就2個(gè)主要的技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)方法加以詳細(xì)的說(shuō)明。 風(fēng)電滑環(huán)的動(dòng)態(tài)接觸電阻怎么檢測(cè)？
    風(fēng)電滑環(huán)滑環(huán)動(dòng)態(tài)接觸電阻，就是同一環(huán)路電刷線與環(huán)引線之間的電阻。前提是滑環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)方法如下：將被測(cè)滑環(huán)安裝于檢測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)上, 通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，這樣滑環(huán)在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下。用微歐微伏表來(lái)檢測(cè)環(huán)路動(dòng)態(tài)接觸電阻值。電刷引線并聯(lián)焊接一處，被測(cè)滑環(huán)的環(huán)引線全部并聯(lián)焊接一處,被測(cè)環(huán)路的電刷引線為一檢測(cè)端, 其余并聯(lián)的電刷引線為一端,用微歐微伏表的“mΩ 輸入四芯電纜線”連接兩檢測(cè)端, 這樣就檢測(cè)到當(dāng)前動(dòng)態(tài)接觸電阻值了。 風(fēng)電滑環(huán)滑環(huán)絕緣電阻怎么檢測(cè)?
   絕緣電阻，就是在一定的電壓下各環(huán)路之間的絕緣電阻。可用500 V左右的兆歐表檢測(cè), 方法如下：焊接一處。把其中被測(cè)環(huán)路的環(huán)引線視為一檢測(cè)端, 將其余并聯(lián)的環(huán)引線視為另一檢測(cè)端, 用500 V左右兆歐表則可測(cè)得當(dāng)前電阻值。這樣就檢測(cè)到當(dāng)前絕緣電阻值了。