مجله خبری

اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست و چگونه کار می‌کند؟

اسلیپ رینگ چیست و چگونه کار می کند؟

جهت آشنایی با این موضوع که اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، به طور ساده می‌گوییم این سازه یک ابزار الکترومکانیکی است که در انتقال جریان و سیگنال بین یک قسمت ثابت و یک قسمت متحرک استفاده می‌شود. نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور به این شکل است که به وسیله چسبیدن برس‌ها (ذغال ها) به سطح رینگ‌های فلزی، جریان الکتریکی و سیگنال را از یک ساختار ثابت به یک ساختار دوار یا برعکس منتقل می‌کند. این روند امکان انتقال جریان بین دو بخش الکتریکی دوار و ثابت را به وجود می‌آورد، در حالی که به طور هم‌زمان جلوی هر گونه اتصالی را نیز می‌گیرد.

این تکنولوژی، در انواع مختلفی از صنایع و کاربردها از جمله ماشین‌های الکتریکی، ژنراتورها، رادارها، سیستم‌های حفاظتی و غیره به کار می‌رود. هرچند که اسلیپ رینگ‌ها در عملکرد الکتریکی دستگاه‌های مختلف بسیار موثر هستند، اما معایبی نیز دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم. در ادامه به صورت کامل‌تری خواهیم گفت که اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست و انواع و اجزای سازنده آن را به همراه نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور، مورد بررسی قرار می‌دهیم.

کاربرد اسلیپ رینگ

در ابتدای بررسی اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، وظیفه آن را به صورت اتصال جریان و سیگنال‌های الکتریکی از یک ساختار ثابت به یک ساختار متحرک معرفی می‌کنند. در نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور به عنوان دستگاهی الکترومکانیکی، برای انتقال توان الکتریکی و سیگنال از یک سازه ثابت به یک سازه متحرک و اطمینان از تأمین برق و انتقال سیگنال، نیاز است تا تماس مداومی بین‌ هادی‌ها در قسمت‌های متحرک و ثابت سیستم برقرار شود. بهبود و ساده‌تر شدن عملکرد مکانیکی سیستم و همچنین حذف سیم‌های مستعد خرابی آویزان شده از مفاصل، از مزایای استفاده از این وسیله هستند.

اسلیپ رینگ، نام‌های دیگری از جمله رابط الکتریکی دورانی ، حلقه لغزان یا حلقه گردان  نیز دارد که از آن در ژنراتورهای الکتریکی AC و بسیاری دیگر از زمینه‌ها استفاده می‌کنند.

کاربرد اسلیپ رینگ

تفاوت بین اسلیپ رینگ صنعتی و اسلیپ رینگ جیوه‌ای چیست؟

از میان انواع موجود برای اسلیپ رینگ‌ها، می‌توان به مدل‌های صنعتی و جیوه‌ای اشاره کرد که در زیر تفاوت‌های آن‌ها بیان می‌شود:

جنس استفاده شده:

  • اسلیپ رینگ صنعتی از جنس‌های مختلفی مانند برنج، فسفر برنز، مس و نقره ساخته می‌شود. انتخاب جنس مطابق با نیازهای مختلف صنعتی صورت می‌گیرد.
  • اسلیپ رینگ جیوه‌ای را از جیوه می‌سازند که اتصال پایدار و مستحکمی را فراهم کرده و انتقال جریان الکتریکی را بهبود می‌بخشد.

کارایی و کاربرد:

  • اسلیپ رینگ صنعتی برای انتقال جریان‌های متفاوت از جریان زیاد تا جریان خیلی کم و حساس استفاده می‌شود که در جریان‌های زیاد از مس و در جریان‌های کم و در حد سیگنال، نوع نقره مناسب است.
  • اسلیپ رینگ جیوه‌ای برای تجهیزات با ولتاژ پایین، فرکانس بالا، ترموکوپل‌ها، کرنش‌سنج‌ها و … به کار می‌روند.

تعداد طبقات:

  • تعداد طبقات در اسلیپ رینگ صنعتی تا چندین طبقه بوده و به میزان جریان مورد نیاز برق‌رسانی بستگی دارد که ممکن است تا بیش از چهل طبقه نیز برسد.
  • به دلیل انتقال ولتاژ پایین در اسلیپ رینگ جیوه‌ای، این مدل معمولاً تعداد طبقات کمتری دارد.

برای سفارش اسلیپ رینگ، اندازه قطر داخلی شفت بسیار مهم است تا با اسلیپ رینگ سازگار و کیپ شود. همچنین هر طبقه یا رینگ، دارای یک عرض خاص است که بستگی به میزان جریان و آمپری که قرار است تحمل کند دارد. از طرفی پیچ‌ها و تسمه‌ها نیز باید با اندازه جریان منطبق شوند. به طور کلی، این جریان بسیار حیاتی بوده و تمامی اجزا، از جمله رینگ‌ها را مطابق با آن طراحی می‌کنند.

 

مشاوره رایگان

تفاوت بین اسلیپ رینگ و کموتاتور چیست؟

  • اسلیپ رینگ‌ها را در جابجایی جریان از یک بخش ثابت به بخش متحرک به کار می‌گیرند، ولی کموتاتورها در ژنراتورهای DC برای تغییر جهت جریان الکتریکی استفاده می‌شوند.
  • بیش‌ترین کاربرد رینگ‌های لغزنده در ژنراتورهای AC به عنوان حلقه‌های موازی و کموتاتورها در ژنراتورهای DC تشکیل شده از ساختارهای نیمه حلقه است.

چرا به جای کموتاتور به اسلیپ رینگ نیاز داریم؟

با اینکه هر دو این قطعه‌ها وظیفه انتقال جریان الکتریکی از بخش ثابت به متحرک را بر عهده دارند، اما اساس کار آن‌ها با هم متفاوت است. کموتاتورها جریان متناوب را به جریان مستقیم یا برعکس تبدیل می‌کنند، اما در آشنایی با مفهوم اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست باید گفت که این قطعه تنها وظیفه برقراری اتصال الکتریکی بین قطعات متحرک را انجام می‌دهد.

چرا از لغزش رینگ در موتورها استفاده می‌شود؟

با استفاده از اسلیپ رینگ در موتورها می‌توان مقاومت سیم‌ پیچ های روتور را افزایش داد که به سبب آن، تماس بین جریان روتور و جریان استاتور تقویت می‌شود. همچنین افزایش مقاومت، گشتاور بالا با جریان نسبتاً کم نیز فراهم خواهد شد. در زمان رسیدن روتور به سرعت نامی، نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور به این صورت بوده که برای برس‌ها اتصال کوتاه برقرار شده و عملکرد موتور به یک موتور القایی AC اولیه تبدیل می‌شود.

هدف دستگاه حلقه لغزشی چیست؟

همان‌طور که برای فهم موضوع اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست به آن اشاره شد، با استفاده از حلقه لغزشی تماس الکتریکی بین قطعات ثابت و قطعات متحرک پدید خواهد آمد. اسلیپ رینگ یک ‌هادی بوده که جلوی آسیب ناشی از حرکت بین قطعات را می‌گیرد.

عملکرد رینگ ‌های لغزش در ژنراتورها چیست؟

روتاری کانکتورها به عنوان دستگاه الکترومغناطیسی، جریان و سیگنال را از قطعات ثابت به قطعات متحرک انتقال می‌دهند و در ژنراتورهای AC سبب برقراری تماس الکتریکی بین برس‌ها می‌شوند. نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور این قابلیت را فراهم می‌کند که جریان بدون توجه به جهت انتقال ‌یابد؛ زیرا تغییر در سیگنال خروجی به دلیل چرخش رخ می‌دهد.

ساختار و اجزاء تشکیل دهنده اسلیپ رینگ‌ها

ساختار و اجزاء تشکیل دهنده اسلیپ رینگ‌ها

در بررسی اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، توجه به اجزای تشکیل دهنده آن ضرورت دارد. دو بخش اصلی تشکیل دهنده اسلیپ رینگ‌ها شامل برس و رینگ فلزی است. برس در این وسیله، به صورت یک سیم یا فنر ثابت بوده که معمولاً آن را از جنس گرافیت یا فلز می‌سازند. همچنین در انتهای آن قسمتی برای برقراری تماس با رینگ نصب می‌کنند.

رینگ در اسلیپ رینگ نیز جزئی دیگر است که با سرعت چرخش ثابت، باعث هدایت جریان الکتریکی از طریق برس می‌شود. البته توجه کنید که در اسلیپ رینگ‌های مختلف، با توجه به دستگاه و تعداد مدارهای الکتریکی مورد نیاز، تعداد متفاوتی از رینگ را قرار می‌دهند. چرخش رینگ فلزی، کشش برس بر قطر خارجی رینگ را پدید می‌آورد تا جریان الکتریکی یا سیگنال از آن به رینگ فلزی انتقال یابد.

می‌توانیم ترکیبی از برس و رینگ‌ها را در کنار هم و در امتداد محور اصلی چرخش ببینیم. از طرفی برای عایق‌کاری بین محور و حلقه رینگ های کپسولی ، از نایلون یا پلاستیک فنولی و در نوع صنعتی از فیبر های استخوانی کمک می‌گیرند.

انواع اسلیپ رینگها

لازم است با این مسئله که انواع اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست و هر کدام در چه زمینه‌ای کاربرد دارند، آشنا شوید:

  • اسلیپ رینگ‌های کپسولی (capsule slip ring) سیگنال‌های ترکیبی را انتقال داده و گشتاور، نویز الکتریکی و هزینه نگهداری پایینی دارند و می‌توان از آن‌ها در دوربین‌های سرعت بالا و سیستم‌های امنیتی استفاده کرد.
  • اسلیپ رینگ‌های جیوه‌ای (mercury slip ring) نسبت به سایر نمونه‌ها قابلیت اطمینان بالاتری داشته و آن را با مواد آب‌بندی و عایق‌کاری مخصوص استفاده می‌کنند. از خصوصیات آن می‌توان به مقاومت تماسی کمتر از 1 میکرو اهم و نیاز به نگهداری کم اشاره کرد.
  • اسلیپ رینگ‌های هیدرولیکی-نیوماتیکی (Pneumatic hydraulic electrical slip ring) که تا 360 درجه حین انتقال جریان یا سیگنال می‌چرخند.
  • اسلیپ رینگ‌های انکودر (encoder slip ring) که می‌توان آن‌ها را با تجهیزات دوار هیدرولیکی و نیوماتیکی ترکیب کرد و قابلیت اطمینان بالایی دارند. وجود سیم‌کشی داخلی و طراحی حفاظ مخصوص در این اسلیپ رینگ، سبب جلوگیری از خطای انکودر می‌شود.
  • اسلیپ رینگ‌های توربین بادی (Wind turbine slip ring) که از بدنه فلزی تو خالی تشکیل شده و جریان از 5 تا 60 آمپر را عبور می‌دهند.
  • اسلیپ رینگ‌های فیبر نوری (Fiber optic rotary joint) که با بهترین روش، انتقال داده در سیستم‌های دوار را انجام خواهند داد؛ به همین دلیل برای کاربردهایی با نیاز جابجایی اطلاعات زیاد یا سیگنال از یک بخش ثابت به بخش متحرک، با چرخش متناوب یا پیوسته، به کار می‌رود.
  • اسلیپ رینگ‌های فرکانس بالا (High frequency slip ring) را برای انتقال سریع داده‌ها و سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌کنند که سرعت انتقال آن تا 40 گیگاهرتز می‌رسد.
  • اسلیپ رینگ‌های سرعت بالا (High speed slip ring) که ویژگی‌هایی مثل ترمینال‌های کدگذاری شده با رنگ، ساختار فشرده و سبک‌وزن و برینگ‌های روانکاری شده دائمی را دارا هستند.
  • اسلیپ رینگ‌های برس کربنی (Carbon brush slip ring) که وزن بیشتری نسبت به انواع اسلیپ رینگ دارای برس الکترونیکی دارند و از طرفی با قیمت ارزان، امکان انتقال جریان‌های بالا را فراهم می‌کنند.
  • اسلیپ رینگ‌های مجزا (separate slip ring) که بخش رینگ‌ها و برس‌های آن، به صورت جداگانه عرضه می‌شوند تا حداکثر انعطاف‌پذیری و آزادی در هنگام نصب را فراهم کنند؛ در نتیجه برای برخی از کاربردهای خاص، با فضای نصب فشرده، مناسب هستند.

کاربرد اسلیپ رینگ ‌ها در صنایع مختلف

با درک اینکه ویژگی‌های اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، استفاده از آن در زمینه‌های بسیاری با کارایی بالا دیده می‌شود. این کاربردها مواردی مثل سیستم‌های حفاظتی، جرثقیل‌ها، رادارها، تجهیزات پزشکی، وسایل سرگرمی، اتوماسیون، تجهیزات اندازه‌گیری، رباتیک، دوربین‌های ایستاده، سانتریفیوژها و غیره را در بر می‌گیرد.

طریقه نصب اسلیپ رینگ ‌ها (روتاری کانکتور)

طریقه نصب اسلیپ رینگ ‌ها (روتاری کانکتور)

برای نصب قطعه، توجه به اینکه شکل و ساختار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، اهمیت ویژه‌‌ای دارد که راهکار نصب چند مورد را در زیر بیان کرده‌ایم:

  • اسلیپ ‌رینگ‌های کپسولی با فلنج: برای نصب اسلیپ ‌رینگ‌های کپسولی با فلنج، نیاز به پیچ و واشر داریم. وجود واشر از اسلیپ ‌رینگ در برابر نیروی زیاد محافظت می‌کند. در صورت استفاده از lock washer، باید یک واشر تخت نیز بین lock washer و فلنج قرار دهید.
  • اسلیپ ‌رینگ کپسولی بدون فلنج: نصب اسلیپ ‌رینگ کپسولی بدون فلنج، به شیوه محکم کردن روی استاتور صورت می‌گیرد. معمولاً برای این کار باید قطعه در سوراخی با قطر کمی بزرگ‌تر از قطر خارجی اسلیپ‌ رینگ جای داده شود. محکم کردن اسلیپ ‌رینگ در سوراخ، نیاز به set screw، چسب یا O-Ring دارد.
  • اسلیپ ‌رینگ‌های سوراخ‌دار: نصب اسلیپ رینگ‌های سوراخ‌دار به صورت مستقیم، روی یک شفت چرخان با یک بدنه متحرک بوده که قطر سوراخ داخلی اسلیپ ‌رینگ، اندکی بزرگ‌تر از قطر شفت است. محکم کردن قسمت چرخان اسلیپ ‌رینگ روی شفت با کمک set screw انجام می‌شود.

ملاحظات نصب و استفاده از اسلیپ رینگ‌ ها

ملاحظات نصب و استفاده از اسلیپ رینگ‌ ها

برای آن که به شیوه درست‌‌‌تری نصب اسلیپ رینگ را انجام دهید و بدون هیچ مشکلی از کارایی آن استفاده کنید، توجه به چند نکته در خصوص نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور ضروری است:

  • اگر از اسلیپ رینگ در فضای باز استفاده می‌شود، باید محفظه‌ای برای آن‌ها جهت محافظت در برابر گرد و غبار در نظر بگیرید.
  • محکم کردن سر و ته اسلیپ ‌رینگ، احتمال ناراستایی را افزایش خواهد داد.
  • قسمت متحرک اسلیپ رینگ را به گونه‌ای نصب کنید که نیروهای محوری و شعاعی وارده به برینگ‌ها به حداقل برسند؛ چرا که تحمل کافی برای نیروهای خارجی شعاعی یا محوری را ندارد.
  • حفاظت از خروجی‌های اسلیپ ‌رینگ در برابر برخورد با سطوح یا تجهیزات دیگر در حین چرخش ضروری است.
  • سیم‌کشی را به گونه‌‌ای انجام دهید که کشش سیم‌ها سبب وارد شدن نیروی جانبی به اسلیپ ‌رینگ نشود.

معایب موتور اسلیپ رینگ

  • هزینه بالا: تهیه اسلیپ رینگ معمولاً نیاز به صرف هزینه زیادی دارد.
  • هزینه تعمیر و نگهداری: در صورت هر گونه آسیب در اسلیپ رینگ، باید هزینه زیادی را برای تعمیر و نگهداری صرف کنید.
  • استهلاک بالا: سرعت استهلاک این دستگاه بالا است؛ از این رو موعد تعویض زود به زود فرا می‌رسد.
  • ابعاد بزرگ: به طور معمول ابعاد بزرگ اسلیپ رینگ، فضای بیشتری برای نصب نیاز دارد که سبب محدودیت‌هایی در این زمینه می‌شود.

 

مشاوره رایگان

جمع‌بندی

اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور ابزاری است که در انتقال جریان و سیگنال بین بخش‌های ثابت و متحرک یک دستگاه استفاده می‌شود. نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور باعث شده که آن را به طور گسترده در صنایع مختلف به کار ‌گیرند. اجزای اصلی تشکیل دهنده این وسیله، برس و رینگ فلزی بوده که به وسیله آن‌ها عملکرد قطعه فراهم می‌شود. همچنین در انواع مختلفی می‌توان این قطعه را برای کاربردهای خاص تهیه کرد. در مجموع، برای موضوع اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست، آن را به عنوان یک ابزار حیاتی در صنایع الکترونیکی می‌شناسند که امکان انتقال جریان و سیگنال در شرایط مختلف را فراهم می‌کند، با اینکه با چالش‌ها و محدودیت‌های مخصوص به خود روبرو است.

سوالات متداول

  • استفاده از اسلیپ رینگ چه مزایایی دارد؟

اسلیپ رینگ امکان انتقال جریان الکتریکی بین بخش ثابت و متحرک را به وجود می‌آورد، در حالی که به طور هم‌زمان جلوی هر گونه اتصال با سیم را می‌گیرد.

  • دلیل استفاده از اسلیپ رینگ به جای کموتاتور چیست؟

کموتاتورها جریان متناوب را به جریان مستقیم یا برعکس تبدیل می‌کنند، اما اسلیپ رینگ تنها وظیفه برقراری اتصال بین قطعات متحرک و ثابت را بر عهده دارد.

  • اسلیپ رینگ از چه اجزایی تشکیل شده و نحوه کار اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور به چه صورت است؟

دو جز اصلی در این قطعه برس و رینگ فلزی هستند که با چرخش رینگ فلزی، برس بر قطر خارجی رینگ کشیده شده تا جریان الکتریکی را از آن به رینگ فلزی انتقال دهد.

  • کدام اسلیپ رینگ از میان انواع موجود بیشترین قابلیت اطمینان را دارد؟

اسلیپ رینگ‌های جیوه‌ای (mercury slip ring) نسبت به سایر نمونه‌ها قابلیت اطمینان بالاتری داشته که آن را با مواد آب‌بندی و عایق‌کاری مخصوص استفاده می‌کنند.

  • انواع استفاده از اسلیپ رینگ یا روتاری کانکتور چیست؟

این کاربردها شامل موارد سیستم‌های حفاظتی، جرثقیل‌ها، رادارها، تجهیزات پزشکی، وسایل سرگرمی، اتوماسیون، تجهیزات اندازه‌گیری، رباتیک، دوربین‌های ایستاده، سانتریفیوژها و غیره می‌شود.

4.7/5 - (15 امتیاز)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برای امنیت ، استفاده از سرویس ریکپچای گوگل الزامی است که منوط به خط مشی رازداری و شرایط استفاده گوگل است.