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Qu'est-ce qu'une bague collectrice?

Une bague collectrice est un dispositif électromécanique qui, en combinaison avec des brosses, permet la transmission de puissance et de signaux électriques d'une structure fixe à une structure rotative. Également appelée joint électrique rotatif, collecteur ou pivot électrique, une bague collectrice peut être utilisée dans tout système électromécanique qui nécessite une rotation non restreinte, intermittente ou continue tout en transmettant des signaux et / ou des données de puissance, analogiques, numériques ou RF. Il peut améliorer les performances mécaniques, simplifier le fonctionnement du système et éliminer les fils sujets aux dommages qui pendent des joints mobiles.

Alors que l'objectif principal de la bague collectrice est de transmettre de la puissance et des signaux électriques, les dimensions physiques, l'environnement de fonctionnement, les vitesses de rotation et les contraintes économiques affectent souvent le type d'emballage à utiliser.

Les exigences et les objectifs de coût du client sont des éléments essentiels pour orienter les décisions menant au développement d'une conception réussie de bague collectrice. Les quatre éléments clés sont:

■ spécifications électriques

■ emballage mécanique

■ environnement d'exploitation

■ coût

Spécifications électriques

Les bagues collectrices sont utilisées pour transmettre la puissance, les signaux analogiques, RF et les données via une unité rotative. Le nombre de circuits, les types de signaux et les exigences d'immunité au bruit électrique du système jouent un rôle important dans la détermination des contraintes de conception physique imposées à la conception de la bague collectrice. Les circuits à forte puissance, par exemple, nécessitent des chemins conducteurs plus grands et un espacement plus grand entre les chemins pour augmenter la rigidité diélectrique. Les circuits analogiques et de données, bien que physiquement plus étroits que les circuits de puissance, nécessitent également des précautions dans leur conception pour minimiser les effets de diaphonie ou d'interférences entre les chemins de signaux. Pour les applications à faible vitesse et à faible courant, un système de contact brosse / anneau or sur or peut être utilisé. Cette combinaison produit les plus petites configurations d'emballage, comme indiqué dans les bagues collectrices de capsule compacte AOOD. Pour des besoins de vitesse et de courant plus élevés, l'incorporation de brosses en graphite d'argent composite et d'anneaux en argent est utilisée. Ces assemblages nécessitent normalement des tailles d'emballage plus grandes et sont représentés sous des bagues collectrices à passage traversant. En utilisant l'une ou l'autre méthode, la plupart des circuits à bagues collectrices présentent des changements de résistance de contact dynamique d'environ 10 milliohms.

Emballage mécanique

Les considérations d'emballage lors de la conception d'une bague collectrice ne sont souvent pas aussi simples que les exigences électriques. De nombreux modèles de bagues collectrices nécessitent un câblage et un arbre ou support d'installation pour passer à travers la bague collectrice. Ces exigences dictent souvent les dimensions du diamètre intérieur de l'unité. AOOD propose une variété d'assemblages de bagues collectrices à alésage traversant. D'autres conceptions exigent qu'une bague collectrice soit extrêmement petite du point de vue du diamètre ou du point de vue de la hauteur. Dans d'autres cas, l'espace disponible pour la bague collectrice est limité, nécessitant que les composants de la bague collectrice soient fournis séparément, ou que la bague collectrice soit intégrée à un moteur, un capteur de position, un joint rotatif à fibre optique ou un joint rotatif RF dans un boîtier intégré . Basé sur des technologies de bagues collectrices sophistiquées, AOOD permet de répondre à toutes ces exigences complexes dans un système complet de bagues collectrices compact.

Environnement d'exploitation

L'environnement dans lequel la bague collectrice doit fonctionner a une influence sur la conception de la bague collectrice à bien des égards. La vitesse de rotation, la température, la pression, l'humidité, les chocs et les vibrations et l'exposition à des matériaux corrosifs ont un impact sur la sélection des roulements, la sélection des matériaux extérieurs, les supports de bride et même les choix de câblage. Comme pratique courante, AOOD utilise un boîtier en aluminium léger pour sa bague collectrice emballée. Le boîtier en acier inoxydable est plus lourd, mais il est nécessaire pour les environnements marins, sous-marins, corrosifs et autres.

Comment spécifier une bague collectrice

Les bagues collectrices font toujours partie d'un mécanisme plus grand avec un besoin de faire passer des circuits d'alimentation électrique et de signal spécifiques à travers une surface rotative. Le mécanisme dont fait partie la bague collectrice fonctionne dans un environnement tel qu'un avion ou un système d'antenne radar. Par conséquent, pour créer une conception de bague collectrice qui réussira son application, trois critères doivent être satisfaits:

1. Dimensions physiques, y compris la disposition des accessoires et les éléments de décotation

2. Description des circuits requis, y compris le courant et la tension maximum

3. Environnement d'exploitation, y compris la température, l'humidité, les exigences de brouillard salin, les chocs, les vibrations

Les exigences plus détaillées des bagues collectrices comprennent:

■ Résistance maximale entre le rotor et le stator

■ Isolation entre circuits

■ Isolation des sources EMI à l'extérieur du boîtier de bague collectrice

■ Couple de démarrage et de fonctionnement

■ Poids

■ Descriptions des circuits de données

Les caractéristiques supplémentaires communes qui peuvent être incorporées dans un assemblage de bague collectrice comprennent:

■ Connecteurs

■ Résolveur

■ Encodeur

■ Raccords rotatifs fluides

■ Unions rotatives coaxiales

■ Joints rotatifs à fibre optique

AOOD vous aidera à spécifier votre besoin de bague collectrice et à sélectionner le modèle optimal pour vos exigences de conception.