水银滑环/镓合金滑环异常发热原因与应对方式

2023-05-11

液体导电滑环工作原理:液体导电滑环是以液体金属为导电介质,依靠液体金属的流动性连接定子和转子,从而保证在不停旋转的状态下持续而稳定的提供电流讯号。目前市面上能用的液体金属只有水银和镓合金,以这两种液体金属作为导电介质制作出来的导电滑环叫水银滑环和镓合金滑环。如下图

液体导电滑环工作原理.jpg


发热原理:1.电阻在电流通过时会产生热量。2.电流不变情况下电阻越大产生热量越多,电阻不变的情况下电流越大产生热量越多。3.相同材质下接触面积越小电阻越大。


发热原因:从液体导电滑环工作原理和发热原理可以看出,滑环异常发热是由电阻增加和使用电流大于滑环本身可承受电流导致,可分为3大类。

1.内部导电介质密封不好导致导电介质减少,从而减小了接触面积,这类问题可以归纳为密封技术差导致。

2.型号选择不当,实际电流大于滑环本身可承受电流,或者厂家虚标滑环可承受电流。

3.安装过不合理,增加了电阻或减小了接触面积。


一、密封因素(滑环寿命的核心)


为什么容易发热:水银滑环的导电介质为水银,水银不仅具有流动性,同时具有遇热膨胀和挥发的特性。而镓合金滑环中的镓合金不仅具有水银的特性,同时具有遇热加速氧化的特性,氧化后变成黑色粉末导电能力下降。不管是膨胀、挥发,还是氧化,其本质上都是导电介质的减少,导电介质的减少企业在恒流的状态下滑环就会异常发热。导电介质的这些特性就要求了对其密封水平要求较高,密封水平越好滑环的本身寿命就越长。密封水平越差不管外部采取任何措施也只是减缓滑环坏的速度,本质上提升不了多少滑环的寿命。这也是目前市面上其它厂家生产的水银滑环寿命普遍只有3~6月的主要原因。


应对方式:密封问题是生产厂家要做的改善,这也是厂家技术实力的综合体现。我公司在3个方向进行了改善:

1.增加滑环内部结构的紧凑性,使内部空间更小那么空气就更少。空气越少越不容易氧化,越难膨胀和挥发。

2.增加密封层,使饱和度持续时间更长。我公司常规液体滑环采用2层密封,复杂环境下用的采用3层密封。不仅对导电介质泄露具有更好的效果,内部空气和外部空气的对流大幅度降低,起到防止挥发造成的导电介质减少,防外界少量蒸汽进入内部对滑环的破坏,安全性也更好。

3.采用更加耐磨材质,同时提高加工精度。更高的加工精度可预防在抱死阶段的错位,耐磨材质可提升密封的持久性。我公司生产的液体导电滑环均采用当下全球最好的材质。


用户如何查看厂家的密封水平:从外观上用户是无法看出各个厂家生产的滑环密封技术水平,但从密封问题滑环发热原因可以看出,我们只需要查看在稳定电流的情况下滑环能保持的时间,这个时间就是导电介质密封寿命,也是液体导电滑环的本质寿命。

如下图我公司的一款测试记录(1亿转+相当于机械在24小时工作200转/分钟下可用1年以上)

注:用户在购买前应查看厂家是否有实验记录,如果没有谨慎购买。


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原因二:型号选择不对导致


发热原因:

1.当实际使用电流大于滑环本身可承受的电流时,那么单位时间产生的热量就会增加,刺激内部导电介质加速减少,加速导电滑环寿命的降低。

2.将不具备防雾气型号滑环处于大量雾气环境中,尤其是雾气含有酸碱盐,很容易导致内部出现结晶甚至短路。


应对方式在选择型号的时候应选择滑环可承受长期使用电流大于实际使用电流的型号,如有大量雾气应选择能防雾气型号。


注:同一款型号并不是导电介质注入越多越好,注入过多容易引起室内重金属浓度过高,易引起健康问题。


原因三:安装因素导致


打火花:安装过程中定子或者转子端没有锁死,或者机器震动导致螺母松动,均会导致因接触不良。接触不良导致电阻增大,产生的热量通过螺柱传到内部塑料件,当螺柱温度超过65度很容易导致内部塑料件变形滑环很快坏掉。这种原因往往会在螺柱上留有整圈的发黑部位,例如下图转子端没有锁死产生的现象。

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连接部位有氧化:尤其是大电流导电滑环,连接导电滑环处如果有氧化那么此处电阻增大,工作中就会产生热量。如果产生的热量使得螺柱温度超过65℃滑环内部很容易被破坏,滑环很快坏掉。如果温度不超过65℃,但是也会导致内部导电介质加速减少或者氧化,滑环的寿命也会缩短。


应对方式:为了避免安装问题引起的发热导致滑环很快坏掉,用户应详细查看厂家提供的使用说明书


如您在使用滑环中不存在以上问题,或者不太清楚如何检查问题,可以联系我们详细咨询,电话18016305219



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