حلقة انزلاقية

رسم تخطيطي لمقطع عرضي لحلقات الانزلاق في محرك كهربائي. في هذا المثال، تحتوي حلقات الانزلاق على جهاز لرفع الفرشاة وقضيب تلامس منزلق، مما يسمح بتقصير دائرة حلقات الانزلاق عند عدم الحاجة إليها. يمكن استخدام هذا في بدء تشغيل محرك حثي بحلقات انزلاق، على سبيل المثال.

حلقة الانزلاق أو حلقة التجميع هي جهاز كهروميكانيكي يسمح بنقل الطاقة والإشارات الكهربائية من هيكل ثابت إلى هيكل دوار. يمكن استخدام حلقة الانزلاق في أي نظام كهروميكانيكي يتطلب الدوران أثناء نقل الطاقة أو الإشارات. فهي تُحسّن الأداء الميكانيكي، وتُبسّط تشغيل النظام، وتُزيل الأسلاك المُعرّضة للتلف والمتدلية من المفاصل المتحركة.

تُعرف هذه الحلقات أيضاً باسم الوصلات الكهربائية الدوارة ، أو الموصلات الكهربائية الدوارة ، أو المجمعات ، أو المفاصل الدوارة ، أو المفاصل الكهربائية الدوارة ، وهي شائعة الاستخدام في محركات الحلقات الانزلاقية ، والمولدات الكهربائية لأنظمة التيار المتردد ، والمولدات الكهربائية ، وفي آلات التعبئة والتغليف، وبكرات الكابلات، وتوربينات الرياح . ويمكن استخدامها على أي جسم دوار لنقل الطاقة، أو دوائر التحكم، أو الإشارات التناظرية أو الرقمية، بما في ذلك البيانات الموجودة في منارات المطارات ، والخزانات الدوارة ، والجرافات ، والتلسكوبات الراديوية ، وأنظمة القياس عن بُعد ، والمرايا الشمسية ، وعجلات فيريس .

تُعدّ حلقة الانزلاق (في مصطلحات الهندسة الكهربائية ) وسيلةً لتوصيل التيار الكهربائي عبر مجموعة دوّارة. وهي، من الناحية الرسمية، جهاز لنقل الطاقة الكهربائية يسمح بتدفق الطاقة بين جزأين دوّارين كهربائيين، كما هو الحال في المحرك .

حلقات الانزلاق في مولد الطاقة الكهرومائية : أ - فرش جرافيت ثابتة محملة بنابض، ب - حلقة تلامس فولاذية دوارة، ج - وصلات معزولة بملفات مجال المولد، د - الطرف العلوي لعمود المولد

تعبير

يتكون حلقة الانزلاق عادةً من ملامس ثابت من الجرافيت أو المعدن (فرشاة) يحتك بالقطر الخارجي لحلقة معدنية دوارة. عند دوران الحلقة المعدنية، ينتقل التيار الكهربائي أو الإشارة عبر الفرشاة الثابتة إلى الحلقة المعدنية، مُحدثًا اتصالًا كهربائيًا. تُكدس مجموعات إضافية من الحلقات/الفرش على طول محور الدوران إذا لزم الأمر أكثر من دائرة كهربائية واحدة. إما أن تكون الفرش أو الحلقات ثابتة، بينما يدور المكون الآخر. [ 1 ] [ 2 ] وقد استُخدم هذا التصميم البسيط لعقود كطريقة بدائية لتمرير التيار إلى جهاز دوار.

الأسماء والاستخدامات البديلة

تُستخدم أسماء أخرى لحلقات الانزلاق، منها حلقة التجميع، والموصل الكهربائي الدوار، وحلقة الانزلاق الكهربائية. كما يُستخدم مصطلح "المبدل" أحيانًا ؛ إلا أن المبدلات تختلف نوعًا ما، وهي مُخصصة للاستخدام في محركات ومولدات التيار المستمر. في حين أن المبدلات مُجزأة، فإن حلقات الانزلاق متصلة، ولا يُمكن استخدام المصطلحين بشكل تبادلي. غالبًا ما تُستخدم المحولات الدوارة بدلًا من حلقات الانزلاق في البيئات عالية السرعة أو منخفضة الاحتكاك. [ 3 ]

يمكن استخدام حلقة انزلاقية داخل وصلة دوارة للعمل بالتزامن مع الجهاز، والذي يُشار إليه عادةً باسم المفصل الدوار. تؤدي حلقات الانزلاق نفس وظيفة الوصلات الدوارة في نقل الطاقة الكهربائية والإشارات، كما تفعل مع السوائل. غالبًا ما تُدمج حلقات الانزلاق في الوصلات الدوارة لإرسال الطاقة والبيانات من وإلى الآلات الدوارة بالتزامن مع السوائل التي توفرها الوصلة الدوارة. [ 4 ]

تاريخ

يمكن تتبع المبدأ الأساسي لحلقات الانزلاق إلى أواخر القرن التاسع عشر، حيث استُخدمت لأول مرة في التجارب الكهربائية المبكرة وتطوير المولدات والمحركات الكهربائية. ومع ظهور الثورة الصناعية وتزايد الطلب على الطاقة الكهربائية، بدأت التقنية الكامنة وراء حلقات الانزلاق بالتطور. وأصبحت مكونات أساسية في الآلات الكهربائية واسعة النطاق، مثل التوربينات والمولدات، مما يسمح بنقل الطاقة والإشارات في الآلات التي تتطلب دوران جزء منها باستمرار. [ 5 ]

الأنواع

النوعان الأكثر شيوعًا من حلقات الانزلاق

تُصنع حلقات الانزلاق بأنواع وأحجام مختلفة؛ فعلى سبيل المثال، احتوى أحد الأجهزة المصممة لإضاءة المسرح على 100 موصل. [ 6 ] تسمح حلقة الانزلاق بدوران غير محدود للجسم المتصل بها، بينما لا يمكن لف الكابل المرتخي إلا بضع مرات قبل أن يعلق ويقيد الدوران.

حلقات انزلاق مبللة بالزئبق

تستخدم حلقات الانزلاق المبللة بالزئبق ، والمعروفة بمقاومتها المنخفضة واتصالها المستقر، مبدأً مختلفًا يستبدل فيه التلامس بالفرشاة المنزلقة ببركة من المعدن السائل المرتبط جزيئيًا بالملامسات. [ 7 ] أثناء الدوران، يحافظ المعدن السائل على الاتصال الكهربائي بين الملامسات الثابتة والدوارة. مع ذلك، قد يُشكل استخدام الزئبق مخاطر تتعلق بالسلامة في حال عدم التعامل معه بشكل صحيح، كونه مادة سامة. كما أن جهاز حلقة الانزلاق محدود بدرجة الحرارة، إذ يتجمد الزئبق عند حوالي -40  درجة مئوية. [ 8 ]

حلقات انزلاق الكعك

تتميز حلقة الانزلاق المسطحة [ 9 ] بترتيب الموصلات على قرص مسطح على شكل حلقات متحدة المركز تتمركز حول العمود الدوار. يتميز هذا التصميم بزيادة الوزن والحجم لنفس الدوائر، وزيادة السعة والتشويش المتبادل، وزيادة تآكل الفرش، وسهولة تراكم حطام التآكل على محوره الرأسي. مع ذلك، توفر الحلقة المسطحة طولًا محوريًا أقصر لعدد الدوائر، ولذا قد تكون مناسبة في بعض التطبيقات.

حلقات انزلاق لاسلكية

لا تعتمد حلقات الانزلاق اللاسلكية على طرق التلامس التقليدية القائمة على الاحتكاك، كالمعدن وفرشاة الكربون، والتي استُخدمت في حلقات الانزلاق منذ اختراعها، كما ذُكر سابقًا. بل تنقل الطاقة والبيانات لاسلكيًا عبر مجال مغناطيسي ، يتولد من الملفات الموجودة في جهاز الاستقبال الدوار وجهاز الإرسال الثابت. [ 10 ] تُعتبر حلقات الانزلاق اللاسلكية تطويرًا لحلقات الانزلاق التقليدية  ، أو بديلًا لها  ، إذ أن افتقارها للأجزاء الميكانيكية الدوارة القياسية يجعلها أكثر مقاومة في بيئات التشغيل القاسية، وتتطلب صيانة أقل. مع ذلك، فإن كمية الطاقة التي يمكن نقلها بين الملفات محدودة؛ ففي العادة، تستطيع حلقة الانزلاق التقليدية ذات التلامس نقل طاقة أكبر بكثير في نفس الحجم.

انظر أيضاً

  • جهاز فك التشابك ، وهو مكون للدراجة يسمح بدوران غير محدود لمقود الدراجة دون تشابك الكابلات

مراجع

  1. "كوبهام بي إل سي  :: الفضاء والأمن، اتصالات الفضاء، آنيماس" . Cobham.com. 13 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 27 مايو 2013. تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2011 .
  2. "كيف تعمل حلقات الانزلاق" . Uea-inc.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-09-02 .
  3. "مسرد مصطلحات حلقات الانزلاق" . بيتر لابر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-01-2013 .
  4. "تعريف الحلقة المنزلقة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-03-01 .
  5. "americansliprings" .
  6. آلان هندريكسون، كولين باكهيرست، التصميم الميكانيكي للمسرح، دار فوكال برس، 2008، رقم ISBN 0-240-80631-X، الصفحة 379 مع رسم توضيحي لحلقات الانزلاق من نوع الفطيرة والأسطوانة.
  7. "mercotac" .
  8. "أسئلة متكررة حول حلقات الانزلاق" . Moog.com. 23-06-2009 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 02-09-2011 .
  9. بيتر دبليو. فورتيسكيو، جون ستارك، غراهام سوينيرد، هندسة أنظمة المركبات الفضائية، جون وايلي وأولاده، 2003، رقم ISBN 0-470-85102-3الصفحة 521
  10. "حلقات الانزلاق | كيف تعمل حلقة الانزلاق • باور باي بروكسي" . باور باي بروكسي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-11-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-11-2016 .