Кіріспе
Электромеханикалық құрылғы
Жылжымалы сақина – электр қуаты мен электр сигналдарын стационарлық құрылымнан айналатын құрылымға беруге мүмкіндік беретін электромеханикалық құрылғы. Жылжымалы сақинаны күш немесе сигналдарды беру кезінде айналуды қажет ететін кез келген электрмеханикалық жүйеде қолдануға болады. Ол механикалық өнімділікті жақсартады, жүйенің жұмысын жеңілдетеді және қозғалмалы буындардан ілініп тұрған, зақымдануға бейім сымдарды жояды. Бұлар ротациялық электр интерфейстері, айналмалы электр жалғаулары, коллекторлар, айналмалы немесе электрлік ротациялық буындар деп те аталады. Бұл сақиналар көбінесе жылжымалы сақиналы моторларда, ауыспалы ток (AC) жүйелері мен генераторлары үшін электр генераторларында, сондай-ақ қаптама машиналарында, кабель катушкаларында және жел турбиналарында кездеседі. Оларды кез келген айналатын объектіде қуатты, басқару схемаларын немесе аналогты немесе цифрлық сигналдарды, соның ішінде аэродром маяктарында, айналатын резервуарларда, экскаваторларда, радиотелескоптарда, телеметриялық жүйелерде, гелиостаттарда немесе атракцион дөңгелектерінде кездесетін деректерді беру үшін пайдалануға болады. Жылжымалы сақина (электр техникасы терминдерінде) – айналатын құралым арқылы электр байланысын жасау әдісі. Формальды түрде, бұл электр энергиясын беруге арналған құрылғы, ол мотор сияқты екі электрлік айналатын бөліктер арасында энергия ағынын қамтамасыз етеді.
Құрамы
Әдетте, сырғанақ айналатын металл сақинаның сыртқы диаметріне сүртетін стационарлық графит немесе металл контакттан (шүберек) тұрады. Металл сақина айналғанда, электр тогы немесе сигнал стационарлық шүберек арқылы металл сақинаға жеткізіледі, осылай байланыс орнатылады. Егер бірнеше электрлік тізбек қажет болса, айналу осі бойымен қосымша сақина/шүберек жинақтары тізіледі. Шүберектер немесе сақиналардың бірі стационарлық болады, ал екіншісі айналады. Бұл қарапайым конструкция ондаған жылдар бойы айналатын құрылғыға ток өткізудің қарапайым тәсілі ретінде қолданылып келеді.
Балама атаулар мен қолданыстар
Слип-сақина деп аталатын басқа да атаулар бар, олар коллекторлық сақина, айналмалы электрлік байланыс және электрлік слип-сақина. Кейбір адамдар коммутатор терминін де қолданады; алайда, коммутаторлар шамалы өзгеше және тұрақты ток (DC) моторлары мен генераторларында қолдануға арналған. Коммутаторлар сегменттелген, ал слип-сақиналар үздіксіз болады, сондықтан бұл терминдерді алмастыруға болмайды. Жоғары жылдамдық немесе төмен үйкеліс ортасында слип-сақиналардың орнына көбінесе айналмалы трансформаторлар қолданылады. Слип-сақина айналмалы біріктіргіштің ішінде құрылғымен бірдей уақытта жұмыс істеу үшін пайдаланылуы мүмкін, мұндай құрылғы айналмалы буын деп аталады. Слип-сақиналар электр қуаты мен сигналдар үшін айналмалы біріктіргіштердің сұйықтықтар үшін атқаратын қызметіне ұқсас қызмет атқарады. Олар көбінесе айналмалы машиналарға және одан қуат пен деректерді жіберу үшін айналмалы біріктіргіштерге біріктіріледі, айналмалы біріктіргішпен қамтамасыз етілген ортамен бірге.
Тарих
Слип-сақиналардың негізгі принципі 19 ғасырдың соңына дейін жетеді, олар алғашқыда электр тәжірибелерінде және электр генераторлары мен моторларын жасау кезінде қолданылды. Өнеркәсіптік революцияның басталуымен және электр қуатына деген қажеттіліктің артуымен, слип-сақиналардың технологиясы дамуға көшті. Олар электр турбиналары мен генераторлары сияқты ірі электр машиналарын құрайтын маңызды компоненттерге айналды, машинаның бір бөлігі үздіріссіз айналуын қажет ететін жағдайларда қуатты және сигналдарды беруге мүмкіндік берді.
Слип-сақина түрлері
Слайд-сақиналар әртүрлі типтерде және өлшемдерде жасалады; мысалы, театр сахнасын жарықтандыруға арналған бір құрылғыда 100 өткізгіш болған. Слайд-сақина қосылған нысанның шексіз айналуына мүмкіндік береді, ал бос кабель бірнеше рет бұрылғаннан кейін тоқтап, айналуын шектейді.
Жибекпен суланған сырғанақ сақиналар
Сынаппен ылғалданған тайғақ сақиналар, төмен кедергісімен және тұрақты байланысымен ерекшеленеді, мұнда сырғалмалы щетканың тілеуін молекулалық байланысқа түскен сұйық металл тоғанымен алмастыратын басқа принцип қолданылады. Айналу кезінде сұйық металл тұрақты және айналатын контактілер арасындағы электр байланысын сақтайды. Дегенмен, сынапты дұрыс қолданбаса, ол қауіпті болуы мүмкін, себебі ол улы зат. Тайғақ сақина құрылғысы температураға да сезімтал, өйткені сынап шамамен 40 °C-та қатаяды.
Қалыпты шатырлар
Дискілік шығыршық өткізгіштері айналатын білікке ортақтасқан концентрлі сақиналар түрінде жазық дискіде орналасқан. Бұл конструкция бірдей тізбектер үшін үлкен салмақ пен көлемге, жоғары сыйымдылық пен өзара әсерге, щеткалардың тез тозуына және тік ось бойында тозу қалдықтарының жиналуына себеп болады. Дегенмен, дискілік шығыршық тізбектер саны үшін осьтік ұзындығын қысқартады, сондықтан кейбір қолдануларда қолдануға болады.
Сымсыз сырғанақ
Сымсыз сырғанақ сақиналар, жоғарыда талданғандай, сырғанақ сақиналар ойлап табылғаннан бері қолданылып келе жатқан, металл және көмірлі щеткаларға негізделген, үйкеліс арқылы байланыс жасайтын әдістерге тәуелді емес. Олардың орнына, қуатты және деректерді магнит өрісі арқылы сымсыз түрде жеткізеді, бұл өріс айналмалы қабылдағышта орналасқан катушкалар және тұрақты бергіш арқылы жасалады. Сымсыз сырғанақ сақиналар дәстүрлі сырғанақ сақиналардың жаңартылған нұсқасы немесе баламасы болып есептеледі, себебі оларда стандартты механикалық айналатын бөліктер болмайды, сондықтан олар қатал жұмыс жағдайында көбірек сенімділік көрсетеді және аз күтімді қажет етеді. Дегенмен, катушкалар арқылы берілетін қуат мөлшері шектеулі; әдетте, дәстүрлі контактілі сырғанақ сақинасы бірдей көлемде әлдеқайда көп қуатты жеткізе алады.