モーター用スリップリングの導入

コレクタリングは、導電リング、スリップリング、コレクタリングなどとも呼ばれます。固定位置から回転位置へ電力と信号を伝送しながら連続回転を必要とするあらゆる電気機械システムに使用できます。スリップリングは、システム性能の向上、システム構造の簡素化、回転中のワイヤのねじれ防止に役立ちます。英智科技の導電スリップリングは、これらの問題を解決します。

同期電動機やスリップリングを使用する非同期電動機は産業分野で広く使用されており、そのほとんどは様々な過酷な条件下で稼働している。

これらのモーターは直流モーターのような整流効果はありませんが、整流子と同様に、コレクターリングやブラシの異常摩耗、ブラシの振動、火花といった問題を抱えています。特にブラシの材質に関しては、コレクターリングブラシにはグラファイトブラシだけでなく、ブラシの電流密度を高めるために金属グラファイトブラシが使用されることもあります。そのため、異常な残留膨張などの要因も考慮する必要があります。ターボ発電機や、完全密閉型の気体・水素媒体中で動作するモーターなど、高速モーターにおいても多くの問題が存在します。

コレクターリングの材質には、高い機械的強度、優れた導電性、耐腐食性が求められます。ブラシと摺動接触する際には、耐摩耗性と安定した摺動接触特性が必要です。一般的に、鋼製のコレクターリングは耐摩耗性と機械的強度に優れているため、極性によるコレクターリングの摩耗差が大きい同期モータに多く用いられています。

一般的に、鋼製コレクターリングは耐摩耗性と機械的強度に優れているため、極性によるコレクターリングの摩耗差が大きい同期電動機に多く用いられています。鋼は複雑な形状に加工でき、入手しやすく安価な材料であるため、周速の低い水力発電機を含む同期電動機に広く使用されています。
ターボ発電機など、高速回転時の機械的強度と耐摩耗性を重視するコレクターリングには、鍛造鋼が用いられることがある。また、耐食性が求められる場合はステンレス鋼を用いることができるが、ステンレス鋼は摺動特性が不安定であり、ブラシとの組み合わせが不適切な場合、ブラシが跳ね上がり、過度の高温上昇やブラシの異常摩耗を引き起こす可能性があるため、使用時には必ず二重にする必要がある。
鋼製コレクターリングと比較して、青銅鋳物などの銅製コレクターリングは滑り特性が優れているため、広く使用されています。コレクターリングが摩耗したり、ブラシが異常に摩耗したりします。
コレクターリングとブラシの協働において、ブラシの摩耗性が強すぎ、コレクターリングの材質が柔らかすぎる場合、ブラシの幅に相当する段差摩耗がコレクターリングに発生することがよくあります。特に高温低湿度の完全密閉型モータでは、ブラシやコレクターリングの過度の摩耗が発生しやすくなります。ゴーストスカーはこのようにして形成されます。最初はごく小さなスカーしかなく、ブラシはこの部分で集電が悪く、火花が発生します。一度火花が発生すると、スカーは徐々に劣化・拡大し、最終的にはブラシの摺動接触面と同じ大きさのスカーが形成されます。したがって、スリップリング用ブラシでごく小さな火花が発生する場合でも、注意が必要です。
鋼製コレクターリングに深刻なゴースト痕が残るのを防ぐため、モーターが長時間停止する場合はブラシを持ち上げる必要があります。並列ブラシの電流分布を改善するために、スリップリングの摺動接触面の通電点を移動させることができます。良好な摺動特性を得るためには、スリップリング上にらせん状の溝を形成することが効果的です。