風電滑環(huán)是屬于導電滑環(huán)的一個子類，而導電滑環(huán)屬于高科技產(chǎn)品，一直以來被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，是各種精密轉(zhuǎn)臺、離心機和慣導設(shè)備的關(guān)鍵器件。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，民用領(lǐng)域也越來越多的涉足使用此類產(chǎn)品，用于工業(yè)自動系統(tǒng)控制中。在發(fā)達國家，該類產(chǎn)品已逐漸由產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為民用產(chǎn)品，近幾年已實現(xiàn)了標準化、批量化生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于安防、工廠自動化、電力、金融、儀表、航空、軍事、運輸、建筑等機電設(shè)備上。

   風電滑環(huán)的工作過程中, 其主要參數(shù)的變化會與其工作穩(wěn)定性、可靠性及壽命有很大的關(guān)系，有時候會有很大的影響。接下來我們主要說說導電滑環(huán)(高清滑環(huán))在工作過程中的一些極其重要的的參數(shù), 并給出了了其檢測方法, 對于檢測過程中出現(xiàn)的一些不合格數(shù)據(jù)進行了詳細的分析，以及對其產(chǎn)生原因進行了說明，并給出了相應(yīng)的處理措施。 那什么是導電滑環(huán)呢？導電滑環(huán)組件是實現(xiàn)兩個相對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)間的信號、電流傳遞的精密輸電裝置。
   一般來說，導電滑環(huán)組件由以下幾個部分構(gòu)成：滑環(huán)體、電刷架組件、組合支架、向心球軸承、軸承端蓋等等。在滑環(huán)體表面往往鍍上多層貴金屬。以減小電阻，電刷采用貴金屬合金絲加工成型,主要靠電刷絲的彈性壓力與環(huán)槽滑動接觸，借以來傳遞信號及電流。導電滑環(huán)組件使用可靠, 性能穩(wěn)定, 具有精度高、電流大、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、環(huán)道多、壽命長且安裝方便, 因此會適合各種地理環(huán)境等特點。產(chǎn)品廣泛用于海、陸、空、天領(lǐng)域的的旋轉(zhuǎn)設(shè)備等以及其它民用場合，如高清，云臺，旋轉(zhuǎn)門，娛樂設(shè)施等。
  目前國際上采用的滑環(huán)技術(shù)分為以下三種：
1、復合電刷塊技術(shù)，一般采用碳刷，銅刷，銀/石墨/二硫化鉬的刷塊等形式。
2、采用貴金屬合金單絲，如AuNi9等。
3、纖刷技術(shù)，纖刷是指一種特殊的滑行電氣接觸設(shè)計。
    纖刷簡單的說就是將單獨的金屬纖絲（線）進行校準并裝進一個金屬管里。在這個懸臂設(shè)計中，纖刷束的散狀的，無束縛的一端依附在環(huán)道表面的槽里。
    為什么要選擇滑環(huán)？在電氣設(shè)計過程中，機械部分360度無限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，導線需連接到旋轉(zhuǎn)部件上去，電氣工程師就會遇到導線纏繞問題，這個時候，他需要一個電旋轉(zhuǎn)連接器，俗稱電滑環(huán)來傳輸動力和信號的旋轉(zhuǎn)連接。
   電滑環(huán)所用電刷表面采用鍍金貴金屬材料。為了使電刷與導電環(huán)間性能達到的狀態(tài)，這跟使用環(huán)境，所配套的設(shè)備，技術(shù)要求有緊密的關(guān)鏈關(guān)系。 我們知道，在與整個滑環(huán)或集電環(huán)的滑動接觸中，電刷至少起著兩方面重要作用：一、傳輸電流和信號；二、動力源或信號源換向。對電刷的工作性質(zhì)要求，不僅要求電刷有良好的導電性能，而且還要求電刷具有良好的換向性能以及良好的潤滑性、穩(wěn)定性和耐熱、耐弧、耐磨等特點。但這些特性相互間又產(chǎn)生矛盾，沒有任何一種電刷能全部具備上述優(yōu)良特性。
   因而，電刷的選擇需具備較深材料學、機械力學和電子等學科知識綜合運用，所以在選型時必須綜合考慮到導電滑環(huán)性能和環(huán)境條件，對照電刷的靜態(tài)性能和動態(tài)性能選擇相應(yīng)的電刷，再經(jīng)過多次實驗、測試掌握其每種材料的物理特性和技術(shù)參數(shù)后才能對其實際運行才能選出較理想的電刷。
   基于工作實踐，應(yīng)把握以下幾點：
1、從直觀來看，電刷應(yīng)當?shù)菇堑皿w、規(guī)格適當、結(jié)構(gòu)規(guī)范、導線的截面和長度符合要求，沒有松動、脫落、破損、掉邊、掉角、卡箍等現(xiàn)象。
2、從使用來看，電刷使用性能良好的標志主要有以下幾種情況：
（1）使用壽命長，耐磨。
（2）能適應(yīng)規(guī)定電壓，電流的通過，不產(chǎn)生火花。
（3）電刷運行時，不過熱，噪音小，裝配可靠，不破損。
（4）運行過程中，能夠在換向器或集電環(huán)表面較快地形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。
3、嘉馳機電通過當前密測量儀器對電刷配套產(chǎn)品進行檢測。從技術(shù)層面看，電刷應(yīng)當符合國家部頒標準。通過儀器可對電刷按照《電刷技術(shù)性能表》所要求的性能進行檢測。如電刷的電阻率、洛氏硬度、體積密度、電流密度、接觸電壓降、摩擦系數(shù)、50小時磨損、允許圓周速度、單位壓力，甚至金屬含量的大小等等。這些參數(shù)直接關(guān)系產(chǎn)品是否可靠。
4、電刷及導電環(huán)所用材料要可靠，選擇鍍金廠商必須是具備相應(yīng)資質(zhì)經(jīng)驗的專業(yè)廠家，鍍工藝成熟程度不一樣，所生產(chǎn)出來的電刷也會不一樣。
5、電刷與導電環(huán)表面必較保證干凈，以免破壞產(chǎn)品在測試運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性。
6、保證電刷與導電環(huán)表面角度，可調(diào)控，以觀測其產(chǎn)品穩(wěn)定性及使用壽命。
風力發(fā)電機的壽命一般可以達到20年。但大部分風力發(fā)電機的質(zhì)保范圍只是風力發(fā)電機整個運行壽命最初的兩到五年。隨著風力發(fā)電機系統(tǒng)的老化，未必所有的風電場業(yè)主都做好了對風力發(fā)電機進行維護的準備。其中部分情況是缺乏維護工作所需的技術(shù)人員。況且即使配備了滿足風電場日常維修要求的技術(shù)人員，計劃外的維護還是會明顯影響到風電場的收入。風電場業(yè)主、工程師、技術(shù)人員和風力發(fā)電機制造商可以通過這樣一種方法來降低計劃外維護的風險，即考慮采用那些維護要求低的、甚至能提前告知何時會失效的部件。聽上去有些不切實際，但事實并非如此。纖維刷滑環(huán)就是這樣一種產(chǎn)品。盡管在總成本和風力發(fā)電機設(shè)計中只是微不足道的一小部分，但滑環(huán)對運行起著關(guān)鍵作用。滑環(huán)安裝在風力發(fā)電機機艙罩中，通常用于提供變槳功率和控制所需的電氣信號和能量。滑環(huán)通過一個旋轉(zhuǎn)的接口輸送電功率和信號。滑環(huán)的工作原理：滑動觸點通過滑環(huán)總成里的旋轉(zhuǎn)接口傳輸電氣信號和能量。電刷（或接觸電刷）在旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)上滑動，并在其旋轉(zhuǎn)過程中保持不間斷接觸。這就是說，為確保正確無誤的電氣信號傳輸，靜止的的電刷和旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)之間需要有“金屬間的接觸”。纖維刷滑環(huán)能夠為風力發(fā)電機業(yè)主提供至少1億轉(zhuǎn)次的工作壽命而無需維護，這意味著在風力發(fā)電機20年的工作壽命中技術(shù)人員可能僅需拆換滑環(huán)一次。但并不是所有的滑環(huán)都能達到這個要求。實際上，要了解滑環(huán)總成的設(shè)計和結(jié)構(gòu)才能評估它們的維護需求。
    市場上約有10%的風力發(fā)電機滑環(huán)是纖維刷滑環(huán)，這種滑環(huán)只需要很少量的維護。大部分（約60％）滑環(huán)是由復合金屬電刷制成，一般是金屬和石墨燒結(jié)而成的導電塊。即使這種復合金屬刷滑環(huán)如其制造商所聲稱的具備高達7500萬轉(zhuǎn)次的工作壽命，它們也需要頻繁的維護。剩余30％的風力發(fā)電機滑環(huán)采用單線貴金屬電刷（通常由黃金制成）。復合金屬電刷滑環(huán)和單線電刷滑環(huán)所需的維護量都遠遠大于纖維刷滑環(huán)。
    原因在于：復合電刷的設(shè)計即是優(yōu)先磨損電刷以避免滑環(huán)磨損，且需要足夠長的電刷才能限度地延長電刷更換周期。在大功率及／或高可靠性滑環(huán)應(yīng)用中，這種材料面臨三方面的挑戰(zhàn)：
1）運行中產(chǎn)生的磨屑有導電性、研磨性、呈粉末狀，需定期清理；
2）這種電刷材料對濕度十分敏感，若相對濕度低于15％或高于85％，會造成其磨損不均；
3）當用于信號級電路時，這些復合電刷會占據(jù)大量空間。
    單刷金屬電刷滑環(huán)相比復合電刷設(shè)計的優(yōu)勢，首先在于磨屑較少，另外則是用于信號電路時容量更高。但單線金屬電刷系統(tǒng)也存在缺點：
1）單刷相對較小的尺寸導致載流能力有限；
2）比如：大部分黃金與黃金間的觸點需要潤滑，而始終保持充分的潤滑十分困難。
   目前市場中開始出現(xiàn)動力電路采用石墨／金屬電刷、信號電路采用黃金單絲電刷的滑環(huán)設(shè)計。在滑環(huán)總成轉(zhuǎn)數(shù)要求低的應(yīng)用中，這種“混合使用”能夠達到可接受的結(jié)果。但是在同一總成中混用“石墨／金屬”和“黃金接觸黃金”的電刷會使風力發(fā)電機運行不可靠。石墨／金屬磨屑會污染金信號觸點，并產(chǎn)生研磨性金屬粉，尤其是存在會導致信號電路過早失效的觸點潤滑油的時候。
   纖維刷的設(shè)計是將多條金屬纖維絲捆扎成致密的多纖維“刷子”。一般情況下，這些纖維是與單線設(shè)計相當?shù)馁F金屬材料，且電刷運行所在的滑環(huán)也外鍍貴金屬。貴金屬的使用防止了觸點上產(chǎn)生氧化物和覆蓋層，同時確保了極小的接觸力。接觸力小降低了磨損速度，因而電刷產(chǎn)生的磨屑幾乎可以忽略。而且多條金屬纖維能夠提供優(yōu)良的導電性和很高的電流密度，工程師可以將纖維刷用于動力和信號兩種電路。
   將復合金屬電刷滑環(huán)和單刷金滑環(huán)更換為纖維刷滑環(huán)十分簡單。但是一些風力發(fā)電機業(yè)主對于是否用纖維刷滑環(huán)代替現(xiàn)有的滑環(huán)技術(shù)猶豫不決，這是因為他們懷有“嘗試新技術(shù)要承擔風險”的想法。對于仔細考查過纖維刷滑環(huán)技術(shù)的人而言，他們會發(fā)現(xiàn)選擇一種幾乎不用維護的部件，實際上就已經(jīng)消除了風險也不需要進行維護。
   比如，纖維刷觸點對于風力發(fā)電機機艙內(nèi)環(huán)境的敏感度遠低于其它滑環(huán)觸點技術(shù)。保護這些纖維刷滑環(huán)的防護外殼符合包括IP65（屬于保護設(shè)備防水防塵的標準）在內(nèi)的各種標準。而且由于纖維刷觸點不需要潤滑，它們對低溫和高溫的承受能力都很強。纖維刷設(shè)計已經(jīng)證明能夠適應(yīng)低至–55°C和高達＋80°C的溫度。而且纖維刷還能夠在0％到100％的相對濕度（RH）下運行。相比之下，復合電刷要求濕度在15％到85％之間才能可靠運行。
    許多風電行業(yè)的相關(guān)人士知道很多部件存在可靠性問題。而且現(xiàn)在對運行中導致部件故障的原因也有了更深刻的認識。但是滑環(huán)技術(shù)（包括纖維刷滑環(huán)在內(nèi)）盡管有的設(shè)計和性能，依然被許多風電場業(yè)主所忽視。
   最初，大型風力發(fā)電機制造商使用的是能在觸點產(chǎn)生金屬、石墨磨屑的復合電刷。為解決復合觸點產(chǎn)生的金屬粉末和磨屑，制造商轉(zhuǎn)而采用黃金觸點。纖維刷滑環(huán)在這些設(shè)計基礎(chǔ)上做出了改進。但在許多情況下，風電場業(yè)主仍然沿用老式的滑環(huán)更換，甚至需要一年一換。他們?nèi)匀粡脑瓘S購買相同的設(shè)備。而這種做法又延續(xù)了一個不必要的維護和更換周期。
實際上，如果作為風力發(fā)電機定期計劃維護的一項要求，將滑環(huán)更換為免維護的纖維刷技術(shù)只需30分鐘即可完成。對于擁有、設(shè)計、運行和維護風力發(fā)電機的人來說，纖維刷技術(shù)意味著減少了風電場正常運行時間的一個計劃外維護問題。
    滑環(huán)(高清滑環(huán))最重要的2個技術(shù)參數(shù)分別為動態(tài)接觸電阻和環(huán)路間的絕緣電阻。下面就2個主要的技術(shù)參數(shù)的檢測方法加以詳細的說明。 風電滑環(huán)的動態(tài)接觸電阻怎么檢測？
    風電滑環(huán)滑環(huán)動態(tài)接觸電阻，就是同一環(huán)路電刷線與環(huán)引線之間的電阻。前提是滑環(huán)在轉(zhuǎn)動時，檢測方法如下：將被測滑環(huán)安裝于檢測轉(zhuǎn)臺上, 通過電機帶動轉(zhuǎn)臺，這樣滑環(huán)在連續(xù)轉(zhuǎn)動的情況下。用微歐微伏表來檢測環(huán)路動態(tài)接觸電阻值。電刷引線并聯(lián)焊接一處，被測滑環(huán)的環(huán)引線全部并聯(lián)焊接一處,被測環(huán)路的電刷引線為一檢測端, 其余并聯(lián)的電刷引線為一端,用微歐微伏表的“mΩ 輸入四芯電纜線”連接兩檢測端, 這樣就檢測到當前動態(tài)接觸電阻值了。 風電滑環(huán)滑環(huán)絕緣電阻怎么檢測?
   絕緣電阻，就是在一定的電壓下各環(huán)路之間的絕緣電阻。可用500 V左右的兆歐表檢測, 方法如下：焊接一處。把其中被測環(huán)路的環(huán)引線視為一檢測端, 將其余并聯(lián)的環(huán)引線視為另一檢測端, 用500 V左右兆歐表則可測得當前電阻值。這樣就檢測到當前絕緣電阻值了。