¿Qué es un Anillo Colector?
Los anillos colectores son componentes utilizados en sistemas giratorios para transmitir energía o señales eléctricas desde una fuente externa al cuerpo en rotación.
Estos dispositivos desempeñan un papel crucial en diversas aplicaciones, como la medición de vibraciones, tensiones y fuerzas axiales en el cuerpo giratorio, así como la transmisión de señales de control de pequeña escala. Además, también se utilizan como cables conductores para suministrar energía a los componentes en rotación.
Existen dos tipos principales de anillos colectores: los montados en el extremo del eje y los huecos. El tipo montado en el extremo del eje se fija al extremo del elemento giratorio. El tipo hueco tiene un bloque de anillos encajado en el eje giratorio. También hay dos tipos: uno en el que el anillo y la escobilla están integrados y otro en el que el anillo y la escobilla están separados.
Usos de los Anillos Colectores
La versatilidad de los anillos colectores se refleja en su capacidad para adaptarse a diferentes requisitos de velocidad de rotación. Están disponibles en opciones que van desde velocidades bajas hasta altas velocidades de hasta 20.000 rpm. Además, pueden manejar grandes corrientes de hasta 3.000 A o más, lo que los convierte en una solución confiable para aplicaciones de alto rendimiento.
Se utilizan para suministrar energía a turbinas eólicas, máquinas herramienta, centrifugadoras, agitadores, brazos robóticos, grúas, cámaras de vigilancia, helicópteros, plataformas giratorias, calentadores de tambor, antenas de radar y otros calentadores y motores de cuerpos giratorios.
También tienen una amplia gama de aplicaciones en equipos de fabricación de semiconductores, equipos médicos como tomografías computarizadas, ensayos no destructivos y equipos acústicos. También se utilizan para medir la temperatura, la deformación y el par de los cuerpos giratorios.
Principio de los Anillos Colectores
Una pieza de electrodo en forma de anillo (unidad de anillo) se fija a un eje giratorio, como la plataforma giratoria de un cuerpo giratorio. Una pieza de electrodo en forma de cepillo entra en contacto con la periferia y los laterales de la unidad anular, y el punto de contacto se utiliza como punto de contacto para transmitir potencia y señales.
Aunque la unidad de anillo gire, siempre está en contacto con las escobillas, lo que permite un suministro estable de energía y transmisión de señales. La unidad de anillo tiene cojinetes para apoyar el lado de las escobillas.
En los puntos de contacto entre el anillo y la escobilla del anillo colector se utilizan metales preciosos como el cobre y la plata para estabilizar la resistencia de contacto sin riesgo de fugas. El bronce, la plata y el oro se utilizan para el anillo, mientras que las aleaciones de carbono, cobre y plata se emplean para la parte de la escobilla.
Los anillos colectores son inevitablemente más grandes cuando hay muchos cables de alimentación y de señal. También están sujetos a un cierto grado de desgaste y requieren un mantenimiento regular.
Más Información sobre los Anillos Colectores
1. Función de las Escobillas en un Anillo Colector
Los anillos colectores transmiten y reciben del equipo eléctrico del cuerpo giratorio al lado estacionario por medio de escobillas que actúan como contactos. Como las escobillas están siempre en contacto con el cuerpo giratorio, la transmisión y la recepción pueden tener lugar en cualquier posición de 360° del cuerpo giratorio sin que los cables se retuerzan o se enreden en el eje.
El número de escobillas (contactos) varía en función del número de señales que deben transmitirse y recibirse entre el cuerpo giratorio y la parte fija. Por lo tanto, cuantos más dispositivos de comunicación haya, más escobillas se necesitarán, con lo que el anillo colector total será enorme.
En este caso, el número de escobillas puede reducirse utilizando la comunicación serie o la comunicación CAN utilizada en los automóviles.
2. Desventajas de los Anillos Colectores
Una desventaja de los anillos colectores es la posibilidad de que se produzcan fallos de contacto debido al desgaste de las escobillas. Dado que las escobillas están en contacto físico con las piezas giratorias, con el tiempo pueden producirse fallos de contacto.
Especialmente en los equipos utilizados al aire libre, las escobillas pueden dañarse prematuramente por la entrada de arena, polvo o agua si no están protegidas por una carcasa sellada. Por ello, es práctica común prolongar la vida útil de las escobillas limpiándolas y lubricándolas cada cierto tiempo.
El lubricante utilizado debe ser conductor. Tenga en cuenta que si no es conductor, existe el riesgo de que la corriente circule mal por la sección de las escobillas, lo que provocaría una mala comunicación entre el lado del rotor y el lado estacionario.
La vida útil de la sección de escobillas suele oscilar entre 10 y 100 millones de revoluciones, y hasta unos 500 millones de revoluciones dependiendo del fabricante. Cuando se utiliza en equipos de larga duración, la sección de escobillas necesita un mantenimiento regular.