Släpring – så fungerar den och så väljer du rätt

Vad är en släpring?

En släpring består av en rotor och en stator. På rotorn sitter ringar av mässing eller koppar, ofta pläterade med guld eller silver. I statorn sitter borstar som ligger an mot ringarna. Varje ring med sin borste bildar en krets, så en släpring med 12 ringar kan föra över 12 separata ledare.

Så länge en rörelse bara går några varv fram och tillbaka räcker det ofta med en kabelkedja eller en kabeltrumma. När något ska rotera kontinuerligt, som ett vridbord, en kamera eller navet i ett vindkraftverk, behövs en släpring. Den kallas också roterande elektrisk koppling eller elektrisk svivel.

Borstarna är ofta av ädelmetall för signaler och av silvergrafit för höga strömmar. Fiberborstar, knippen av tunna metalltrådar, ger flera kontaktpunkter per ring, mindre slitage och lägre brus.

Vilka typer av släpringar finns?

Vad ska du titta på när du väljer släpring?

• Antal kretsar – räkna ström, signaler och data var för sig, och lägg till några reserver.
• Ström och spänning per krets – för höga strömmar kan flera ringar kopplas parallellt.
• Signaltyp – svaga analoga signaler, till exempel från lastceller, kräver guld mot guld och skärmning. Ethernet och fältbuss kräver kretsar som är konstruerade för det.
• Varvtal – anges i varv per minut. En miniatyrsläpring kan klara några hundra varv per minut, en släpring för vindkraft är gjord för låga varvtal och lång drift.
• Livslängd – anges i antal varv och beror på varvtal, ström och kontaktmaterial.
• Elektriskt brus – variationen i kontaktmotstånd när ringen roterar, anges i milliohm. Viktigt för givarsignaler.
• Miljö – IP-klass, temperatur, vibration, salt och kondens. IP40 räcker inomhus, utomhus och i vindkraft krävs ofta IP65.

Var används släpringar?

• Vindkraft – släpringen mellan maskinhus och nav för över kraft till pitchmotorerna och signaler och CAN-buss till bladens styrsystem.
• Förpackning och livsmedel – roterande fyllnings- och etikettmaskiner, ofta med vridkoppling för tryckluft.
• Robotar och automation – robotleder, vridbord och förarlösa truckar (AGV) med roterande överdel.
• Mobila maskiner – kranar och grävmaskiner där överdelen kan vridas obegränsat.
• Kameror och övervakning – PTZ-kameror som vrider 360° utan stopp och skickar video.
• Försvar och radar – radarantenner, sensortorn och antennpositionerare med koaxiala RF-vridkopplingar och fiber.
• Medicinteknik – datortomografer (CT), där röntgenrör och detektorer roterar kontinuerligt runt patienten.

Fem vanliga misstag

1. Ethernet genom vanliga signalringar. Det kan fungera på bänken men ge paketförluster i drift. Välj en släpring som är specificerad för protokollet och hastigheten.
2. Statorn monteras stelt. Om både rotor och stator spänns fast belastas lagren av minsta uppriktningsfel. Statorn ska hållas med en medbringare som tillåter lite rörelse.
3. Fel kontaktmaterial. Svaga signaler behöver guld. Höga strömmar behöver material som tål värmen, till exempel silvergrafit.
4. Kraft och signaler blandas. Störningar från motorkretsar kan smitta över till givarsignaler. Separera och skärma dem.
5. Miljön glöms bort. En släpring med IP40 håller inte utomhus. Tänk på kondens, damm, salt och temperatur.

Släpringar hos SCN

Vi har släpringar från Jinpat: miniatyrsläpringar, pannkakssläpringar, släpringar för servosystem och vindkraft, varianter för USB, HDMI och SDI samt koaxiala RF-vridkopplingar och pneumatiska vridkopplingar. Släpringar behöver ofta anpassas, så börja med en kravlista: kretsar, ström, signaler, varvtal, miljö och mått.

Exempel ur vårt sortiment

Vanliga frågor

Vad är skillnaden mellan släpring och kommutator?

En släpring har hela ringar och för över strömmen oförändrad. En kommutator har segment som vänder strömriktningen när rotorn snurrar, som i en DC-motor med borstar.

Kan man skicka Ethernet genom en släpring?

Ja, med en släpring som är konstruerad för Ethernet. Kontrollera vilken hastighet den är specificerad för, till exempel 100 Mbit/s eller 1 Gbit/s.

Hur länge håller en släpring?

Livslängden anges i antal varv och beror på varvtal, ström, kontaktmaterial och miljö. Fiberborstar och ädelmetall ger längre livslängd.

Vad är en släpringad motor?

En asynkronmotor där rotorlindningen är kopplad via släpringar till yttre motstånd. Det ger högt startmoment och låg startström, och används till exempel i kranar och krossar.

Finns det kontaktlösa släpringar?

Ja. De för över energi och data induktivt, kapacitivt eller optiskt, utan borstar som slits. De används bland annat i datortomografer.