La maggior parte degli anelli collettori passanti utilizza il contatto ad attrito come forma di connessione elettrica. È sicuro, affidabile e può soddisfare il numero di canali richiesto dai clienti. Gli anelli collettori attualmente in commercio utilizzano generalmente questa forma di contatto. Altre tecnologie includono il contatto a mercurio, la trasmissione a infrarossi, la trasmissione wireless, ecc., che tuttavia non sono ancora diffuse, poiché gli anelli collettori a disco prodotti in questo modo presentano ancora molte limitazioni, come il problema delle perdite del contatto a mercurio, la difficoltà di produrre più di 8 canali e gli elevati costi di produzione. I metodi di trasmissione a infrarossi e wireless presentano problemi di interferenza del segnale e non consentono la trasmissione di canali di potenza ad alta corrente.
Gli anelli collettori possono essere suddivisi in anelli collettori a bassa frequenza, anelli collettori a media frequenza e cerniere rotanti ad alta frequenza in base alla frequenza del segnale di trasmissione. Con il termine anelli collettori ci si riferisce solitamente solo ai primi due tipi. Gli indicatori di prestazione elettrica degli anelli collettori sono: resistenza di isolamento, resistenza di contatto, rigidità dielettrica e diafonia. Per gli anelli collettori a media frequenza, data l'elevata frequenza, è necessario considerare anche la schermatura, l'adattamento di impedenza, la tensione di rumore, ecc. In termini di progettazione strutturale, è fondamentale garantire un contatto affidabile per assicurare la continuità di tutte le linee. Pertanto, è necessario che il materiale utilizzato per le spazzole abbia una buona conduttività elettrica, che la pressione sull'anello collettore sia adeguata, che l'eccentricità e le vibrazioni dell'anello collettore siano ridotte, che la resistenza all'usura sia elevata, che la coppia di attrito sia bassa e che la manutenzione sia semplice.
1) Anello collettore a bassa frequenza: un gruppo di anelli collettori che utilizza il contatto scorrevole per trasmettere segnali ed energia a bassa frequenza. Gli anelli collettori più comuni sono quelli cilindrici e quelli differenziali. Gli anelli conduttivi degli anelli cilindrici si dividono in anelli piatti e anelli a V. I materiali degli anelli conduttivi sono solitamente rame, ottone, argento e oro. Le spazzole sono in palladio, lega d'oro o filo placcato oro e spazzole composite rame-grafite. Se il numero di anelli collettori è elevato, l'anello collettore cilindrico è costituito da due serie di spazzole superiori e inferiori e da un adattatore differenziale, ma le sue dimensioni assiali sono considerevoli. L'utilizzo di anelli collettori differenziali può ridurre significativamente le dimensioni assiali, il volume e il peso. L'anello collettore differenziale è costituito da due serie di spazzole superiori e inferiori e da un adattatore differenziale. La spazzola superiore ruota con l'azimut dell'antenna, mentre la spazzola inferiore è fissa. Sulla piastra dell'adattatore differenziale sono presenti due serie di contatti superiori e inferiori. I contatti corrispondenti sono collegati da fili e il meccanismo differenziale viene utilizzato per rendere la loro velocità di rotazione pari a 1/2 della velocità di rotazione azimutale. Quando l'antenna ruota, la corrente che fluisce in ciascuna spazzola inferiore passa attraverso uno o due circuiti di contatto sulla piattaforma rotante differenziale e fuoriesce dalla spazzola superiore corrispondente per garantire che il circuito tra la parte fissa e la parte rotante sia sempre connesso. La polvere che si deposita sull'anello collettore di contatto scorrevole può causare un cortocircuito tra gli anelli. Pertanto, la struttura deve garantire una facile pulizia e, di solito, si utilizza una struttura combinata per facilitare la riparazione o la sostituzione dei componenti in loco.
2) Anello collettore a frequenza intermedia: un gruppo di anelli collettori utilizzato per trasmettere segnali radar a frequenza intermedia (decine di megahertz) ed energia. Questo anello collettore ha una frequenza più elevata e necessita di schermatura. Gli anelli collettori ad alta velocità ordinari possono essere utilizzati anche per trasmettere segnali al di sotto di 12 MHz. Un anello è collegato al conduttore centrale e l'altro è collegato allo strato esterno del cavo come anello di schermatura. Gli anelli collettori schermati coassiali sono solitamente utilizzati per trasmettere segnali al di sopra di 12 MHz. La sezione trasversale di questo anello collettore è a forma di scanalatura, che è essenzialmente un conduttore coassiale rettangolare. Esiste anche un anello collettore capacitivo a frequenza intermedia, il cui conduttore centrale è anulare, supportato da un cuscinetto isolante nello strato di schermatura, con uno spazio tra la parte rotante e la parte fissa, in modo che non si tocchino, e il segnale a frequenza intermedia viene accoppiato tramite capacità. Nel caso di un intervallo di rotazione dell'antenna limitato, è possibile utilizzare un dispositivo di avvolgimento del cavo al posto dell'anello collettore.
Data di pubblicazione: 13 agosto 2024