专利名称：电磁涡流刹车及其电气控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻机用刹车及其电气控制系统，具体涉及一种节能型电 磁涡流刹车及其电气控制系统。
背景技术：
目前，石油钻机广泛采用电磁涡流刹车作为辅助刹车，通过制动滚筒轴来制动，协 助主刹车进行下钻作业。电磁涡流刹车包括刹车主体、电气控制系统和司钻开关三部分主 体安装在钻台面上，内部结构主要为定子和转子，其中转子通过牙嵌离合器与钻机绞车滚 筒连接，定子中嵌装着激磁线圈；电气控制系统安装在配电房中，通过电缆与主体连接，为 定子的激磁线圈提供激磁电流；司钻开关安装在司钻控制台上，通过司钻操作发出信号，可 以控制激磁电流的大小。在石油钻机的下钻过程中，绞车滚筒旋转，通过离合器驱动电磁涡流刹车本体的 转子以相同的转速在定子建立的磁场内旋转，转子切割磁力线，转子内磁通密度发生变化， 在转子表面产生感生电动势，从而在转子中产生感生电流即涡流。涡流与定子磁场相互作 用产生电磁力，电磁力与转子的转向相反，形成绞车滚筒的制动扭矩。司钻人员通过司钻开 关控制激磁电流调节制动扭矩，达到控制钻具下放速度的目的。但目前的电磁涡流刹车系统存在以下不足钻具下放产生的机械能全部转换成热能自由释放，该部分能量无法得到利用。电磁涡流刹车的激磁电源需额外提供，由于激磁功率较大，为防止由于停电导致 游车下砸事故系统采用备用电源方案时，蓄电池容量需求很大成本很高。
发明内容本实用新型提供一种新型电磁涡流刹车，将电磁涡流刹车主体与一个特殊设计的 低速发电机同轴相联，回收部分下钻能量进行发电，并将其转化为电磁涡流刹车所需的激 磁电能，从而解决目前电磁涡流刹车激磁电源功率大、成本高、能耗大的问题。本实用新型的技术解决方案如下该石油钻机用电磁涡流刹车的包括电气控制系统1、发电机2和电磁涡流刹车主 体3，所述的电磁涡流刹车主体3包括定子31和转子32 ；所述发电机2包括励磁绕组21和 电枢22 ；所述发电机2通过电气控制系统1与电磁涡流刹车主体3连接，所述电气控制系 统1通过电连接控制发电机2。以上所述的发电机2与电磁涡流刹车主体3的转子32同轴安装。以上所述的电气控制系统1包括控制单元11、激磁单元12、整流器13和备用电源 单元14 ；所述电气控制系统1的激磁单元12与发电机2的励磁绕组21电连接；所述整流 器13的输出端与电磁涡流刹车主体3的定子31电连接，整流器13的输入端与发电机2的 电枢22电连接。以上所述的发电机2为低速发电机。[0013]本实用新型的优点在于1、本实用新型提供的电磁涡流刹车及其电气控制系统有效的利用了部分钻具下 放的机械能，实现了石油钻机有效节能的目的。2、本实用新型提供的电磁涡流刹车及其电气控制系统，其中发电机所需提供的激 磁电源功率很小，系统采用电源备用方案，安全可靠，蓄电池容量需求很小，是现有技术中 所使用蓄电池容量的1/10 1/50，成本低，维持时间长。
图1是电磁涡流刹车及其电气控制系统的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详述该石油钻机用电磁涡流刹车的包括电气控制系统1、发电机2和电磁涡流刹车主 体3，所述的电磁涡流刹车主体3包括定子31和转子32 ；发电机2包括励磁绕组21和电枢 22 ；发电机2通过电气控制系统1与电磁涡流刹车主体3连接，电气控制系统1通过电连接 控制发电机2。发电机2与电磁涡流刹车主体3的转子32同轴安装。其中电气控制系统1包括控制单元11、激磁单元12、整流器13和备用电源单元 14 ；所述电气控制系统1的激磁单元12与发电机2的励磁绕组21电连接；所述整流器13 的输出端与电磁涡流刹车主体3的定子31电连接，整流器13的输入端与发电机2的电枢 22电连接。下放钻具的过程中，司钻人员通过司钻开关发出控制信号通过控制单元11控制 激磁单元12的激磁电流大小，控制激磁电流的大小从而控制发电机2的励磁绕组21上的 励磁电流，最终控制了电枢22输出的端电压。电枢22发出的电通过整流器13变成直流电，用于电磁涡流刹车主体3定子31上 的激磁。所以，司钻通过司钻开关就控制了电磁涡流刹车主体3定子31的激磁电流，从而 控制了转子32产生的电磁力，电磁涡流刹车输出制动扭矩也就被控制，从而达到了控制钻 具下放速度的目的。
权利要求一种电磁涡流刹车及其电气控制系统，包括电气控制系统(1)、发电机(2)和电磁涡流刹车主体(3)，所述的电磁涡流刹车主体(3)包括定子(31)和转子(32)；所述发电机(2)包括励磁绕组(21)和电枢(22)，其特征在于所述发电机(2)通过电气控制系统(1)与电磁涡流刹车主体(3)连接，所述电气控制系统(1)通过电连接控制发电机(2)。
2.根据权利要求1所述的电磁涡流刹车及其电气控制系统，其特征在于所述的发电 机⑵与电磁涡流刹车主体⑶的转子(32)同轴安装。
3.根据权利要求1或2所述的电磁涡流刹车及其电气控制系统，其特征在于所述的 电气控制系统(1)包括控制单元(11)、激磁单元(12)、整流器(13)和备用电源单元(14)； 所述电气控制系统⑴的激磁单元(12)与发电机(2)的励磁绕组(21)电连接；所述整流 器(13)的输出端与电磁涡流刹车主体(3)的定子(31)电连接，整流器(13)的输入端与发 电机(2)的电枢(22)电连接。
4.根据权利要求1所述的电磁涡流刹车及其电气控制系统，其特征在于所述的发电 机⑵为低速发电机。
专利摘要本实用新型提供一种石油钻机用电磁涡流刹车的电气控制系统，主要解决目前实用的电磁涡流刹车的电气控制系统功耗大、钻具下放产生的机械能不能利用的问题。该装置包括石油钻机用电磁涡流刹车的电气控制系统由控制单元、激磁单元、整流器和备用电源单元构成；发电机是特殊设计的低速发电机，包括励磁绕组和电枢。该装置有效地利用了部分钻具下放产生的机械能，降低了电磁涡流刹车的电气控制系统功耗，节省了生产成本，实现了石油钻机节能的目的。
文档编号F16D65/14GK201687877SQ201020158388
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者商娟利, 岳玿, 张兴莲, 李敏, 边倩 申请人:西安达能电器科技有限公司