電磁剎車培訓

1、裝備管理科裝備管理科 電磁渦流剎車是適應用于海洋和陸地石油鉆機電磁渦流剎車是適應用于海洋和陸地石油鉆機 上的助剎車，它利用電磁感應原理進行無磨損制動，上的助剎車，它利用電磁感應原理進行無磨損制動， 具有力矩大、無易損件、使用壽命長、操作維護簡具有力矩大、無易損件、使用壽命長、操作維護簡 單的特點。應用電磁渦流剎車可大幅度減少主剎車單的特點。應用電磁渦流剎車可大幅度減少主剎車 的磨損，延長剎帶剎車輪轂的使用壽命，降低鉆井的磨損，延長剎帶剎車輪轂的使用壽命，降低鉆井 工人的勞動強度，通過改變勵磁電流來調節(jié)制動力工人的勞動強度，通過改變勵磁電流來調節(jié)制動力 矩，以控制鉆桿下放速度。轉速降至矩，以控制

2、鉆桿下放速度。轉速降至5 5轉轉/ /分鐘，可分鐘，可 達最大力矩的達最大力矩的75%75%，能為，能為500m500m9000m9000m各型鉆機絞車各型鉆機絞車 提供提供23KN23KN110KN110KN輔助制動力矩，工作環(huán)境輔助制動力矩，工作環(huán)境-30-30 5555。 概概 述述 例：級別為例：級別為40的水冷渦流剎車型號為的水冷渦流剎車型號為DS40,級別為級別為 50的風冷渦流剎車為的風冷渦流剎車為DSF50 渦流剎車型號表示方法如下：渦流剎車型號表示方法如下： 電磁渦流剎車技術參數(shù)：電磁渦流剎車技術參數(shù)： 渦流剎車主體最大外型尺寸及軸端尺寸：渦流剎車主體最大外型尺寸及軸端尺寸：

3、 優(yōu)點：優(yōu)點： 1 1、制動特性好、制動特性好 ：電磁渦流剎車無論在高速或低速時都：電磁渦流剎車無論在高速或低速時都 產(chǎn)生很高的制動扭矩。在鉆具下放時，鉆具負荷幾乎全部由產(chǎn)生很高的制動扭矩。在鉆具下放時，鉆具負荷幾乎全部由 渦流剎車承擔，最大限度地滿足了下鉆工藝的要求。渦流剎車承擔，最大限度地滿足了下鉆工藝的要求。 2 2滾筒無級調速，下鉆速度任意控制。下鉆時，司鉆通滾筒無級調速，下鉆速度任意控制。下鉆時，司鉆通 過操作司鉆開關可平滑地調節(jié)激磁電流，就可改變制動扭矩，過操作司鉆開關可平滑地調節(jié)激磁電流，就可改變制動扭矩， 無級地調節(jié)滾筒轉速。無級地調節(jié)滾筒轉速。 3 3由于下鉆時幾乎有效地減小

4、主剎車的剎車力矩，因由于下鉆時幾乎有效地減小主剎車的剎車力矩，因 而主剎車負擔大大減輕，剎帶片與剎車轂的磨損與消耗大幅而主剎車負擔大大減輕，剎帶片與剎車轂的磨損與消耗大幅 度減少，壽命成倍增長，鉆井成本下降，經(jīng)濟效益十分顯著。度減少，壽命成倍增長，鉆井成本下降，經(jīng)濟效益十分顯著。 4 4渦流剎車強有力的制動功能是通過電磁感應原理產(chǎn)渦流剎車強有力的制動功能是通過電磁感應原理產(chǎn) 生制動扭矩來實現(xiàn)的，不存在磨擦與磨擦件，這種非磨擦式生制動扭矩來實現(xiàn)的，不存在磨擦與磨擦件，這種非磨擦式 剎車工作可靠，壽命長，維護簡單。剎車工作可靠，壽命長，維護簡單。 缺點：缺點： 1 1、電磁渦流剎車使用電能作為動力

5、，屬于耗、電磁渦流剎車使用電能作為動力，屬于耗 能設備，又由于渦流產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生的無用功能能設備，又由于渦流產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生的無用功能 耗損失比較大。耗損失比較大。 2 2、渦流剎車強有力的制動功能是通過電磁感、渦流剎車強有力的制動功能是通過電磁感 應原理產(chǎn)生制動扭矩來實現(xiàn)的，不存在磨擦與磨應原理產(chǎn)生制動扭矩來實現(xiàn)的，不存在磨擦與磨 擦件，這樣就不能擦件，這樣就不能100%100%的剎住絞車，只能作為輔的剎住絞車，只能作為輔 助剎車使用。助剎車使用。 一、結構 1 1、剎車主體、剎車主體 3 3、可控硅整流裝置、可控硅整流裝置 4 4、司鉆開關、司鉆開關 2 2、冷卻系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng) 轉動的部分轉

6、動的部分 稱為轉子稱為轉子 一、剎車主體一、剎車主體 靜止的部分靜止的部分 稱為定子稱為定子 在定子與轉子之間在定子與轉子之間 有一定的氣隙，稱有一定的氣隙，稱 為工作氣隙，為工作氣隙， 電磁渦流剎車的剎電磁渦流剎車的剎 車主體采用外電樞車主體采用外電樞 結構的型式結構的型式 剎車主體結構圖剎車主體結構圖 電磁渦流剎車的剎車主體采用外電樞結構的型電磁渦流剎車的剎車主體采用外電樞結構的型 式，也就是說，其轉子在定子外面旋轉。式，也就是說，其轉子在定子外面旋轉。 1. 1. 端蓋端蓋 2. 2. 轉子轉子 3. 3. 機座機座 4. 4. 定子定子 5. 5. 激磁線圈激磁線圈 6.6.上呼吸器上

7、呼吸器 7.7.下呼吸器下呼吸器 水水 冷冷 剎剎 車車 主主 體體 圖圖 1. 1. 端蓋端蓋 兩側端蓋兩側端蓋 安裝安裝 2. 2. 轉子轉子 剎車的轉子通剎車的轉子通 過齒式離合器與絞車過齒式離合器與絞車 滾筒軸相聯(lián)，由絞車滾筒軸相聯(lián)，由絞車 滾筒驅動，與滾筒同滾筒驅動，與滾筒同 速旋轉。轉子既是磁速旋轉。轉子既是磁 路的一部分，又是電路的一部分，又是電 路的一部分，采用電路的一部分，采用電 工鋼制成。它和定子工鋼制成。它和定子 磁極、工作氣隙構成磁極、工作氣隙構成 剎車的完整磁路。剎車的完整磁路。 3. 3. 機座機座 4. 4. 定子定子 剎車的定子由磁極剎車的定子由磁極 和激磁線圈

8、構成。和激磁線圈構成。50、 70型成對使用，磁極是型成對使用，磁極是 磁路的一部分，采用電磁路的一部分，采用電 工鋼成，這種材料的工鋼成，這種材料的 導磁系數(shù)高，矯頑力小，導磁系數(shù)高，矯頑力小， 以滿足下鉆時制動扭矩以滿足下鉆時制動扭矩 大，而起空吊卡時無用大，而起空吊卡時無用 制動扭矩小的要求。制動扭矩小的要求。 此圖為燒毀后的線圈此圖為燒毀后的線圈 5. 5. 激磁線圈激磁線圈 激磁線圈是剎車的激磁線圈是剎車的 電路部分，工作時通以電路部分，工作時通以 直流電流，它固定于磁直流電流，它固定于磁 極上，與磁極組成一個極上，與磁極組成一個 整體成為定子。剎車在整體成為定子。剎車在 運行時要產(chǎn)

9、生大量的熱運行時要產(chǎn)生大量的熱 量，因此激磁線圈采用量，因此激磁線圈采用 了耐高溫的電磁線與相了耐高溫的電磁線與相 應的絕緣材料，以保證應的絕緣材料，以保證 線圈在高溫下仍具有良線圈在高溫下仍具有良 好的絕緣性能。好的絕緣性能。 水冷水冷 結構緊湊，體積小結構緊湊，體積小 重量輕，維護方便重量輕，維護方便 輸出功率大、升溫慢、輸出功率大、升溫慢、 環(huán)境適應能力強環(huán)境適應能力強 水冷渦流剎車與絞水冷渦流剎車與絞 車的滾筒可以共用一個車的滾筒可以共用一個 水冷卻系統(tǒng)，由一個水水冷卻系統(tǒng)，由一個水 泵供應冷卻水，流經(jīng)剎泵供應冷卻水，流經(jīng)剎 車的冷卻水返回水箱以車的冷卻水返回水箱以 便散熱，不同型號的

10、剎便散熱，不同型號的剎 車需用的冷卻水量要符車需用的冷卻水量要符 合要求以確保渦流剎車合要求以確保渦流剎車 的進出水溫度在規(guī)定的的進出水溫度在規(guī)定的 范圍內（冷卻水量見前范圍內（冷卻水量見前 面參數(shù)表）。面參數(shù)表）。 70型電磁剎車推薦冷卻水系統(tǒng)的流程圖型電磁剎車推薦冷卻水系統(tǒng)的流程圖 從剎車排出的冷卻水經(jīng)過一個漏斗返回從剎車排出的冷卻水經(jīng)過一個漏斗返回 水箱，漏斗與排水接頭稍離一段距離以保證水箱，漏斗與排水接頭稍離一段距離以保證 排水流暢。當無回水泵時，水箱安裝的位置排水流暢。當無回水泵時，水箱安裝的位置 應與渦流剎車內的冷卻水有足夠的水位差，應與渦流剎車內的冷卻水有足夠的水位差， 使冷卻水

11、能自流返回。使冷卻水能自流返回。 水質要求含有較低的礦物質（水質要求含有較低的礦物質（PH值不超值不超 過過77.5），與內燃機水套內的水質要求相），與內燃機水套內的水質要求相 近，如果水質不合要求，則需進行化學處理，近，如果水質不合要求，則需進行化學處理， 當剎車用于海洋時，也可以裝置專門的海水當剎車用于海洋時，也可以裝置專門的海水 冷卻器。冷卻器。 風冷式電磁渦流剎車下風冷式電磁渦流剎車下 鉆時由電磁能轉換的巨大熱鉆時由電磁能轉換的巨大熱 能不是用水來冷卻和吸收，能不是用水來冷卻和吸收， 而是強迫通風進行冷卻和吸而是強迫通風進行冷卻和吸 收。收。 采用了風源為離心式通風機采用了風源為離心式

12、通風機 的軸向通風冷卻結構。的軸向通風冷卻結構。 工作時，冷卻工作時，冷卻 空氣從離心式通風空氣從離心式通風 機進風口吸入，進機進風口吸入，進 入剎車，從剎車另入剎車，從剎車另 一端排出。一端排出。 應當應當 指出，為了保證渦指出，為了保證渦 流剎車正常運行，流剎車正常運行， 在整個下鉆過程中，在整個下鉆過程中， 必須使離心式通風必須使離心式通風 機不停地運轉機不停地運轉。 這樣不僅簡化了冷卻系統(tǒng)，縮小了冷這樣不僅簡化了冷卻系統(tǒng)，縮小了冷 卻系統(tǒng)的體積，減輕了重量，更重要的是卻系統(tǒng)的體積，減輕了重量，更重要的是 不受水冷時水質、水源及低溫的影響和限不受水冷時水質、水源及低溫的影響和限 制，提高

13、了適應性，避免了水冷時經(jīng)常發(fā)制，提高了適應性，避免了水冷時經(jīng)常發(fā) 生的水垢、堵塞、銹蝕、設備凍裂凍壞等生的水垢、堵塞、銹蝕、設備凍裂凍壞等 不良后果。不良后果。 它由整流變壓器和可它由整流變壓器和可 控硅半控橋式整流電路控硅半控橋式整流電路 組成。用以將鉆機交流組成。用以將鉆機交流 發(fā)電機或交流電網(wǎng)供給發(fā)電機或交流電網(wǎng)供給 的交流電壓變成可調直的交流電壓變成可調直 流電壓，給激磁線圈通流電壓，給激磁線圈通 以可調直流電流。以可調直流電流。 考慮到使用電磁渦流剎車進行下鉆作業(yè)考慮到使用電磁渦流剎車進行下鉆作業(yè) 時，其下鉆速度的調整精度、調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)時，其下鉆速度的調整精度、調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn) 定性以及

14、過渡過程動態(tài)品質方面的指標都要定性以及過渡過程動態(tài)品質方面的指標都要 求不高，因此采用比較簡單的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)求不高，因此采用比較簡單的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng) 即可滿足鉆井工藝的要求。通過調節(jié)激磁線即可滿足鉆井工藝的要求。通過調節(jié)激磁線 圈的直流電流，便可調節(jié)剎車的制動扭矩，圈的直流電流，便可調節(jié)剎車的制動扭矩， 從而改變鉆具的下放速度。從而改變鉆具的下放速度。 電源柜的交流電源進線采用三相四線制或三相五線制，采電源柜的交流電源進線采用三相四線制或三相五線制，采 用三相四線制時，其電纜規(guī)格不宜小于用三相四線制時，其電纜規(guī)格不宜小于VV3x16+1x10mm, 并需要另設單獨的并需要另設單獨的PE線（接地線

15、），線（接地線），PE線截面不宜小于線截面不宜小于10 mm，接地電阻，接地電阻10歐，三相四線電源線分別接柜內主接線端歐，三相四線電源線分別接柜內主接線端 子排上的子排上的A、B、C、N及及PE端子。端子。 直流輸出線建議采用或型直流輸出線建議采用或型 通用像套軟電纜，規(guī)格不小于通用像套軟電纜，規(guī)格不小于x （mm）或）或x（mm）。）。 它實際上是一臺可調的差動變它實際上是一臺可調的差動變 壓器，由鐵芯、線圈、調節(jié)機構等壓器，由鐵芯、線圈、調節(jié)機構等 部分組成。部分組成。 p-活動銜鐵 p-導磁外殼 p-骨架 p-匝數(shù)為W1初級繞組 p-匝數(shù)為W2a的次級繞組 p-匝數(shù)為W2b的次級繞組

16、將鐵芯位置的變化轉換成交流信號電壓的變化，經(jīng)將鐵芯位置的變化轉換成交流信號電壓的變化，經(jīng) 橋式整流作為給定信號電壓，去控制可控硅的導通角，橋式整流作為給定信號電壓，去控制可控硅的導通角， 以改變直流電壓，從而改變激磁線圈直流電流，改變制以改變直流電壓，從而改變激磁線圈直流電流，改變制 動扭矩，調節(jié)滾筒轉速的目的。動扭矩，調節(jié)滾筒轉速的目的。 這種無觸點司鉆開關，不但操縱方便靈活，線性度這種無觸點司鉆開關，不但操縱方便靈活，線性度 好，無接觸磨損，而且給定信號的大小比較直觀，便于好，無接觸磨損，而且給定信號的大小比較直觀，便于 司鉆掌握。司鉆掌握。 差動變壓器是一種將位置量的變化轉為電感量變 化

17、的傳感器，初級線圈做為差動變壓器激勵用，相當 于變壓器原邊。次級線圈由兩個結構尺寸和參數(shù)相同 的線圈反相串接而成，相當于變壓器副邊。差動變壓 器是開磁路，工作是建立在互感基礎上的， 當沒有位移時，銜鐵處于初始平衡位置， 它與兩個鐵芯的間隙為a0 =b0=0，兩個 次級繞組的互感電勢相等，即e2a=e2b。由 于次級繞組反向串聯(lián)，因此，差動變壓器輸 出電壓 0 222 ba eeU 0 222 ba eeU 電壓的大小反映了被測位移的大小，通過用相敏 檢波等電路處理，使最終輸出電壓的極性能反映位移 的方向。 當被測體有位移時，與被測體相連的銜鐵的位置 將發(fā)生相應的變化，使ab兩次級繞組的互感電

18、勢e2ae2b，輸出電壓 當一次側線圈接入激勵電壓后，二次側線圈將產(chǎn)生 感應電壓輸出互感變化時，輸出電壓將作相應變化。 電磁渦流剎車又稱電磁渦流制動器。電磁渦流剎車又稱電磁渦流制動器。 它是一種將鉆具下鉆時產(chǎn)生的巨大機械它是一種將鉆具下鉆時產(chǎn)生的巨大機械 能轉換成電能，又將電能轉換為熱能的能轉換成電能，又將電能轉換為熱能的 非摩擦式能量轉換裝置。這種能量的轉非摩擦式能量轉換裝置。這種能量的轉 換及強有力的制動過程，是通過電磁感換及強有力的制動過程，是通過電磁感 應原理完成的，而不是通過摩擦式的或應原理完成的，而不是通過摩擦式的或 其他形式的磨擦付完成的，沒有任何磨其他形式的磨擦付完成的，沒有任

19、何磨 損件。制動時產(chǎn)生的巨大熱量，通過水損件。制動時產(chǎn)生的巨大熱量，通過水 介質和冷卻風進行吸收與交換。介質和冷卻風進行吸收與交換。 實驗 如圖把接有電流計的導體框如圖把接有電流計的導體框ABCD放在均勻的穩(wěn)恒磁場中放在均勻的穩(wěn)恒磁場中,使導體框平使導體框平 面跟磁場方向垂直。線框的面跟磁場方向垂直。線框的CD邊可以沿著邊可以沿著AD和和BC邊滑動并保持接觸。邊滑動并保持接觸。 實驗表明實驗表明,當使當使CD邊朝某一方向邊朝某一方向(如朝右如朝右)滑動時滑動時,電流計的指針發(fā)生偏轉電流計的指針發(fā)生偏轉, 即在線框即在線框ABCD中產(chǎn)生感應電流。中產(chǎn)生感應電流。CD邊滑動越快，電流計指針偏轉的角

20、邊滑動越快，電流計指針偏轉的角 度越大度越大,即感應電流越大。當即感應電流越大。當CD邊朝反方向邊朝反方向(即朝左即朝左)滑動時，感應電流的滑動時，感應電流的 方向相反。在這個實驗里，磁場是恒定的，所以當方向相反。在這個實驗里，磁場是恒定的，所以當CD邊滑動時，線框邊滑動時，線框 所在處的磁場并沒有變化。所在處的磁場并沒有變化。CD邊的移動只是使線框的面積發(fā)生了變化，邊的移動只是使線框的面積發(fā)生了變化， 產(chǎn)生了感應電流。產(chǎn)生了感應電流。 結論：當穿過閉合回路當穿過閉合回路(如線框 ABCD等)的磁通量發(fā)生變化時的磁通量發(fā)生變化時， 回路中就產(chǎn)生感應電流回路中就產(chǎn)生感應電流。這也就 是產(chǎn)生感應電

21、流的條件產(chǎn)生感應電流的條件。 1、產(chǎn)生感應電流的條件、產(chǎn)生感應電流的條件 幾個概念幾個概念 圖圖a所示把極插入線圈，磁棒的磁感應線的方向朝下，可以看出所示把極插入線圈，磁棒的磁感應線的方向朝下，可以看出 磁棒插入過程中穿過線圈的向下的磁通量增加。根據(jù)右手定則可知，這磁棒插入過程中穿過線圈的向下的磁通量增加。根據(jù)右手定則可知，這 時感應電流所激發(fā)的磁場方向朝上，其作用相當于阻止線圈中磁通量的時感應電流所激發(fā)的磁場方向朝上，其作用相當于阻止線圈中磁通量的 增加。在圖增加。在圖b所示把極拔出的情形所示把極拔出的情形,穿插過線圈的磁通量減少，而這時穿插過線圈的磁通量減少，而這時 感應電流所激發(fā)的磁場方

22、向朝下，其作用相當于阻止磁通量的減少。感應電流所激發(fā)的磁場方向朝下，其作用相當于阻止磁通量的減少。 2、楞次定律、楞次定律 結論：閉合回路中感應電流的方閉合回路中感應電流的方 向向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻總是使得它所激發(fā)的磁場來阻 止引起感應電流的磁通量的變化止引起感應電流的磁通量的變化 (增加或減少增加或減少)。這個結論叫做楞楞 次定律次定律。 我們還可以從另一個角度來理解上述實驗結果。當把磁我們還可以從另一個角度來理解上述實驗結果。當把磁 棒的極插入線時棒的極插入線時,線圈因有感應電流流過時也相當于一根線圈因有感應電流流過時也相當于一根 磁棒，如圖所示，線圈的極出現(xiàn)在上端，與磁棒的極相

23、磁棒，如圖所示，線圈的極出現(xiàn)在上端，與磁棒的極相 對，兩者相排斥，其效果是反抗磁棒的插入。同樣對，兩者相排斥，其效果是反抗磁棒的插入。同樣,當把磁當把磁 棒的極從線圈中拔出時棒的極從線圈中拔出時,如圖所示如圖所示,線圈的極出現(xiàn)在上端線圈的極出現(xiàn)在上端, 它和磁棒的極互相吸引，其效果是阻止磁棒的拔出。這個它和磁棒的極互相吸引，其效果是阻止磁棒的拔出。這個 例子表明例子表明,楞次定律還可以表述為：楞次定律還可以表述為：感應電流的效果總是反 抗引起感應電流產(chǎn)生的原因。這里所說的。這里所說的“效果”,既可以既可以 理解為感應電流所激發(fā)的磁場理解為感應電流所激發(fā)的磁場,也可以理解為因感應電流出也可以理解

24、為因感應電流出 現(xiàn)而引起的機械作用；這里所說的現(xiàn)而引起的機械作用；這里所說的“原因”，既可指磁通量，既可指磁通量 的變化，也可指引起磁通量變化的相對運動或回路的形變。的變化，也可指引起磁通量變化的相對運動或回路的形變。 值得指出，在某些問題中并不要求具體確定感應電流的方向值得指出，在某些問題中并不要求具體確定感應電流的方向, 而只需要定性判明感應電流所引起的機械效果，這時用楞次而只需要定性判明感應電流所引起的機械效果，這時用楞次 定律的后一種表述來分析問題定律的后一種表述來分析問題,更為方便。更為方便。 l3、渦流、渦流 l 在許多電磁設備中常常有大塊的金屬存在在許多電磁設備中常常有大塊的金屬

25、存在(如發(fā)電機和變壓器中的鐵如發(fā)電機和變壓器中的鐵 芯芯)，當這些金屬塊在變化的磁場中或相對于磁場運動時，在它們的內部，當這些金屬塊在變化的磁場中或相對于磁場運動時，在它們的內部 也會產(chǎn)生感應電流。也會產(chǎn)生感應電流。 例如，在圓柱形的鐵芯上繞有線圈，當 線圈中通上交變電流時，鐵芯就處在交變磁 場中。鐵芯可看作是由一系列半徑逐漸變化 的圓柱狀薄殼組成，每層薄殼自成一個閉合 回路。在交變磁場中，通過這些薄殼的磁通 量都在不斷地變化，所以沿著一層層的殼壁 產(chǎn)生感應電流。從鐵芯的上端俯看，電流的 流線呈閉合的渦旋狀,因而這種感應電流叫做 渦電流,簡稱為渦流渦流。由于大塊金屬的電阻很 小,因此渦流可達非

26、常大的強度。 l4、電磁阻尼。、電磁阻尼。 l 把銅把銅(或鋁或鋁)片懸掛在電磁鐵的兩極間，形成片懸掛在電磁鐵的兩極間，形成 一個擺。在電磁鐵線圈未通電時，銅片可以自一個擺。在電磁鐵線圈未通電時，銅片可以自 由擺動，要經(jīng)過較長時間才會停下來。一旦當由擺動，要經(jīng)過較長時間才會停下來。一旦當 電磁鐵被勵磁之后，由于穿過運動導體的磁通電磁鐵被勵磁之后，由于穿過運動導體的磁通 量發(fā)生變化，銅片內將產(chǎn)生感應電流。根據(jù)楞量發(fā)生變化，銅片內將產(chǎn)生感應電流。根據(jù)楞 次定律，感應電流的效果總是反抗引起產(chǎn)生感次定律，感應電流的效果總是反抗引起產(chǎn)生感 應電流的原因，因此，銅片擺錘的擺動便受到應電流的原因，因此，銅片

27、擺錘的擺動便受到 阻力而迅速停止。阻力而迅速停止。 在許多電磁場儀表中，為了使測量時指針的擺動能夠迅 速穩(wěn)定下來，就是采用了類似的電磁阻尼。 當剎車工作時，在它的激磁線圈內通入直流電流，于當剎車工作時，在它的激磁線圈內通入直流電流，于 是在轉子與定子之間便有磁通相鏈，使轉子處在磁場閉合回是在轉子與定子之間便有磁通相鏈，使轉子處在磁場閉合回 路中。磁場所產(chǎn)生的磁力線通過磁極路中。磁場所產(chǎn)生的磁力線通過磁極 氣隙氣隙電樞電樞氣隙氣隙 磁極。形成一個閉合回路磁極。形成一個閉合回路。 l 下鉆時，絞車滾筒旋轉，通過離合器驅動轉子以相同轉下鉆時，絞車滾筒旋轉，通過離合器驅動轉子以相同轉 速在定子所建立的

28、磁場內旋轉。在這個磁場中，磁力線在磁速在定子所建立的磁場內旋轉。在這個磁場中，磁力線在磁 級的齒部級的齒部(凸極部分凸極部分)分布較密，而在磁極的槽部分布較密，而在磁極的槽部(齒間部分齒間部分) 分布較稀，因此隨著轉子與定子的相對運動，轉子各點上的分布較稀，因此隨著轉子與定子的相對運動，轉子各點上的 磁通便處于不斷重復的變化之中。換句話說，轉子沿工作氣磁通便處于不斷重復的變化之中。換句話說，轉子沿工作氣 隙的圓周上的磁極的齒部和槽部的磁導尺寸不等，便在空間隙的圓周上的磁極的齒部和槽部的磁導尺寸不等，便在空間 建立脈動磁場，根據(jù)電磁感應定律，轉子上便產(chǎn)生感應電勢，建立脈動磁場，根據(jù)電磁感應定律，

29、轉子上便產(chǎn)生感應電勢， 在這個感應電勢作用下，轉子中產(chǎn)生渦流。渦流與定子磁場在這個感應電勢作用下，轉子中產(chǎn)生渦流。渦流與定子磁場 相互作用產(chǎn)生電磁力，力的方向由左手定則確定，該力沿轉相互作用產(chǎn)生電磁力，力的方向由左手定則確定，該力沿轉 子的切線方向，并且與轉子旋轉方向相反。這個力對轉子軸子的切線方向，并且與轉子旋轉方向相反。這個力對轉子軸 心形成的轉矩稱為電磁轉矩，也就是電磁渦流剎車阻止?jié)L筒心形成的轉矩稱為電磁轉矩，也就是電磁渦流剎車阻止?jié)L筒 旋轉的制動扭矩。司鉆通過調節(jié)司鉆開關手柄位置，便調節(jié)旋轉的制動扭矩。司鉆通過調節(jié)司鉆開關手柄位置，便調節(jié) 了激磁電流的大小，改變了制動轉矩的大小，從而達

30、到了控了激磁電流的大小，改變了制動轉矩的大小，從而達到了控 制鉆具下放速度的目的。制鉆具下放速度的目的。 渦流剎車的特性渦流剎車的特性 電磁渦流剎車的機械特性:如圖所示，與并激直流 發(fā)電機的M-n特性相似。除去一小部分低速段外，中、高 速段具有較大的幾乎不變的止動扭矩。當轉速變化時，止 動扭矩可以保持恒定，圖中的曲線為100%激磁。通過改 變激磁電流的大小，可以改變較低的M-n特性曲線。也就 是在任何下鉆載荷下，可調得任意的下鉆速度，并可以不 用帶式剎車就可以將鉆柱剎慢，但由于有轉速差才能產(chǎn)生 電磁力矩，因而不能剎死。平滑調節(jié)激磁電流，改變制動 力矩，實現(xiàn)無級調速。調節(jié)激磁電流非常靈活省力。電

31、磁 渦流剎車產(chǎn)生的制動力矩M制始終與滾筒軸的旋轉方向相 反，因而軸的轉向改變無需改變激磁電流方向。 （二）剎（二）剎 車力矩減小車力矩減小 （一）剎車（一）剎車 不能工作不能工作 （一）、電磁剎車不能工作（一）、電磁剎車不能工作 1、機械故障、機械故障 2、電氣故障、電氣故障 1、機械故障、機械故障轉子與定轉子與定 子表面擦碰，導致磁極間短路。子表面擦碰，導致磁極間短路。 （1）產(chǎn)生的原因：）產(chǎn)生的原因： 與絞車滾筒軸不同與絞車滾筒軸不同 軸度太大。軸度太大。 剎車腔內水位過高剎車腔內水位過高 使軸承密封工作使軸承密封工作 惡化。惡化。 軸承缺乏適當?shù)貪欇S承缺乏適當?shù)貪?滑?；?A、進水排量

32、過大。、進水排量過大。B、排水管被堵塞。、排水管被堵塞。 C、排水口背壓過、排水口背壓過 高。高。 剎車軸與絞車滾筒軸之間用齒式離合器聯(lián)接剎車軸與絞車滾筒軸之間用齒式離合器聯(lián)接 安裝時必安裝時必 須保證渦流剎車軸與絞車滾筒軸軸線嚴格找正，其同軸度須保證渦流剎車軸與絞車滾筒軸軸線嚴格找正，其同軸度 誤差不得大于誤差不得大于0.25毫米。找正時可按圖所示方法，用百分毫米。找正時可按圖所示方法，用百分 表檢查角度誤差和水平偏置誤差，借助渦流剎車底板上的表檢查角度誤差和水平偏置誤差，借助渦流剎車底板上的 四個頂絲，在剎車與底座間用墊片進行調整。四個頂絲，在剎車與底座間用墊片進行調整。 在現(xiàn)場安裝調整時

33、，如果沒有百分表，可用鋼板在現(xiàn)場安裝調整時，如果沒有百分表，可用鋼板 尺和塞規(guī)進行檢驗，也可用指針靠在離合器端面及徑尺和塞規(guī)進行檢驗，也可用指針靠在離合器端面及徑 向在圓周的四個方向檢查其跳動量。如果渦流剎車軸向在圓周的四個方向檢查其跳動量。如果渦流剎車軸 與絞車滾筒軸中心沒有找正或誤差很大，將造成軸承與絞車滾筒軸中心沒有找正或誤差很大，將造成軸承 負荷增加，導致軸承早期磨損直至損壞報廢。除了保負荷增加，導致軸承早期磨損直至損壞報廢。除了保 證渦流剎車中心高與絞車滾筒中心高保持一致外，還證渦流剎車中心高與絞車滾筒中心高保持一致外，還 必須保證離合器處于分離狀態(tài)時其間有必須保證離合器處于分離狀態(tài)

34、時其間有1519毫米的毫米的 間隙。安裝后的離合器應能靈活移動，保證離合器在間隙。安裝后的離合器應能靈活移動，保證離合器在 掛合與分離時操作自如，沒有任何卡阻現(xiàn)象。掛合與分離時操作自如，沒有任何卡阻現(xiàn)象。 風冷電磁剎車風扇葉轉向一定要正確，從風冷電磁剎車風扇葉轉向一定要正確，從 外面往電磁剎車中吸風，從另一端排出，風機功外面往電磁剎車中吸風，從另一端排出，風機功 率匹配。率匹配。 水冷電磁剎車將排水控制在水冷電磁剎車將排水控制在560L/min，排，排 水管直徑不得小于水管直徑不得小于4“，保證剎車內腔與水箱的，保證剎車內腔與水箱的 位置差，返回水箱的排出水管線不要過長。位置差，返回水箱的排出

35、水管線不要過長。 在剎車兩側的軸承腔內注入足夠的鋰基在剎車兩側的軸承腔內注入足夠的鋰基 潤滑脂，用黃油槍打入時保證至少注滿軸承潤滑脂，用黃油槍打入時保證至少注滿軸承 腔的三分之二。在正常使用的情況下，一般腔的三分之二。在正常使用的情況下，一般 應每星期注入一次潤滑脂。應每星期注入一次潤滑脂。 在齒式離合器的滑動與轉動部分注入足在齒式離合器的滑動與轉動部分注入足 量機油或黃油，確保內齒圈，外齒圈及撥叉量機油或黃油，確保內齒圈，外齒圈及撥叉 等部件的潤滑，使離合器運動自如，等部件的潤滑，使離合器運動自如， “離離”“”“合合”可靠。可靠。 2、手柄損壞手柄損壞 觀察直流電流、電壓表是否有可控性，轉

36、動手柄時電流表是否觀察直流電流、電壓表是否有可控性，轉動手柄時電流表是否 在轉動，手柄打在最大位置時電流值是否在額定值，手柄在最小位在轉動，手柄打在最大位置時電流值是否在額定值，手柄在最小位 置時，電流表是否回零。若不能實現(xiàn)按下列方法檢查：置時，電流表是否回零。若不能實現(xiàn)按下列方法檢查： 檢查控制手柄差動變壓器線圈是否損壞，接線是錯誤，使用檢查控制手柄差動變壓器線圈是否損壞，接線是錯誤，使用 萬用表檢測四個接頭線圈阻值，高壓側萬用表檢測四個接頭線圈阻值，高壓側220VAC阻值約為阻值約為3K,低壓低壓 側側018VAC阻值阻值0.52K。 檢查控制柜，保險是否燒毀，檢查控制柜，保險是否燒毀，S

37、CR工作是否正常。工作是否正常。 1、 SCR控制裝置損壞控制裝置損壞 保險燒毀、保險燒毀、SCRSCR擊穿、觸發(fā)電路燒毀擊穿、觸發(fā)電路燒毀 2、電氣故障：、電氣故障： （二）、電磁渦流剎車剎車力矩減小 空氣隙空氣隙 惡化惡化 剎車過剎車過 熱熱 線圈損線圈損 壞壞 線圈極線圈極 性不對性不對 1、空氣隙惡化：、空氣隙惡化： 空氣和鐵的空氣和鐵的 氧化物是不良的氧化物是不良的 導磁體，稍微增導磁體，稍微增 加空氣隙或表面加空氣隙或表面 沉積銹蝕層將會沉積銹蝕層將會 大大減少穿過轉大大減少穿過轉 子和磁極間的磁子和磁極間的磁 通量。通量。 使用了高含鹽使用了高含鹽 量或高量或高PH值（值（77.

38、5） 的冷卻水造成轉子和的冷卻水造成轉子和 磁極表面有大量的銹磁極表面有大量的銹 蝕層和水垢層。蝕層和水垢層。 （1） 產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因： 磁極上氧化鐵磁極上氧化鐵 層被剝落，空氣隙增層被剝落，空氣隙增 大。大。 注意：測量空氣隙前應除去蝕銹層和水垢層， 當空氣隙達到1.8mm時，制動力矩將下降一半。 （2）排除方法： 盡可能地保證應用干凈的冷卻水。 加入抗銹蝕的化學藥品。 采用正確的方法檢查空氣隙，如果空氣 隙超過額定值，此時剎車應進行大修。 轉動轉子盤，按下表規(guī)定檢驗氣隙值，每轉 過120，用塞尺分別通過渦流剎車兩側六個觀 察孔各測量一次間隙值。連續(xù)轉動3次，每個觀 察孔按上述規(guī)定測取

39、3個間隙值，18個空氣隙間 隙間隙中應有14個以上符合規(guī)定即為合格。 各種規(guī)格渦流剎車氣息值 2、剎車過熱造成故障、剎車過熱造成故障 轉子內徑膨脹引起空氣隙增大。轉子內徑膨脹引起空氣隙增大。 線圈電阻增大，從而降低了通過線線圈電阻增大，從而降低了通過線 圈的電流，但磁通量與安匝數(shù)成正圈的電流，但磁通量與安匝數(shù)成正 比關系，所以磁通量也相應減少，比關系，所以磁通量也相應減少， 力矩減小。力矩減小。 轉子因變形而翹曲，使空氣隙局部轉子因變形而翹曲，使空氣隙局部 增大。增大。 轉子龜裂導致轉子不能形成渦流，或轉子龜裂導致轉子不能形成渦流，或 轉子產(chǎn)生變形氣隙增大轉子產(chǎn)生變形氣隙增大 (1) 產(chǎn)產(chǎn) 生

40、生 的的 原原 因因 （2）排除方法：）排除方法： 提高進水排量到推薦值。提高進水排量到推薦值。 增加水箱的冷卻水或增大水箱容增加水箱的冷卻水或增大水箱容 積（在極熱地區(qū)使用時應適當增積（在極熱地區(qū)使用時應適當增 大水箱容積），增大風機電機功大水箱容積），增大風機電機功 率或增加一臺冷卻風機。率或增加一臺冷卻風機。 當轉子旋轉時，減緩冷卻水流暢當轉子旋轉時，減緩冷卻水流暢 速度。速度。 處理線圈內腔積聚冷凝水使線處理線圈內腔積聚冷凝水使線 圈絕緣破壞。圈絕緣破壞。 3、一個或一個以上線圈損壞、一個或一個以上線圈損壞磁通量減少磁通量減少 加在線圈上的電壓過高，導致線圈加在線圈上的電壓過高，導致線

41、圈 燒毀。燒毀。 1）、產(chǎn)生的原因：）、產(chǎn)生的原因： （2）排除方法：）排除方法： 測量線圈阻值，每組線圈約為測量線圈阻值，每組線圈約為5。 A、線圈內腔至呼吸器通道堵塞，清、線圈內腔至呼吸器通道堵塞，清 理呼吸器。理呼吸器。 B、從呼吸器排出的水份過多，說明、從呼吸器排出的水份過多，說明 線圈護罩已不能很好地密封，此時應進線圈護罩已不能很好地密封，此時應進 行大修。行大修。 C、消除水冷卻系統(tǒng)的故障。、消除水冷卻系統(tǒng)的故障。 （1）產(chǎn)生的原因：）產(chǎn)生的原因： 沒有按照要沒有按照要 求接線，裝在一求接線，裝在一 個定子上的兩個個定子上的兩個 線圈所產(chǎn)生的磁線圈所產(chǎn)生的磁 通按電流通過的通按電流

42、通過的 方向相互消弱。方向相互消弱。 4、線圈極性不對：、線圈極性不對： 用指針萬用表檢查找出線圈的頭尾，用指針萬用表檢查找出線圈的頭尾， 按照圖紙重新連接。按照圖紙重新連接。 先用萬用表電阻擋測出先用萬用表電阻擋測出4組繞組，組繞組， 分出左右兩側。分出左右兩側。 （2）排除方法：）排除方法： 將萬用表選擇開關切換到直流電流檔（或直流電壓將萬用表選擇開關切換到直流電流檔（或直流電壓 檔也可以），量程可小些，這樣指針偏轉明顯。將任意檔也可以），量程可小些，這樣指針偏轉明顯。將任意 一側的一組繞組兩個線端先標上首端一側的一組繞組兩個線端先標上首端D1和末端和末端D3的標的標 記并接到萬用表上，并

43、且指定首端記并接到萬用表上，并且指定首端D1接萬用表的接萬用表的“” 端上，末端端上，末端D3接萬用表的接萬用表的“”端上。再將同一側另端上。再將同一側另 一相繞組的一個線端接電池的負極，另一經(jīng)端去碰觸電一相繞組的一個線端接電池的負極，另一經(jīng)端去碰觸電 池正極，同時注意觀察表針的瞬間偏轉方向，若表針正池正極，同時注意觀察表針的瞬間偏轉方向，若表針正 偏移（向右轉動），則與電池正極碰期的那根線端為首偏移（向右轉動），則與電池正極碰期的那根線端為首 端，與電池負極往連接的一根線端為末端，做好首末端端，與電池負極往連接的一根線端為末端，做好首末端 標記標記D1和和D2。若萬用表指針瞬間反轉移（向左轉

44、動測。若萬用表指針瞬間反轉移（向左轉動測 該相繞組的首末端與上述到別正好相反。該相繞組的首末端與上述到別正好相反。 用同樣的方法測出另一側的首尾端。用同樣的方法測出另一側的首尾端。 l渦流剎車的固定螺栓是否有松動，包括剎車與絞車渦流剎車的固定螺栓是否有松動，包括剎車與絞車 底座的緊固螺栓以及渦流剎車本身的緊固螺栓。如有松動，底座的緊固螺栓以及渦流剎車本身的緊固螺栓。如有松動， 應及時擰緊。應及時擰緊。 2經(jīng)常清除風機進風口及剎車排風口的垃圾、泥石、經(jīng)常清除風機進風口及剎車排風口的垃圾、泥石、 灰砂、金屬鐵屑等雜物，灰砂、金屬鐵屑等雜物， 特別是剎車下部的垃圾雜物，保特別是剎車下部的垃圾雜物，保

45、 持風道整潔暢通。經(jīng)常檢查冷卻水管線是否堵塞、破損，保持風道整潔暢通。經(jīng)常檢查冷卻水管線是否堵塞、破損，保 持冷卻水道的暢通，冷卻水持冷卻水道的暢通，冷卻水PH值是否符合要求。值是否符合要求。 3每次下鉆前，在剎車兩側的軸承腔內注入足夠的鋰每次下鉆前，在剎車兩側的軸承腔內注入足夠的鋰 基潤滑脂?；鶟櫥?。 4位于剎車右則上方的呼吸器，是作為線圈受熱或冷位于剎車右則上方的呼吸器，是作為線圈受熱或冷 卻時通氣用。位于剎車右側下方的呼吸器，是作為線圈受熱卻時通氣用。位于剎車右側下方的呼吸器，是作為線圈受熱 或冷卻時產(chǎn)生的冷凝水排出用。防止在線網(wǎng)中積聚水分，造或冷卻時產(chǎn)生的冷凝水排出用。防止在線網(wǎng)中積聚水分，造 成線圈損壞。在搬家安裝時切忌碰撞損壞，對呼吸