全数字电磁涡流刹车电源
(整理)电 磁 涡 流 刹 车
DWS70电磁涡流刹车使用说明书上海申通石油机械厂一、性能及说明DWS70型涡流刹车作为钻深为7000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场已经使用的钻机配套作为单独部件供应。
１、技术规范最大扭矩110000N.m钻井深度（用41/2"钻杆）7000m作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20°C时）10.722Ω线圈绝缘等级H级励磁功率23KW励磁电流（四线圈并联时）84A需用冷却水量560L/min最大出水温度（当进水温度42°C时）78°C重量11000kg二、结构电磁涡流刹车由刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关等三部分组成。
1、刹车主体它由两个基本部分组成，如图一所示。
其一为静止部分，称为定子；其二为转动部分，称为转子。
在定子与转子之间有一定的气隙，称为工作气隙，电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。
刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。
磁极是磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时有用制动扭矩大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。
激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个整体成为定子。
刹车在运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
图一电磁涡流刹车结构示意图1. 端盖2. 转子3. 机座4. 定子5. 激磁线圈6.上呼吸器7.下呼吸器刹车的转子通过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同速旋转。
转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，采用电工钢制成。
它和定子磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。
2．可控硅整流装置：它由整流变压器和可控硅半控桥式整流电路组成。
用以将钻机交流发电机或交流电网供给的交流电压变成可调直流电压，给激磁线圈通以可调直流电流。
基于CPLD的电磁涡流刹车电源控制系统的设计
第 ８卷 第 ６期 ２ ０ ０ ８年 ３月 １７ ・８９ ２ ０ ） ・５０ ０ ６ １１ １ （０ ８ ６ １７ ・４
科
学
技
术
与
工
程
⑥
Ｖ０． Ｎ ． １８ ｏ６
Ｍ８ ．２ ０ ｒ ０８
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｎ ｌ ｇ ｎ ｇ ｎ ｅｉ ｇ ｃ ｅ ｃ ｃｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
空 ， Ｒ 趋 向无穷 大 ， 出 的最 小 频 率 为 ７ ｚ 取 使 输 ５Ｈ ， Ｒ ＝１０ ｋ Ｃ ＝１０ ｐ ， Ｄ 。 ０ Ｑ， ， ０ Ｆ Ｖ Ｄ＝１ ０ Ｖ时 ， 出 的最 输 高频 率 为 ２ Ｈ 。改 变 电 位 器 Ｒ １的 位 置 ，使 ０ｋ ｚ Ｐ Ｖ Ｏ的控制 电压 从 ０ Ｖ连 续 升到 Ｖ Ｄ， ４脚就 可 Ｃ Ｄ 第
脉 冲 的移 相 角 ， 这样 通 过控 制 电压 的变 化来 实 现 脉 冲的移相 ， 相角 的范 围 约为 ０ 移 。～１０ 。 同步 电 路 ５。
图 ３ Ｃ ４４ Ｄ ０ ６构成 的电压频率转换器
使触 发 电路 与主 电路 工 作 上 步 调 一 致 ， 部 时钟 是 外
内部 电路 工作 的时 钟源 ， 程 软件 使 用 的是 Ｑ ａ ｕ 编 ｕａ ｓ
代表 以 Ａ相 负 半 周 作 为 同 步 信 号得 到 的脉 冲。 双 脉 冲 的组 合 为 图 １中 相 邻 两 个 脉 冲 的组 合 ， 例 如 Ａ ＋和 ｃ一组 合 为 与 Ａ相 连 接 的 上 桥 臂 的 晶 闸
管 的触 发 脉 冲 。
以得 到 ７ ～ ０ｋ ｚ的输 出信号 。 ５Ｈｚ ２ Ｈ
要
介 绍一种基 于 Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ的移相触发电路， 电路产 生的触发脉冲 稳定 性好 、 该 可靠性高 ， 应用于 电磁 涡流刹 车电源 。
电磁制动器电磁刹车器安装选型与应用工作原理
电磁制动器电磁刹车器安装选型与应用工作原理一、电磁制动器与电磁刹车器的工作原理当外加电流通过电磁铁时，电磁铁产生磁场。
这个磁场会使制动或刹车片与摩擦盘之间发生摩擦，从而产生摩擦阻力。
当电流断开时，电磁铁的磁场消失，制动或刹车片与摩擦盘之间的摩擦力也会消失。
通过控制电磁铁的通断，可以实现制动或刹车的控制。
二、电磁制动器与电磁刹车器的安装选型与应用1.安装选型(1)转矩要求：根据被控制机械设备的转矩要求选择合适的电磁制动器或电磁刹车器。
通常，制动器或刹车器的额定转矩应大于被控制设备所需的最大转矩。
(2)磨损程度：由于制动或刹车片与摩擦盘之间存在摩擦，会导致制动或刹车片的磨损。
因此，需要根据实际使用情况选择具有适当寿命的制动器或刹车器。
(3)动力供应：电磁制动器和电磁刹车器通常需要外接动力供应，例如交流电源或直流电源。
选择适合的电源类型以满足实际需求。
2.应用领域(1)机械设备领域：电磁制动器和电磁刹车器常用于各种机械设备，如印刷机、纺织机、包装机等。
它们可以实现对机械设备的精确控制，提高生产效率和安全性。
(2)交通工具领域：电磁制动器和电磁刹车器在汽车、火车和电梯等交通工具中广泛应用。
它们可以实现车辆的快速制动和停止，确保交通工具的安全性和稳定性。
(3)其他领域：电磁制动器和电磁刹车器还被应用于其他领域，如机床、起重机、电机、风电等。
它们对设备的控制和保护起到了重要作用。
总结起来，电磁制动器和电磁刹车器通过电磁力实现制动或刹车，并且在各个领域都有广泛应用。
在安装选型时需要考虑转矩要求、磨损程度和动力供应等因素。
无论是机械设备领域还是交通工具领域，电磁制动器和电磁刹车器都发挥着重要的作用，提高了生产效率和安全性。
电磁刹车培训
特
点
这种无触点司钻开关，不但操纵方便灵活，线性度 好，无接触磨损，而且给定信号的大小比较直观，便于 司钻掌握。
差动变压器是一种将位置量的变化转为电感量变 化的传感器，初级线圈做为差动变压器激励用，相当 于变压器原边。次级线圈由两个结构尺寸和参数相同 的线圈反相串接而成，相当于变压器副边。差动变压 器是开磁路，工作是建立在互感基础上的，
7.下呼吸器
1. 端盖
两侧端盖
安装
2. 转子
刹车的转子通 过齿式离合器与绞车 滚筒轴相联，由绞车 滚筒驱动，与滚筒同 速旋转。转子既是磁 路的一部分，又是电 路的一部分，采用电 工钢制成。它和定子 磁极、工作气隙构成 刹车的完整磁路。
3. 机座
4. 定子
刹车的定子由磁极 和激磁线圈构成。50、 70型成对使用，磁极是 磁路的一部分，采用电 工钢成，，这种材料的 导磁系数高，矫顽力小， 以满足下钻时制动扭矩 大，而起空吊卡时无用 制动扭矩小的要求。
从刹车排出的冷却水经过一个漏斗返回 水箱，漏斗与排水接头稍离一段距离以保证 排水流畅。当无回水泵时，水箱安装的位置 应与涡流刹车内的冷却水有足够的水位差， 使冷却水能自流返回。 水质要求含有较低的矿物质（PH值不超 过7～7.5），与内燃机水套内的水质要求相 近，如果水质不合要求，则需进行化学处理， 当刹车用于海洋时，也可以装置专门的海水 冷却器。
4、司钻开关
它实际上是一台可调的差动变 压器，由铁芯、线圈、调节机构等 部分组成。
差动变压器
１-活动衔铁 ２-导磁外壳 ３-骨架 ４-匝数为W1初级绕组 ５-匝数为W2a的次级绕组 ６-匝数为W2b的次级绕组
原
理
将铁芯位置的变化转换成交流信号电压的变化，经 桥式整流作为给定信号电压，去控制可控硅的导通角， 以改变直流电压，从而改变激磁线圈直流电流，改变制 动扭矩，调节滚筒转速的目的。
涡流、电磁阻尼和电磁驱动(高中物理教学课件)完整版7
5.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上 的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底 盘周边沿其径向对称地安装若干对紫 铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微 小振动，如图所示。无扰动时，按下 列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场； 出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其 左右振动的衰减最有效的方案是( A )
锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确 的是( A ) A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工 作
C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电 磁炉来烹饪食物
D.电磁炉的上表面一般都是用金属材料制成，以 加快热传递、减少热损耗
例2. (多选)如图所示是高频焊接原理示意图。线圈中通 以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就会产生感
3.探雷器（应用）
士兵手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化着的 电流。如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。用 来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。机场、 车站的安检门探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
三.涡流的应用与防止 4.变压器的铁芯（防止）
三.涡流的应用与防止 1.真空冶炼炉（应用）
线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金 属中产生涡流。涡流产生的热量使金属 熔化。炉体本身不发热，一般用耐高温 材料制作。
2.电磁炉（应用）
迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的 线圈时，面板上方的铁锅底部产生涡流， 铁锅迅速发热。面板本身并不发热。
三.涡流的应用与防止
电磁阻尼1
电磁阻尼2
例3.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车 装置，工作效应比靠摩擦力刹车更稳定，如图为该新 型装置的原理图（从后面朝前看）；过山车的两侧装 有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车 进入停车区时铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快 停下来，关于该装置的下列说法正确的是（ C ） A．刹车原理是利用了电流的磁效应 B．过山车从进入停车区到停止的过程，动能转化成 电能 C．过山车进入停车区的速度 越大，刹车的阻力越大 D．若将铜片换成有机玻璃片， 也能达到相同的刹车效果
人教版高中物理选修324.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动(共46张PPT)
如图，一个单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向 和所受安培力的方向。
安培力对线圈的运动有什么影响？
安培力阻碍线圈的运动
电磁阻尼
知道电磁阻尼现象的原理 知道电磁阻尼的几个应用
电表线圈骨架的作用
磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
铝框
假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感 应电流沿什么方向？
电磁驱动
电磁驱动： 磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受 到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。
电磁驱动的反思
在电磁驱动的这个小实验中，线圈转动的速度与磁铁转动的速度相比有何 关系？在此运动过程中，安培力起阻力还是动力作用？ 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁 铁，即同向异步。
当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象， 在铜盘中产生感应电流，使铜盘受到安培力作用， 而安培力的方向阻碍导体的运动，所以铜盘很快就 停了下来
问题与练习
如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开， 磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使 磁极上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来。分析这个现象的产生原因，并 说明此现象中能量转化的情况。
安培力对以地为参照物来说，是动力。 但对相对磁体的运动来说，是阻力。
电磁驱动的应用
交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的
连接到三相电源时能产生旋转的磁场 一种交流感应电动机的结构
电磁驱动和电磁阻尼
电磁阻尼和电磁驱动有何区别和联系？
区别 联系
电磁阻尼
电磁驱动
产生电流的原因
由于导体在磁场中 由于磁场相对于导体运动，
电磁涡流刹车使用说明书
DWS70电磁涡流刹车使用说明书上海申通石油机械厂一、性能及说明DWS70型涡流刹车作为钻深为7000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场已经使用的钻机配套作为单独部件供应。
１、技术规范最大扭矩110000N.m钻井深度（用41/2"钻杆）7000m作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20°C时）10.722Ω线圈绝缘等级H级励磁功率23KW励磁电流（四线圈并联时）84A需用冷却水量560L/min最大出水温度（当进水温度42°C时）78°C重量11000kg二、结构电磁涡流刹车由刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关等三部分组成。
1、刹车主体它由两个基本部分组成，如图一所示。
其一为静止部分，称为定子；其二为转动部分，称为转子。
在定子与转子之间有一定的气隙，称为工作气隙，电磁涡流刹车的刹车主体采用外电枢结构的型式，也就是说，其转子在定子外面旋转。
刹车的定子由磁极和激磁线圈构成。
磁极是磁路的一部分，采用电工钢成，这种材料的导磁系数高，矫顽力小，以满足下钻时有用制动扭矩大，而起空吊卡时无用制动扭矩小的要求。
激磁线圈是刹车的电路部分，工作时通以直流电流，它固定于磁极上，与磁极组成一个整体成为定子。
刹车在运行时要产生大量的热量，因此激磁线圈采用了耐高温的电磁线与相应的绝缘材料，以保证线圈在高温下仍具有良好的绝缘性能。
图一电磁涡流刹车结构示意图1. 端盖2. 转子3. 机座4. 定子5. 激磁线圈6.上呼吸器7.下呼吸器刹车的转子通过齿式离合器与绞车滚筒轴相联，由绞车滚筒驱动，与滚筒同速旋转。
转子既是磁路的一部分，又是电路的一部分，采用电工钢制成。
它和定子磁极、工作气隙构成刹车的完整磁路。
2．可控硅整流装置：它由整流变压器和可控硅半控桥式整流电路组成。
用以将钻机交流发电机或交流电网供给的交流电压变成可调直流电压，给激磁线圈通以可调直流电流。
电磁涡流刹车说明书
DS50电磁涡流刹车使 用 说 明 书118.03.00 SM兰州兰石国民油井石油工程有限公司二○○五年六月目 录机械部分1 性能及结构说明 (1)2 安装说明 (2)3 作用原理 (2)4 维护和使用 (3)5 修理和保养 (4)6 故障的排除 (4)7 附图 (6)兰石国民油井公司 DS50涡流刹车说明书118.03.00SM 机械部分1性能及结构说明DS50型涡流刹车作为钻深为5000米的海洋或陆地钻机的辅助刹车，既可与绞车成套供应，也可为矿场以经使用的钻机配套作为单独部件供应。
本刹车包括下述主要部分：——刹车主体——控制系统包括：三相变压器、刹车控制器和司钻开关控制装置——电缆——支架1.1 技术规范扭矩（在50r/min时） 60760 N.m钻井深度（用41/2″钻杆） 5000 m作用原理感应涡流制动线圈个数 4每个线圈额定电阻（20℃时） 6.5 Ω线圈绝缘等级H级励磁电压310/250VDC励磁电流45 ADC励磁功率13.9/10.6 kW需用冷却水量285 L/min最大出水温度（当进水温度42℃时）72 ℃重量（包括控制部分）7285 kg1.2 结构每个刹车有四个线圈，每个线圈用单玻璃丝铜线绕制，外层半迭包聚酰亚胺薄膜粘带三次，再半迭包玻璃丝一次，经两次真空渗漆，整个线圈的绝缘等级为H级，其允许的工作温度远远超出实际的运转温升。
DS50涡流刹车转子轴支在两个双列向心滚子轴承上，该轴承的允许载荷远大于实际载荷。
涡流刹车在厂内装于绞车上时经过精心调整，运转时所产生的电磁力在各个方向上又是相等的，所以工作时轴承仅承受轴及转子重所产生的载荷。
转子及定子均由高质量的磁性材料制成，并经过热处理，四个线圈由不锈钢可靠地密封在左、右定子体上，转子轴与滚筒轴用齿式离合器相连并且部分转子表面渗泡在冷却水中，运转时全部转子表面均能得到充分的冷却水，该冷却水由水泵强制循环。
壳体两侧装有四个排除不锈钢铁护罩内冷凝水的呼吸器及两个润滑轴承的黄油嘴。
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电信学院毕业设计任务书
题目 单片机控制的三相全控整流电源
学生姓名 班级 学号 题目类型 指导教师 系主任 一、 毕业设计（论文）的技术背景和设计依据：
本毕业设计取材于石油矿场的钻头下钻刹车控制工程实例。
电磁刹车是一种无机械摩擦的钻机辅助刹车,它利用电磁感应原理,将直流电通入电磁刹车的定子线圈,产生恒定磁场,在绞车下放重物时,电磁刹车的转子切割定子磁场的磁力线,从而产生感应电势、电涡流和制动转矩,其大小为：
n I K T m 2
2
式中：T 为制动转矩;P 为定子磁极对数;m K 为电磁刹车的结构系数2I 为电磁刹车的励磁电流;n 为电磁刹车转子转速。
由上述公式可知控制励磁电流的大小就可以调节电磁刹车的制动转矩。
因此电磁涡流刹车电源的设计就是一个电压、电流可调的直流电源。
该电源为输出电压可调直流电源，利用电磁涡流产生制动力矩，根据负载的重量调整制动力矩的大小，所以常常由三相全控桥整流电路来产生。
二、毕业设计（论文）的任务
1、 熟悉题目要求，通过查阅相关科技文献,初步拟定设计方案;
2、 对所选方案论证与确定、并进行技术经济分析；
3、 用1号图纸绘出详细的主回路电路图和控制电路图；
4、 对主电路电气装置及电器元件的选型要有详细的计算书；
5、 列写详细的硬件清单；
6、 编写控制软件；
7、 详细的设计说明书；
8、 翻译一篇与自己所学专业或设计有关的英文资料（英译汉）。
三、毕业设计（论文）的主要内容、功能及技术指标
1、进行系统主电路的设计和控制电路的设计。
2、主设备的选择和具体型号的确定、电器元器件选型以及具体型号的确定, 各类导线的选
择及布线的设计。
3、进行可靠性、安全性和可行性分析，编制线号。
4、电气线路必要的安全保护。
5、技术指标：
输入电压：3AC 、380V 、50Hz 最大输出电流：80A
负载特性：4欧母阻感性负载
四、毕业设计（论文）提交的成果
1、 开题报告（不少于3000字）；
2、 设计说明书（不少于80页，约3万字左右）；
3、 图纸，1号图纸两张，英文翻译一份；
4、中文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）；
5、设计说明书简介；
6、外文资料翻译（约5000汉字）；
五、毕业设计（论文）的主要参考文献和技术资料
1. 可控硅产品样本和技术资料
2. 电子技术设计手册
3. 电气产品样本和技术资料
4. 上网查资料方法及实践
六、毕业设计（论文）各阶段安排。