第三节 电动钻机
〈石油钻采新装备》电驱动钻机
调速方便；调节电阻长期大量耗电，不经济。 适用场合：中小功率电机。石油钻机不适用。
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2、降低电枢电压调速（见曲线） 特点： 1）转速只能下调；硬特性不变（固有特性曲线平移）； 2）调速方便；调速范围大；经济性好。
是当今电驱动钻机的主力机型之一。
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四、AC—VF—AC 电驱动钻机
基本原理 用柴油机带动交流发电机发出交流电，通过可 控硅变频器，得到可以改变频率的交流电，驱动交流电动机工 作，从而带动钻机各工作机工作。
在可控硅变频器的内部，经历两次电流性质的改变：首先 用晶闸管整流电路将交流电转变为可调电压的直流电，再用逆 变器将可调直流电转变为可调频率的交流电。 （见图）
第一章 电驱动钻机
本章目录
第一节 电驱动钻机的类型及特点
一、AC—AC 电驱动钻机 二、DC—DC 电驱动钻机 三、AC—SCR—DC 电驱动钻机 四、AC—CF—AC 电驱动钻机
第二节 电动机的机械特性
一、机械特性的分类 二、电动机的固有机械特性 三、直流电动机的人为机械特性 四、钻机用它励直流电动机的人为机械特性
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三、AC—SCR—DC 电驱动钻机
这是当前世界最流行的电驱动钻机类型。 1、动力分配 由柴油机带动交流发电机发交流电，通过电网实现动力并 车，集中供电。再经可控硅整流装置将交流电变为直流电，驱 动直流电动机，从而带动工作机工作。
典型的动力分配图如下。
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2、AC—SCR—DC 电驱动钻机的特点 （1）具有AC—AC 、 DC—DC 电驱动钻机的全部 优点； （2）用直流电动机价格高、寿命短，还需特别 需考虑防爆问题。 （3）投资成本略高于DC—DC电驱动钻机。
钻井机械.3旋转系统
用离心式鼓风机对 电机进行强制冷却。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
加高进气口的 近距离冷却系统
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
四、转盘的使用及维护保养
1、使用转盘前，应按规定检查机油的油质、 油量，并使其符合要求。
2、转盘启动前，对锁紧装置上的销轴注入润 滑脂。其锁紧装置上的操纵杆或手柄应不在锁紧 位置。启动转盘前，应检查轴上的密封圈密封是 否可靠、转盘链条护罩或万向轴护罩是否齐全、 牢靠。检查转台与方瓦、方瓦与补心是否锁紧。
转盘主要由水平轴、转台、主轴承、壳体、方 瓦及方补心等组成。
主要作用是：带动钻具旋转钻进和在起下钻过 程中悬持钻具、卸开钻具螺纹以及在井下动力钻 井时承受螺杆钻具的反向扭矩。转盘的动力经水 平轴上法兰或链轮输入，通过锥齿轮转动转台， 借助转台通孔中的方瓦和方补心带动方钻杆、钻 柱和钻头转动；同时，方补心允许方钻杆轴向自 由滑动，实现边旋转边送进。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
4、在水龙头运转过程中，要随时检查冲管密
封盘根盒处是否刺漏钻井液、机油盘根处是否溢
漏机油、水龙头壳体是否温度过高(油温不得超
过70℃)、冲管螺纹压帽是否上紧、鹅颈管与水
龙带连接油壬是否刺漏。
5、接单根或起钻前，应检查冲管盘根磨损情
况及盘根压帽的松紧程度。快速钻进或严重跳钻
旋扣装置由气马达、伸缩 机构及气路系统组成，接单 根时，由气马达通过齿轮带 动中心管旋转。
职培中心
第三章 钻机的旋转系统
三、水龙头的使用、维护和保养
1、新水龙头使用前必须按高于钻进中最大 工作压力1～2MPa的泵压试压15min，以不滋、 不漏 为合格。
2、水龙头在搬运过程中，中心管必须带护 丝。使用前，应按油池的油尺标记加足机油，并 对冲管盘根盒和上、下机油盘根盒、提环销加注 润滑脂，并检查上、下盘根盒压盖、冲管盘根盒 是否上紧，用链钳转动中心管，确认无阻卡后方 可使用。
第三节 干作业钻孔灌注桩
第三节干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩是指在不用泥浆和套管护壁的情况下，用人工钻具或机械钻孔，然后下设钢筋笼、灌注混凝土成桩。
这类桩具有成孔不用泥浆或套管；施工无噪声、无震动、无泥浆污染；机具设备简单，装卸移动方便，施工准备工作少，技术容易掌握；施工速度快、成本低等优点。
适用于地下水位以上的一般粘性土、粉土、黄土以及密实的粘性土、砂土层中使用。
穿过其它地层时，需采取特殊措施处理，施工速度有所降低。
1 长螺旋钻孔灌注桩1.1 原理和特点1.1.1 基本原理长螺旋钻进与机加工和木工所用麻花钻头钻孔的工作原理相同。
螺旋形的钻杆与钻头连成一体，在动力头的扭矩和垂直压力作用下，钻头不断向下破土钻进而成孔；切削下来的土渣由通长的螺旋钻杆直接输送到地面，不需采用泥浆循环排渣的方法。
钻至设计深度后，原地空转清孔或用其它工具清孔，然后插入钢筋笼明浇混凝土成桩。
1.1.2 施工特点：①长螺旋钻孔灌注桩全孔一次钻成，连续排渣，中途不需起下钻，也不需接卸钻杆，成孔速度极快。
②不使用泥浆，因而免去了泥浆循环、净化系统，节省了大量因使用泥浆而引起的费用，施工成本较低。
③施工现场无泥浆、无振动、低噪音，对周围环境的影响较小。
④由于采用一次成孔和全孔螺旋推进的排渣方式，因而功率消耗相对较大，钻孔直径相对较小；最大钻孔深度也受到钻架高度的限制。
需要时可采用扩底的办法提高单桩的承载力。
⑤孔底残渣较少，而且容易采用压实、掺水泥浆搅拌等方法进行处理，也没有桩周夹泥的问题；因而成桩质量较好，承载力可靠。
1.1.3 适用范围长螺旋钻进一般只适用于地下水位以上的土层、砂层及含有少量砾石的地层。
遇地下水时，不仅孔壁容易坍塌；而且钻渣不能完全排出。
最大钻孔深度根据钻机的钻架高度和动力大小而定，一般不超过20m，最大可达30m。
钻孔直径一般为400 mm，最大可达800mm。
1.2 施工机具1.2.1 长螺旋钻机步履式长螺旋钻机由动力头、立杆、撑杆、卷扬机、底盘、行走机构等部件组成（图8-3-1）。
电动钻机的使用说明
电动钻机的使用说明电动钻机的使用说明一、产品概述电动钻机是一种可以快速锐化锐化金属、钢材、木材和塑料等材料的电动工具。
它具有操作简单、效率高、便携轻巧的特点，适用于家庭装修、木工制作、室内电路布线等多个领域。
二、安全注意事项1. 在使用电动钻机前，请务必阅读并理解本说明书，确保严格按照操作步骤进行操作，避免意外伤害发生。
2. 在使用电动钻机时，应佩戴护目镜、防尘口罩和耳塞，以保护眼睛、鼻腔和耳朵免受杂物伤害。
3. 在使用电动钻机前，请确保所选用的钻头与工作材料匹配，避免因为不匹配而导致工作事故。
4. 在操作电动钻机时，应将工作材料固定好，以防转速过快导致材料滑动或飞出，造成伤害。
5. 长时间使用电动钻机时，应注意观察电机是否过热，如有异常应及时停机、检查并排除故障。
6. 当未使用电动钻机时，请将其存放在干燥、通风、儿童无法接触的地方，以免造成意外伤害。
三、操作步骤1. 调整夹紧针宽度：根据所需的钻孔直径，转动夹紧针上的旋转开关，使其与钻头直径相匹配。
2. 安装钻头：将选好的钻头插入钻头孔中，直到无法再插入为止，然后使用扳手旋紧钻头。
3. 调节转速：根据不同材料的需要，通过旋转速度调控开关，将转速调整到合适的档位。
4. 开始钻孔：将电动钻机对准工作材料上需要钻孔的位置，用力握住电动钻机的手柄，开始缓慢下压，让钻头缓慢进入材料。
5. 注意力度：在钻孔的过程中，应保持适度的力度和速度，以避免过度施力导致钻头折断或材料损坏。
6. 清洁作业区域：结束钻孔后，应清理工作区域的碎屑和杂物，并将电动钻机存放在合适的位置。
四、维护保养1. 每次使用结束后，应将电动钻机进行清洁，避免灰尘和污物进入机身。
2. 不使用电动钻机时，应存放在干燥、清洁的地方，以防结露、腐蚀或损坏。
3. 定期检查电动钻机的电线和插头，如有磨损或损坏，应及时更换。
4. 请确保电动钻机的电源线路正常接地，避免漏电引发安全事故。
5. 若发现电动钻机性能出现异常或发出异常声响时，应及时停机检查，并请专业人士进行维修。
电动钻机电控系统故障排除技术
电动钻机电控系统故障排除技术【摘要】本文主要介绍了电动钻机电控系统故障排除技术。
在首先列举了常见的电动钻机电控系统故障，如电源故障、控制器故障等，并详细介绍了各种故障的排除步骤和方法。
提出了故障预防措施，包括定期检查和维护、注意使用环境等。
介绍了维护保养的重要性，包括清洁保养、润滑维护等。
结论部分对整篇文章进行了总结，强调了电动钻机电控系统故障排除技术的重要性，并提出了进一步改进的建议。
通过本文的阐述，读者可以深入了解电动钻机电控系统故障排除技术，掌握相关知识和技巧，提高维修水平和效率。
【关键词】电动钻机、电控系统、故障排除、技术、常见故障、步骤、方法、预防措施、维护保养、总结1. 引言1.1 电动钻机电控系统故障排除技术电动钻机是一种常见的工具设备，广泛应用于建筑、家具制造和其他行业。
电动钻机电控系统作为其重要组成部分，一旦出现故障将严重影响工作效率和安全性。
掌握电动钻机电控系统故障排除技术是非常重要的。
本文将围绕电动钻机电控系统故障排除技术展开讨论，通过对常见故障的分析、排除步骤及方法的介绍、故障预防措施的讨论以及维护保养的重要性进行探讨，以帮助读者更好地了解和掌握电动钻机电控系统的维护保养技术。
在实际工作中，电动钻机电控系统可能会出现各种故障，如电机异常、供电问题、控制器故障等。
针对这些问题，本文将提供详细的排除步骤和方法，帮助读者快速准确地定位和解决故障。
通过本文的学习，读者不仅可以提升自身对电动钻机电控系统的理解和应用能力，还可以有效预防故障的发生，延长设备使用寿命，提升工作效率。
希望本文能为读者在实际工作中遇到电动钻机电控系统故障时提供帮助和指导，为工作生活带来更多便利和效益。
2. 正文2.1 常见的电动钻机电控系统故障电动钻机电控系统是电动钻机的核心部件，是保证电动钻机正常工作的关键。
在使用过程中，电动钻机电控系统可能会出现各种故障，影响电动钻机的使用效果和工作效率。
下面我们就来看一下常见的电动钻机电控系统故障及解决方法。
第3章 钻井设备与工具
下套管或起下钻时：承托井内全部管柱重量。
井下动力钻井时：制动钻杆，承受反扭矩。 结构：两个锥形齿轮：绞车链条转盘轴(水平) 小锥 齿轮/大锥齿轮转台大方瓦和方补心方钻杆。
转盘
3.1 钻机
(四) 水龙头 作用：
1) 悬持旋转的钻柱，承受大部或全部钻柱重量。 2) 通过水龙头向钻柱(转动)内引输高压泥浆。 结构：固定部分(外壳和提环、鹅颈管、冲管)，旋转部分( 中心管、负荷主轴承、防跳轴承、扶正轴承等)，密封盘根(冲 管与中心管之间：冲管盘根，机油盘根(中心管与外壳)。 转动：转盘方钻杆保护接头中心管(轴承)
① 陆地钻机 ② 海洋钻机(钻井平台)
3.1 钻机
(三) 钻机标号
1、国产钻机： 型号一般为：字母-公称起重量或钻深能力。 如 ZJ-130：大钩起重量130吨，ZJ-45：钻深能力4500米 2、罗马钻机： 如：F-200-2DH； F-钻机；200-最大负荷(吨)；2-两台动力机；D-柴油机 驱动
现场习惯称十大件：井架、天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、 泥浆泵、柴油机、传动装置。
3.1 钻机
(二) 分类
1、按钻深分类 (起重能力，所用钻杆直径) 1) 大型钻机 (800kN以上，使用钻杆89-140mm) ① 超重型钻机：Hmax>5000m， ② 重型钻机 ： ③ 中型钻机 ： >2500kN 3000～5000m， 2000～2500kN 1000～2500m， 800～1600kN
吊钳
3.3 井口工具
五、安全卡瓦 在井口用卡瓦悬持钻铤时起安全保证作用 ，卡在卡瓦上部钻铤上，以防因卡瓦牙齿磨 损或其它原因造成卡瓦失灵情况发生。 卡瓦卡住钻铤且安全卡瓦卡住钻铤坐于
转盘接钻铤提升短节提升
设备分类填写顺序
序号
设备分类及名称
序号
设备分类及名称
合计
一、电气设备
一 电动机和发电机
(一) 直流电动机
1
普通直流电动机
2
隔爆直流牵引电动机
(二) 交流电动机
1
普通异步电动机
2
高压隔爆异步电动机
3
低压隔爆异步电动机
（三） 其它电动机
(四) 小型发电设备
1
交流发电机
2
直流发电机
二 变压器
(一) 普通变压器
1
6KV普通变压器
2
10KV普通变压器
3
35KV普通变压器
4
110KV普通变压器
5
变电亭
(二) 矿用一般型变压器
1
矿用变压器
2
干式变压器
3
一般整流变压器
(三) 矿用隔爆型变压器
1
隔爆干式变压器
2
隔爆移动变电站
3
隔爆整流变压器
（四） 其它变压器
三 整流设备
1
普通整流器
2
隔爆充电装置
四 高压隔爆开关
1
高压隔爆配电装置
一 地质钻探
1
钻塔
2
地质钻机
3
搅拌机
4
其它
二 凿井设备
三 火力发电业
1
锅炉
2
汽轮发电机
3
水处理
4
其它
四 金属冶炼业
1
冶炼炉
2
其它
五 水泥制造业
1
球磨机
2
烘干机
3
斗式提升机
4
螺旋输送机
5
成球盘
电动钻机
• DC－DC电驱动系统 • 柴油机与直流发电机机组 发出直流电驱动直流电动 机，直流电动机驱动钻机 进行钻井。调节发电机的 励磁电流可改变该系统中 发电机的输出电压，因而 直流电动机的转速可从最 小无级平滑地调节到最大。 该系统采用单独驱动的方 法。
DC－DC电动钻机动力分配图
• SCR电驱动系统 • 柴油机与交流发电机机组发出交流电，经可控硅整流 器后输出的直流电驱动直流电动机，直流电动机驱动 钻机进行钻井。这种电驱动系统称为SCR（或AC/SCR 或AC－SCR－DC）电驱动系统。在该系统中，几台柴 油机分别带一台交流发电机并联运行。电子调速器将 几台柴油机的转速均调节到额定转速，使每台发电机 都发出600 V三相交流电。交流电集中供电到母排或电 缆，经可控硅整流后输出 0～750 V的直流电，供直流 电动机用电。这可使直流电动机的转速从最小无级平 滑地调节到最大。也可改用工业电网供电。这是目前 应用最广泛的电驱动系统。
直流电动机
1.定子部分： • 定子部分主要包括机 座、主磁极、换向极 和电刷装置等。 • 2.转子部分： • 直流电动机转子部分 包括电枢铁心、电枢 绕组、换向器、风扇、 转轴和轴承等。 •
直流电动机励磁方式
• 直流电动机励磁绕组的供电方式称为励磁方式。 直流电动机的运行性能因励磁方式的不同会有 很大不同。直流电动机的励磁方式主要分成他 励、并励、串励和复励四种
直流传动系统
• 系统综述 • 直流传动系统的功能就是控制SCR元件， 将恒压、恒频交流电源整流成连续可调 的直流电源。整流装置为三相全控整流 桥，整流桥通过断路器与交流电网隔离。 整流桥的输出经指配接触器对直流电动 机供电，实现对钻机绞车、泥浆泵、转 盘或顶驱的速度及转矩控制，实现无级 调速，满足传动要求。
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第三节电动钻机一、概述驱动设备或称动力机组为钻井提供各工作机组需要的动力。
动力设备的性能对钻机的整体性能具有重要的作用。
钻机驱动设备按动力设备的不同分为柴油机驱动和电驱动两大类。
电驱动钻机正以其良好的性能逐渐取代机械驱动。
世界石油钻机电驱动型式的技术发展,经历了交流电驱动、直流电驱动、交流—可控硅—直流电驱动和变频交流电驱动等四个技术发展阶段。
交流变频电动机出现在20世纪80年代，交流变频调速电驱动钻机是目前最先进的电动钻机。
据不完全统计, 到2005年, 我国已生产交流变频电驱动钻机145台。
我国生产交流变频电驱动钻机数量为全球之最。
二、钻机对驱动设备特性的要求钻机的三大工作机组包括：绞车、转盘、泥浆泵。
其相应的负载特点决定了钻机对驱动设备性能的要求。
1.绞车①绞车功能与要求a)起钻操作在起升1 根立根的过程中, 启动、加速、匀速提升，惯性制动减速、停止。
要求绞车驱动设备具有短时过载能力, 以克服启动冲击负载和振动载荷, 能短时制动悬持。
b)全部起升过程随着钩载的递减, 应随时无级地自动调高起升速度v , 以缩短起钻时与提升速间, 要求驱动设备恒功率运行。
如图6.3.1，绞车大钩提升载荷Qn度V的关系曲线。
c)下钻操作在下1 根立根行程中, 大钩负载变化幅度大，有降低到急剧增加，惯在下1根立根行程中,大钩负载变化幅度大，有降低到急剧增加，惯性制动减速、停止。
要求绞车驱动设备具有短时过载能力, 以克服启动冲击负载和振动载荷, 能短时制动悬持。
击负载和振动载荷,能短时制动悬持。
d) 送钻钻进操作以基本恒定的钻压和转盘转速钻进，要求刹车系统控制灵敏，以实现恒钻压送钻。
Q 绞车大钩提升载荷Qn 与提升速度V 的关系曲线分析：Q 112曲线1：大钩提升速度随载荷的变化相应变化，3Q Q 2即。
此为理想的功率曲线。
曲线2：C V Q n =Q 43提升速度随载荷的阶梯增加而呈阶梯下降，功率利用率不是最理想，但已足够V 4V 1V 2V 3V 充分。
符合绞车在起钻过程中载荷随立根数目的变化规律，但变速数量太多，在机械变速有限挡的情况下无法实现。
图6.3.1 绞车大钩提升载荷与提升速度V的关系曲线3：分级变速曲线，功率利用率不充分。
②绞车对驱动系统性能的要求按绞车的工作特点，其对动力机组的要求是：①能无级变速、恒功率调节；②具有短期过载能力，以克服启动动载、振动冲击和轻度卡钻；③绞车工作时起停交替，要求动力系统有良好的启动性能和灵敏可靠的控制离合能力。
总之，绞车驱动需要恒功率调节、能无级变速和良好的启动性能的柔性驱动。
2.转盘①转盘的功能与要求a) 借助方补心、方钻杆驱动钻杆柱及钻头, 进行破岩钻进和正倒划眼扩孔。
b) 根据井深和岩性的变化应能随时调整适宜的转速, 既能在低转矩高转速下工作, 又能在高转矩低转速下工作, 要求驱动设备恒转矩工作。
d) 能锁住转台, 承受井底动力钻具的反转矩e) 在处理事故时, 转盘能在零转速下输出大转矩以解卡；能反转卸螺纹；能以小钻压、低转速造螺纹。
f) 限制转盘最大转矩，以防扭断钻具。
②转盘对驱动系统的要求①能无级调速；恒扭矩调节；②能倒转；n5n③有限制扭矩装置，防止过载扭断钻杆。
4n3n2n1恒扭矩调节示意图3.钻井泵泥浆泵工作在额定冲次附近、负载变化不大，因此对驱动系统要求相对简单。
一般要求：功率利用率高，允许短期过载。
因此钻机驱动设备的选择主要考虑绞车和转盘，理想的钻机驱动设备应具有以下驱动特性：①可实现恒扭矩调节(转盘）或恒功率调节（绞车）,调节使用范围宽广。
②能无级变速；③良好的启动及制动性能；④具有短期过载能力；⑤操作控制简单、灵敏、可靠。
动力设备功率变化示意柴油机的工作特性交流变频电动机的工作特性柴油机与电动机的工作特性的比较4.电动钻机的特点与机械传动钻机相比电动钻机的主要特点为:①使绞车、转盘、钻井泵都实现了无级调速；②绞车设计为单轴, 体积小, 质量轻, 故障少;③恒扭矩或恒功率输出；④数控恒钻压自动送钻；⑤司钻控制系统控制精确, 操作简单, 使司钻摆脱了繁重的体力劳动。
柴油机驱动由于过载能力有限、转速调节范围窄、传动机构复杂、传动效率低、噪音大、燃料成本高，正逐渐被电驱动所代替。
本节主要介绍电驱动钻机。
电动钻机与机械传动钻机的比较项目柴油机驱动电动机驱动传动方式链条、皮带传动；结构复杂电气传动，结构简单运转工况变化大变化较小调速多级调速、机构复杂无级调速、机构简单占地集中摆放、占地面积大任意摆放、占地面积小噪声噪声大、污染严重噪声小、有利于环保效率传动效率低传动效率高功率利用率电驱动是柴油机直接驱动的1.4倍三、电动机1.电动机的分类异步机交流电动机同步机电动机直流电动机（他励、异励、串励、复励）2.电动机机械性能①机械特性和特性硬度电动机的转速（n)与扭矩(M)的关系为称为()Mn=f电动机的机械特性。
电动机转速n随扭矩M变化而变化的程度称为机械特性硬度(图6.3.2）。
机械特性硬度分为三种：特硬特性：转速n不随转矩M变化；硬特性：n随M增加而下降，但下降幅度不大；图6.3.2软特性：n随M增加而快速下降。
②固有特性和人为特性固有机械特性：电机的电压、频率（交流）、励磁（激磁）电流为额定值，其电机回路上无附加电阻时，所具有的特性。
人为特性：人为调节电压、频率、电流所得到的特性，称人为特性。
3.直流电动机①工作原理定子通直流形成固定磁极，转子通直流电，磁力作用使转子转动。
对于直流电动机，N极上有效边电流总是一个方向，S极上的有效边电流为一个方向，两边受磁力的方向一致电枢才转动。
为保证转子在旋转过程中电流方向不变，需要在转子上安装电刷（如图6.3.2）。
由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。
+N 电刷UI –SI 换向片如图6.3.3 直流电机的电流方向②石油钻机用直流电动机根据石油钻机绞车和转盘的负载特性，石油钻机采用的直流电动机为并励(或他励)直流电动机。
并励(他励)直流电动机固有机械特性：由电工学可知:并励(他励)直流电动机转速与扭矩的关系表达式为：C C C ΦΦm e e 式中：—U 电枢电压（外电压）；—磁通（励磁磁通基本不变）；—电枢电阻；Φe R 图6.3.4并励电机转速与扭矩M并励直流电动机的人为特性（调速方法）:为使并励直流电动机满足驱动钻机绞车、转盘的工作要求，需用人为特性进行调速。
调速方式：电枢串阻：根据并励直流电动机转速与扭矩的关系表达式，如在电枢中串入可调电阻，保证电源电压U和励磁电流（磁通）不变，则表达式变为：图6.3.5图6.3.6减弱磁通调速：减弱磁通（定子励磁磁通），可增加转速，同时b值增加，机械特性曲线（图6.3.7）上移，同时直线斜率增加。
既转速升Φ高时扭矩减小，为恒功率调速。
图6.3.74.交流电动机①工作原理定子通以交流电形成旋转磁场，使转子绕组中产生感应电动势，从而使转子产生感应电流，转子电流同旋转磁场的磁通作用产生磁力矩。
②种类同步交流电动机：定子绕组通三相交流电产生旋转磁场，转子励磁绕组通直流电形成直流励磁磁场，两磁场相互作用，使转子被旋转磁场拖（吸）着以同步转速一起旋转。
同步电机启动性能差，用于不常启动、不变速场合在石油钻机上很少应用。
异步交流电动机：定子通以交流电形成旋转磁场，使转子绕组中产生感应电动势，从而使转子产生感应电流，转子电流同旋转磁场的磁通作用产生磁力矩。
定子旋转磁场转速与转子的旋转速度存在差异，故称异步交流电动机。
图6.3.8④异步交流电动机人为特性根据交流电动机的转速和扭矩表达改变定子电压、电流频率、定子和转子串阻都可改变交流电动机的特性。
交流变频电动机，即通过调节电源频率f达到调速的目的。
电源频率变化调节交流电动机的机械特性:n n1",fff>>fn1′n″f′1f″M图5.3.9电源频率与交流电动机转速、扭矩的关系电源电压变化调节交流电动机的机械特性:n(0)0n n s ==↑1U 0M图6.3.10电源电压与交流电动机的转速、扭矩的关系转子相电阻变化调节交流电动机的机械特性：硬特性（R2小）n软特性（R2大）0T图6.3.11转子相电阻与交流电动机转速、扭矩的关系图6.3.11 转子相电阻与交流电动机转速、扭矩的关系四、电驱动钻机1.分类交流电驱钻机：即交流发电机（或工业电网）→交流电动机驱动（AC→AC）；直流电驱钻机：即直流发电机—直流电动机驱动（DC→DC）(Direct直流电动机驱动（DC→DC）(Direct Current)；可控硅整流直流电驱钻机：即交流发电机→可控硅整流→直流电动机驱动（AC→SCR→DC）；交流变频调速驱动钻机，即交流发电机→变频调速器→交流电机驱动。
2.直流电驱动钻机①类型直流电源直流电动机驱动；—交流电源—可控硅整流—直流电动机驱动。
二者具有同样好的钻井性能(图6.3.12）和适应性,只是供电方式不同。
图6.3.12直流电机工作特性曲线②直流电动钻机的特点实现无级调速：工作转速可根据现代钻井工艺的需要以及载荷变化情况,进行无级调节,且调节范围广。
直流电动机的启动和制动比较平稳：允许频繁启动和制动,调节与使用均很方便,具有很强的适应性能。
直流电动机很容易实现正、反转,绞车可以不设倒挡,简化了绞车结构。
时效指标好：操作方便,变速快,时间短,具有很好的处理事故的功能和能力。
适用深井快速起下钻具作业：在下钻时,利用钻柱自重进行动力制动,发电反馈到电网,以确保绞车的刹车系统操作安全省力、节约下钻时间,适用于深井快速起下钻具。
不足之处：直流电动机的最大不足在于电刷部位易产生火花。
尤其是高压气井的钻进，存在安全隐患，这对直流电动机是致命的缺点。
3.交流变频调速电动钻机交流变频电动钻机比直流电驱动具有更优良的性能(图6.3.13），是目前最先进驱动方式。
其特点如下:①能精确控制转速电源频率与交流电动机的工作转速成正比的关系。
利用此特性，可实现变频电驱动精确地无级平滑调节工作转速。
②具有超载荷、恒扭矩调节、恒功率调节、调节使用范围宽广的输出特性。
交流变频电动机在处于0r/ min 时,仍具有全扭矩作用。
这种特性交流变频电动机在处于0r/min时,仍具有全扭矩作用。
这种特性对于钻井作业来讲，是非常安全可靠的。
图6.3.13交流变频电动机的工作特性曲线③无需倒档，简化钻机结构由于正反转均可调节使用,驱动绞车可以取消倒档,大大地简化了绞车和顶驱结构。
④启动电流小,工作效率高一般电动机的启动电流为额定电流的5 倍～6倍。
变频调速AC 电动机的启动电流只有额定电流的1.7 倍。
由于启动电流较小,对电网的冲击性也较小。
交流变频电动机的工作效率高达96 % ,高于DC 电动机(90 %) 。