电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析资料报告
列车涡流制动机理及制动力矩模型
一、概述列车制动系统是列车安全运行的重要组成部分，它可以有效地减速和停止列车，保护乘客和货物的安全。
涡流制动是列车制动系统中一种常用的制动方式，涡流制动机理及其制动力矩模型是研究列车制动系统的重要方面。
二、涡流制动的原理1. 涡流制动是指通过感应电流产生涡流,在磁场作用下产生阻力,达到制动目的。
当列车制动器施加制动力时,制动器上产生涡流,此时涡流感应电流是减小了列车速度并将动能线性转化为热能,这样可以将列车制动。
涡流制动的作用力是与列车的速度成线性关系。
涡流制动主要适用于支线、短途运输和特殊运输。
2. 涡流制动的实现和应用涡流制动主要通过电磁感应原理实现。
在列车制动器上设置磁极和导体，当列车需要制动时，通过控制磁场的强弱和方向，产生涡流，从而产生制动力。
涡流制动广泛应用于高速列车、地铁和轻轨等城市交通工具，其优势在于制动力平稳、制动效果好、无摩擦磨损和制动距离短。
三、涡流制动力矩模型1. 涡流制动力矩模型的建立涡流制动力矩模型是描述涡流制动力矩与列车速度、磁场强度和制动器参数之间的关系。
一般而言，涡流制动力矩与列车速度成线性关系，与磁场强度和制动器参数有一定的相关性。
2. 涡流制动力矩模型的优化为了更准确地描述涡流制动力矩的特性，可以通过实验和理论分析，优化涡流制动力矩模型的参数，如磁场强度、制动器结构和材料等，以提高制动效果和降低能耗。
四、涡流制动机理及制动力矩模型的应用1. 在列车制动系统中的应用涡流制动机理及制动力矩模型广泛应用于列车制动系统中，通过对涡流制动的机理和力矩模型的深入研究，可以优化列车制动系统的设计和参数设置，提高制动效果和安全性。
2. 在城市轨道交通中的应用涡流制动技术在城市轨道交通中得到了广泛应用，通过对涡流制动力矩模型的研究和改进，可以提高城市轨道交通的运行效率和安全性。
五、结论通过对涡流制动的机理及其力矩模型的研究，可以更好地理解涡流制动的工作原理，优化涡流制动系统的设计和参数设置，提高列车和城市轨道交通的运行效率和安全性。
电磁感应帮你减速 车辆电制动技术解析
电磁感应帮你减速车辆电制动技术解析文章要点：电制动系统利用了电磁感应效应，没有机件的摩擦，保养和维修都比较容易涡流制动目前在小车上采用比较困难，但盘式涡流制动器依然有较大发展前景再生制动在新能源车型上已经得到广泛应用，技术已经比较成熟我们平时所接触的车辆，从自行车、汽车直到火车，大都是依靠摩擦材料之间的机械摩擦力让它们从飞奔中停下来，只不过通过机械连杆、液压油或者压缩空气这些不同的驱动方式罢了，而今天所要介绍的这些车辆制动技术，它们却不需要有实际的摩擦，而是通过电磁的方式产生制动力，从而实现制动的效果。
涡流制动技术首先需要明确的一个概念是涡流，也就是涡电流，是指电磁感应下，在导体内部形成的电流。
涡流制动通常与传统制动搭配使用，在大多数商用车（大中型客车和卡车）上担任控制车速的作用，所以通常也称为电涡流缓速器。
常见电涡流缓速器实物常见电涡流缓速器结构示意图从上面的示意图可以看到，电涡流缓速器安装在汽车驱动桥与变速箱之间，靠电涡流的作用力来减速。
当缓速器的定子线圈通入直流电的时候，在定子线圈会产生磁场，该磁场在相邻铁心、磁极板、气隙、转子之间形成一个回路，此时如果转子和定子之间有相对运动，这种运动就相当于导体在切割磁力线，由电磁感应原理可知，这时候在导体内部会产生感生电流，同时感生电流会产生另外一个感生磁场，该磁场和已经存在的磁场之间会有作用力，而作用力的方向永远是阻碍导体运动的方向。
这就是缓速器制动力矩的来源。
ECU通过采集车速、挡位和驾驶员的控制信息（驾驶位通常有对缓速器的控制装置），改变涡流强度，实现制动力矩的变化。
位于中控台上的缓速器开关（红圈内）同时，由于转子这个导体很大，在转子上产生的感生电流是以涡电流的形式存在的，从能量守衡的角度上来说，当缓速器起制动作用的时候，是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉。
因此，电涡流缓速器在工作时会产生巨大的热量，进而，转子的散热能力和控制转子热变形的方向成为转子结构设计的关键，也是电涡流缓速器的核心技术之一，而保持转子风叶等散热表面的清洁也成为缓速器保养的重要项目。
汽车制动性能减退原因分析
汽车制动性能减退原因分析【1】汽车制动性能减退原因分析【引言】汽车制动性能是保障行车安全的重要因素之一。
然而，在车辆长期使用的过程中，我们有时会发现汽车的制动性能逐渐减退。
本文将从不同的角度对汽车制动性能减退的原因进行深入分析，帮助读者更全面地了解这一问题。
【2】汽车制动系统的基本原理为了更好地理解汽车制动性能减退的原因，首先需要了解汽车的制动系统基本原理。
汽车制动系统主要由制动踏板、主缸、制动器、制动盘（鼓）、刹车片（鞋）等组成。
当驾驶员踩下制动踏板时，主缸产生液压信号，将力传递给制动器，使其与制动盘（鼓）之间产生摩擦力，从而达到减速、停车的目的。
汽车制动性能的减退可能源自于制动系统的各个组成部分。
【3】磨损导致刹车片（鞋）效能减退刹车片（鞋）作为制动系统的关键部件之一，在长期使用中会逐渐磨损。
刹车片（鞋）的磨损主要由以下因素引起：摩擦磨损、温度变化和化学反应等。
对于现代汽车而言，刹车片（鞋）通常由摩擦材料、金属支撑板和胶合层等构成。
当刹车片（鞋）磨损到一定程度时，摩擦材料的厚度减少，摩擦系数降低，从而使得汽车的制动性能下降。
【4】制动盘（鼓）失效导致制动性能下降制动盘（鼓）是承载刹车片（鞋）的部件，是制动系统中另一个重要的组成部分。
制动盘（鼓）的减退可能源自于以下几个方面：磨损、变形和腐蚀。
长期的摩擦和高温会导致制动盘（鼓）的磨损，而过度加热则可能导致其变形。
制动盘（鼓）表面的腐蚀也会影响汽车的制动性能。
这些因素的存在都会导致制动盘（鼓）与刹车片（鞋）之间的接触面积减少，从而降低摩擦力，进而影响制动性能。
【5】制动液老化引发减退制动液作为传递制动力的介质，其性能对汽车制动性能有直接的影响。
随着时间的推移和使用频率的增加，制动液会逐渐老化，导致其性能下降。
老化后的制动液容易吸湿，产生气泡，从而降低了制动液的压缩性，影响液压系统的工作效果。
定期更换制动液是维持汽车制动性能的重要环节。
【6】其他因素对汽车制动性能的影响除了刹车片（鞋）、制动盘（鼓）和制动液的减退外，还有其他一些因素会对汽车制动性能产生影响。
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析目前，电磁涡流刹车已经广泛应用于石油钻机辅助刹车系统中。
它利用电磁感应原理进行无磨损制动，应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹车盘的使用寿命，降低劳动强度。
在一般情况下，只要操作司钻开关或自动控制给定信号而不必使用刹把（主刹车）就能可靠地控制钻具下放速度。
将钻具平稳地座落在转盘或卡瓦上。
下面从现场使用过程中制动扭矩减小的故障入手，对影响电磁刹车使用性能的故障原因进行分析，并提出了对于类似故障检修的方法和防范措施。
1故障概况及经过配套DWS50电磁涡流刹车的50D钻机在运转过程中，操作人员反映起下钻过程中，挂合电磁刹车始终感觉无法达到理想的制动转矩，其制动功能明显低于正常状态。
经检测控制柜控制功能良好，无交、直流故障显示，直流电压输出可达额定值。
2故障原因及时效机理分析2.1电磁涡流刹车基本结构和工作原理分析电磁刹车制动力矩减小的原因，应该首先从电磁刹车的基本结构和原理入手。
电磁涡流刹车装置一般由刹车主体、可控硅整流装置、司钻开关、冷却系统等组成。
电磁刹车是将钻具下放时产生的巨大机械能转换为电能，又将电能转化为热能的非摩擦式能量转换装置。
其应用的是电磁感应原理。
当刹车工作时，可控硅整流装置向定子线圈内通入直流电流，于是在转子与定子之间便有磁通相连，使转子处在磁场闭合回路中。
磁场所产生的磁力线通过磁极→气隙→电枢→气隙→磁极形成一个闭合回路。
绞车滚筒带动电磁刹车主轴上的转子以相同转速在该磁场内旋转。
在这个磁场中，磁力线在磁级的齿部(凸极部分)分布较密，而在磁极的槽部(齿间部分)分布较稀，因此随着转子与定子的相对运动，转子各点上的磁通便处于不断重复的变化之中，产生脉动磁场。
根据电磁感应定律，转子上便产生感应电势，在这个感应电势作用下，转子中产生涡流。
涡流与定子磁场相互作用产生电磁力，按照左手定则，该力沿转子的切线方向，并且与转子旋转方向相反。
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。
陆上石油钻机电磁涡流刹车应用问题及解决方案
科学技术创新2020.12（转下页）陆上石油钻机电磁涡流刹车应用问题及解决方案魏华英（川庆钻探试修公司，四川成都610000）电磁涡流刹车是陆上石油钻机普遍配置的绞车辅助刹车装置。
常见的各型电磁涡流刹车都有一套电压、电流可调的硅整流装置，为电磁涡流刹车提供励磁电流。
但硅整流装置可靠性在钻井队电源质量影响，容易出现过流、失流、风压丢失、本体超温等各种故障，造成电磁涡流刹车不能正常工作，从而引起溜钻、顿钻事故，甚至危及人身安全。
为解决电磁涡流刹车故障频发问题，考虑设计研制一种综合监控装置，该装置能够对电磁涡流刹车工作电流、电压、温度、风压（水压）等重要运行参数进行实时、连续的监控和记录，安装在便于司钻操作和观察的位置，及时了解掌握电磁涡流刹车工作情况，防患于未然。
1电磁涡流刹车结构原理电磁涡流刹车又称电磁涡流制动器，利用电磁感应原理进行无磨损制动，具有力矩大、无易损件、使用寿命长、操作维护简单的特点。
它将钻具下钻时产生的巨大机械能转换成电能，又将电能转换为热能的非摩擦式能量转换装置，通过改变励磁电流来调节制动力矩，以控制钻具下放速度。
电磁涡流刹车在制动时产生的巨大热量，通常采用水冷却和风冷却方式进行吸收与交换，因此电磁涡流刹车根据冷却方式又分为水冷电磁刹车和风冷电磁刹车，其主要构成均由刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关三部分组成。
（1）刹车主体主要由端盖、转子、机座、定子、励磁线圈组成。
其静止部分称为定子；其转动部分称为转子。
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型式。
见下图。
（2）可控硅整流装置由整流变压器和半控桥式可控硅整流电路组成。
用以将交流电压变成可调直流电压后给激磁线圈通电。
通过调节激磁线圈直流电流，实现刹车制动扭矩调节，从而改变钻具下放速度。
（3）司钻开关实质是一台可调差动变压器，由铁芯、线圈、调节机构等部分组成。
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，控制可控硅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，达到调节滚筒转速的目的。
电磁制动器的刹车力与制动距离特性研究
电磁制动器的刹车力与制动距离特性研究电磁制动器是一种常见的刹车装置，广泛应用于各种机械设备和交通工具中。
它通过电磁原理产生的磁力实现刹车功能，具有制动力可调、操作简便、刹车效果稳定等优点。
本文将从刹车力与制动距离两个方面对电磁制动器进行特性研究。
首先，我们来研究电磁制动器的刹车力特性。
刹车力是电磁制动器的核心性能参数之一，直接影响着刹车装置的安全可靠性。
刹车力与电磁制动器的电流、磁路设计、气隙等因素息息相关。
在电流控制方面，电磁制动器的刹车力与电流之间存在一定的线性关系。
通常情况下，刹车力随着电流的增大而增大，但当电流达到一定值后，刹车力的增加趋势逐渐减缓。
这是因为当电流过高时，电磁制动器内部的磁通饱和，导致刹车力增长的幅度减小。
另外，磁路设计也对刹车力产生了重要影响。
优化的磁路设计可以有效提高刹车力的传递效率。
合理选择磁材料、增加磁路截面积、降低磁路气隙等都是提高刹车力的有效途径。
当然，在磁路设计的优化过程中，还需考虑材料成本、制造工艺等实际因素的综合考量。
气隙对刹车力的影响也不容忽视。
气隙是电磁制动器中的主要参数之一，它直接决定了电磁线圈中的磁场分布。
根据气隙大小的不同，电磁制动器的刹车力表现也会有所差异。
一般情况下，气隙越小，磁力越大，刹车力也越大。
但要注意的是，气隙过小会增加制动器温升和磨损，同时增加杂音产生的可能性，因此需在实际应用中进行权衡。
其次，我们来研究电磁制动器的制动距离特性。
制动距离是指车辆或机械设备从开始刹车到完全停止所需的距离，是衡量刹车性能的重要指标。
制动距离与刹车力以及动力学特性直接相关。
制动距离与刹车力之间呈非线性关系。
一般情况下，刹车力越大，制动距离越短；刹车力越小，制动距离越长。
但随着刹车力的增加，制动距离的缩短幅度会减小，变化趋势会逐渐平缓。
这是因为存在一定的摩擦系数和惯性等因素，不同速度下的制动距离变化不同。
另外，动力学特性也会对制动距离产生影响。
例如，质量较大的车辆或机械设备在相同刹车力下，制动距离往往偏长；而质量较小的车辆或机械设备则相对较短。
涡流调速与制动器的有关文章
涡流制动器的结构及工作原理本文介绍的是涡流制动器的结构组成、涡流制动器的工作原理和什么是电涡流制动器、电涡流制动器的主要特点。
一、涡流制动器的结构涡流制动器主要由制动器外壳、铁芯、励磁线圈等构成。
1、制动器外壳：由铁磁材料制成，也叫涡流圆筒，系由电动机带动旋转并和电动机同轴。
2、励磁线圈：固定在电动机端盖的磁极上，磁擞交错排列，励磁线圈的引出线在电动机的接线盒内，工作时励磁线圈通直流电流。
二、涡流制动器的工作原理励磁线圈工作时由于通入直流电流，在铁芯、磁极中便产生了方向恒定的磁场。
磁场的大小随励磁电流的大小而变化。
当电动机带动涡流圆筒旋转时，涡流圆筒便以相应的转速切割励磁绕组所建立的磁场。
这时在涡流圆筒和绕组间便有磁通相链，于是涡流圆筒上各点的磁通处在不断重复的变化之中，根据电磁感应定律可知，涡流圆筒上将出现感应电势，涡流圆筒在此感应电势的作用下将出现涡流。
由涡流产生的制动转矩方向总是与电动机的转动方向相反，并且阻尼了电动机的转速，其值为转速的1/5~1/10。
涡流制动器的制动转矩随励磁电流和电动机转速的增加而增加。
但是当励磁电流过高以致铁芯磁路饱和后。
制动转矩将不再有明显的增加。
同样，当转速增加到一定值以后，由于电枢反应的去磁作用增加，制动转矩增加的速度也不再有明显的增加。
此外，当拖动电动机转速为零时，涡流制动器制动力矩亦为零。
因此，涡流制动器实质上可看作是一台电枢短路的制动发电机，它以与拖动电动机的合成机械特性进行速度控制。
三、电涡流制动器介绍电涡流制动器是一种性能优越的自动控制元件，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。
其输出转矩与激磁电流呈良好的线性关系。
并具有响应速度快、结构简单等优点。
电涡流制动器广泛应用于测功机的加载。
即测量电机、内燃机、减变速机等动力及传动机械的转矩、转速、功率、效率、电流、电压、功率因数时，用电涡流制动器作为模拟加载器。
并可与计算机接口实现自动控制。
电涡流制动器广泛应用于印刷、包装、造纸及纸品加工、纺织、印染、电线、电缆、橡胶皮革、金属板带加工等有关卷绕装置的张力自动控制系统中。
电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析
电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析2009年第23卷第4期石油仪器PETR0IJEUMINSTRUMENTS?89??经验交流?电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析周骥边倩李小梅王建军(1.西安宝美电气工业有限公司陕西西安)(2.西安思源学院陕西西安)(3.中石油测井有限公司测井仪器厂陕西西安)(4.宝鸡石油机械有限责任公司陕西宝鸡)摘要:电磁涡流刹车及其电气控制系统是石油钻机设备中一个常用设备,为了解决常见的系统故障,文章对电磁涡流刹车电气控制系统常见故障进行了分类分析,并针对性地作了故障的检测方法阐述,同时对报警,保护功能和实现的方法进行了归纳.通过对西安宝美电气工业有限公司生产的电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板应用的举例,对解决问题提出建议.关键词:电磁涡流刹车;电气控制系统;故障分析;报警和保护中图法分类号:TE927文献标识码:B文章编号:1004-9134(2009)04-0089—030引言目前国内生产和正在运行的钻机中,除了少数进口设备和绞车采用变频传动的钻机以外,大都使用电磁涡流刹车作为辅助刹车.电磁涡流刹车本体的设计和制造已成熟,但其电气控制系统在故障检测和保护功能的设计和制造方面种类颇多.产生这一现象的主要原因,在于设计者对使用要求存在着解读差异;其次,是由于用户的使用习惯要求带来的设计和制造的不同.本文广泛收集了多方面的信息,进行了归纳总结.同时,在电磁涡流刹车的电气控制系统的设计和制造方面提出推荐性做法¨j.1电磁涡流刹车的故障分析电磁涡流刹车系统的故障基本表现在下述三个方面:刹车本体故障,电气控系统故障和操作系统故障.1.1刹车体故障引起刹车本体故障的因素:存在的于本体机械结构方面,电枢绕组方面和本体发热.其中本体机械结构和电枢绕组因素是本体生产中解决的问题.刹车本体的散热方式通常采用的是强制风机冷却或循环水冷却.本体发热是电磁涡流刹车工作时的正常现象,但温度过高就会对刹车本体带来损坏,同时降低刹车的工作效率.这类故障对系统的影响是缓慢的,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,不需要即时刹车保护. 1.2电气控制系统故障电气控制系统故障划分为交流电源侧故障和直流侧故障;交流电源侧故障通常是由于电源的过压,欠压,缺相和断电引起.直流侧故障通常由于整流失败或负载短路,断路引起的失流引起.此类故障是瞬间出现,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,此类故障不仅需要报警,更需要即时的刹车保护.1.3操作系统故障操作系统故障主要是指刹车手柄控制信号丢失引起的操控失灵,例如:手柄的输入信号或者输出信号丢失.此类故障是瞬间出现,同样的,对于正在进行一个钻柱的刹车操作,此类故障不仅需要报警,更需要即时的刹车保护.2故障检测与解决方法l2]2.1故障解析与检测方法本体方面的故障主要表现在本体发热,常时超过本体温度允许范围会带来损坏,所以需要提供超温报警功能,提醒使用人员采取相应措施,例如停机和加强散热.本体温度的检测通常采用以下手段:1)在采用循环水冷却方式的水流管道中,装入流体检测器和温度检测器;2)在强制风机冷却方式的电气接线箱中安装风压检测器;3)在刹车本体中安装热敏元件并配置温度显示及报警器.电气控制系统方面的故障主要表现为制动力矩降第一作者简介:周骥,男,1971年生,1998年于西安公路交通大学(现长安大学)信控系自动化专业毕业,现就职西安宝美电气工业有限公司,工l程技术部设计师.同时在西安建筑科技大学攻读硕士学位,专业方向是控制自动化.邮编:710065?90?石油仪器PETROLEUMINSTRUMENTS2009年08月低,过低甚至完全丢失,在正在进行一个钻柱的刹车操作时,需要提供制动力矩过低,甚至完全丢失情况下的保护功能,以避免事故发生.制动力矩的大小取决于直流励磁电流的大小.制动力矩不正常降低的情况需要提供报警功能,提醒使用人员检查故障原因.交流电源测的欠压,缺相故障通常造成制动力矩降低,电控系统的制造可以采用三相电路保护继电器对交流电源侧的过压,欠压和缺相进行检测,并可提供一个无源的触点来表征故障状态.直流故障主要是整流电路故障,可引起制动力矩过低完甚至全丢失,电控系统的制造可以采用电子电路对此进行检测.整流故障检测的原理图如图1所示.图1整流故障检测原理图端子5引入的是整流触发给定信号,信号范围是0～l0VDC,对应0一最大直流输出电压.直流故障检测通常设定在整流触发给定信号达到60%时,对直流励磁电流检测.对应调节W3电位器使得Z2—6管脚的电压设定在6VDC,完成对60%时的设定.端子9引入的是直流电流互感器采样的直流电流信号,0～5V DC线性对应0～100A.以一个7000m钻机的电磁涡流刹车为例,额定工最大作电流约8OA,根据测算整流触发给定信号达到60%时,直流励磁电流达到40 A.系统设计假定低于2OA为电流过低,需要保护.对应调节W2电位器使得z2—3管脚的电压设定在1 VDC,完成对20A的设定.端子19,20提供一个无源的触点来提供保护信号的输出.参见图1的电路可完成大多数整流故障的检测和故障信号的传送.操作系统方面的故障主要表现为刹车手柄的操控失灵,通常是无给定信号的输出.在正在进行一个钻柱的刹车操作时,需要提供保护和报警.针对这一现象,笔者建议在刹车手柄内部给定的最大位置,加装一个微动开关,利用开关的无源触点,直接将一个1OV DC信号送给电气控制系统,送入图1整流故障检测原理图中的端子5用于故障检测.此种方式可以检测刹车手柄的操控失灵和故障信号的传送.2.2保护的实现通过上述各种故障分析和检测,需要完成的是根据系统故障的危害对系统实施保护和报警的实现.电磁涡流刹车的保护功能有两类方式:第一类方式,是在电气控制系统中引入UPS(不间断电源系统)的概念;第二类方式,是提供检测到故障的信号,启动钻机主刹车系统,例如带刹或盘刹.第一类方式的实现,需要提供蓄电池组和充电设备.有的设计还增加一套整流装置.这种方式的缺点,是设计复杂,造价高,对于本体断路和短路的故障起不到保护作用.第二类方式实现较简单,在以带式刹车为主刹车的钻机中,只需要利用图1整流故障检测原理图中端子19,20提供一个无源的触点,控制带刹的助力气囊的进气电磁阀,在故障时通气,拉动带刹提供制动力矩.或者在盘刹作为主刹车的钻机中,也可以利用整流故障检测原理图1中端子19,2O,提供一个无源的触点,控制盘刹启动,实现刹车.这种方式的最大优点,是故障保护不再依靠电气控制系统,而且造价低.目前,国外的电磁涡流刹车,其电气控制系统刹车手柄的设计有可以借鉴的优点.刹车手柄的控制逻辑是在初始位置时,输出18V AC信号;在给定最大位置时,输出0V AC信号.电磁涡流刹车电气控制系统在刹车手柄信号从l8V AC到0V AC变化时,对应输出0VDC到最大直流励磁电压.这种设计可以很好的实现刹车手柄操控失灵无给定信号的输出时,输出最2009年第23卷第4期周骥等:电磁涡流刹车电气控制系统常见故障分析?9l? 大直流励磁电压,从而实现刹车手柄失灵的自动保护功能.而我国生产的电磁涡流刹车电气控制系统,有效控制信号是0到10VDC变化时,对应输出0VDC到最大直流励磁电压.这就需要对手柄的控制信号进行转换.为此,我们设计的一种简单的信号转换电路如图2所示.图2信号转换电路图2中端子2,端子3之间输人18V AC手柄信号,通过zl整流和W1分压在2上得到12VDC电平.Z2完成求差比例放大运算,端子4得到0VDC电平. 不难算出当输人手柄信号从18V AC到0V AC变化时,端子4的电平从0VDC到l0VDC变化,这个0V DC到l0VDC的信号就可以适应我国生产的电磁涡流刹车电气控制系统.不难想象,利用上述方法,在电气控制系统刹车手柄失灵的情况下,给定信号可以自动的补偿并传递到整流系统的触发电路,起到自动保护的目的.但目前在国内还没有应用实例.3结束语综上所述,电磁涡流刹车及电气控制系统故障的报警和保护是可以有效的实现.本文中《图l一整流故障检测原理图》所介绍的电子线路,就是该电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板中的部分原理.同时该电路板预留了部分器件,十分利于扩展《图2一信号转换电路》的内容.电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板,提供一路刹车手柄信号输入及变换单元(可扩展),两路故障检测信号有源输入端口;一组整流故障检测功能单元输入端口;三路分项报警输出有源端口;一路报警输出无源触点端口和一路保护输出无源触点端口.电磁涡流刹车电气控制系统的设计制造,可以充分利用电磁涡流刹车故障检测报警保护电路板,实现对刹车本体故障的本体高温和电气控系统故障的交流故障的报警和保护功能.例如,可分别利用两路故障检测信号输入端口进行故障信号的采集,并分别有两路可分项报警输出有源端口进行分项报警,更加便利于检修.电气控制系统方面的故障问题,可利用一组整流故障检测功能单元输入端口,进行电气控系统故障的直流故障检测,并利用一路保护输出无源触点端口,启动外部的保护功能.同时有一路分项报警输出有源端口进行分项报警.可利用一路报警输出无源触点端口延伸到司钻台进行报警.操作系统方面故障的问题解决依赖刹车手柄改变,如果使用本文建议改良的刹车手柄,解决方案本文已阐述.如果使用国外的刹车手柄,可以利用图2一信号转换电路直接实现操作系统故障的刹车手柄操控失灵检测的保护.也就是说,一个性能优异的电磁涡流刹车控制系统的设计与制造的先进性,将会给石油钻机的作业带来强大技术支持和可预期的安全性保障[3l.参考文献[1]张奇志.电动钻机自动化技术[M].北京:石油工业出版社,2006[2]张宝成,断现军,熊字.电磁涡流刹车的断电保护电路设计[J].石油矿场机械,2004,33(4)[3]锁超民.石油钻井绞车刹车系统的现状与发展[J].石油矿场机械,2005,34(1)(收稿日期:2009—06—02编辑:梁保江)。
涡流调速与制动器的有关文章
涡流制动器的结构及工作原理本文介绍的是涡流制动器的结构组成、涡流制动器的工作原理和什么是电涡流制动器、电涡流制动器的主要特点。
一、涡流制动器的结构涡流制动器主要由制动器外壳、铁芯、励磁线圈等构成。
1、制动器外壳：由铁磁材料制成，也叫涡流圆筒，系由电动机带动旋转并和电动机同轴。
2、励磁线圈：固定在电动机端盖的磁极上，磁擞交错排列，励磁线圈的引出线在电动机的接线盒内，工作时励磁线圈通直流电流。
二、涡流制动器的工作原理励磁线圈工作时由于通入直流电流，在铁芯、磁极中便产生了方向恒定的磁场。
磁场的大小随励磁电流的大小而变化。
当电动机带动涡流圆筒旋转时，涡流圆筒便以相应的转速切割励磁绕组所建立的磁场。
这时在涡流圆筒和绕组间便有磁通相链，于是涡流圆筒上各点的磁通处在不断重复的变化之中，根据电磁感应定律可知，涡流圆筒上将出现感应电势，涡流圆筒在此感应电势的作用下将出现涡流。
由涡流产生的制动转矩方向总是与电动机的转动方向相反，并且阻尼了电动机的转速，其值为转速的1/5~1/10。
涡流制动器的制动转矩随励磁电流和电动机转速的增加而增加。
但是当励磁电流过高以致铁芯磁路饱和后。
制动转矩将不再有明显的增加。
同样，当转速增加到一定值以后，由于电枢反应的去磁作用增加，制动转矩增加的速度也不再有明显的增加。
此外，当拖动电动机转速为零时，涡流制动器制动力矩亦为零。
因此，涡流制动器实质上可看作是一台电枢短路的制动发电机，它以与拖动电动机的合成机械特性进行速度控制。
三、电涡流制动器介绍电涡流制动器是一种性能优越的自动控制元件，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。
其输出转矩与激磁电流呈良好的线性关系。
并具有响应速度快、结构简单等优点。
电涡流制动器广泛应用于测功机的加载。
即测量电机、内燃机、减变速机等动力及传动机械的转矩、转速、功率、效率、电流、电压、功率因数时，用电涡流制动器作为模拟加载器。
并可与计算机接口实现自动控制。
电涡流制动器广泛应用于印刷、包装、造纸及纸品加工、纺织、印染、电线、电缆、橡胶皮革、金属板带加工等有关卷绕装置的张力自动控制系统中。
电磁涡流刹车低能耗制动特性研究
R1，R2 感应子和电枢的半径，可认为 R2≈R1 故可得实际感应电动势 ：
E = BL(Vs － Vg)=BLR(ω2 － ω1)=BLRω 其中 ：ω 为电枢与感应子的角速度差 ω = ω2 － ω1 因感应电势而产生的电涡流为 ：
摘 要 ：电磁涡流刹车作为井场钻采机械的辅助刹车，在石油钻井作业中起着相当重要的作用。能否选用与钻机 绞车参数相匹配的刹车，是井场现场作业急需解决的问题，世界各国相继投以更大的人力、财力，不同程度的加大了 对电磁涡流刹车的研究力度。利用电磁感应进行无磨损制动的绞车，如何改善激励电流保持不变而尽可能增大制动扭 矩，将具有很好的工程应用价值。本文正是立足于此，基于电磁涡流刹车运行的基本原理，在通用电磁刹车的基础 上加以改进，进行合理的理论设计计算，以及零部件设计，从而达到降低激磁功率，增大制动扭矩的目的，以满足实 际工业需要。
磁铁的励磁电流为 0 时，制动扭矩为 0 ；当电磁铁的磁 场强度一定时，制动扭矩 T 的大小与圆盘的角速度 ω 基本成正比例关系 ：
2 电磁涡流刹车制动扭矩的产生
2.1 电磁涡流刹车原理
如图３，在石油钻井作业中，采用电磁涡流刹车控制
起、下钻时，对调速精度、调节系统稳定性、过渡过程
动态品质等的参数没有严格限制，所以采用相对简单的
子与电枢的相对旋转，其上各点的磁通就处于周期性变
化之中。由电磁感应定律可知，电枢上会产生感应电势
从而使电枢中产生涡流，涡流与感应子磁场相互作用而
产生电磁力，力的方向沿电枢的切线方向且与电枢转向
相反。这个力对电枢轴心形成的转矩称为电磁转矩，也
电磁涡流刹车研究革新
激 磁线 圈 。整 流桥 的交 流 电源 输 入 侧 接有 压 敏 电阻 组 成 的吸 收 电路 ， 收操作 过 电压 。每个 可控 硅元 件并 接 吸
有 Ｒ Ｃ阻容 电路 吸收 换 相 过 电 压 。三 相 交 流 电源 有 三 只信号 灯 分别 指示 ， 于监视 பைடு நூலகம்入 电源是否 正 常 。当输 用 入 电源缺 相 时相应 的指 示 灯熄 灭 。每套 整 流 电路 的 运 行 也 有相应 的信号 灯指示 ， 于操 作者 观察 设备 的运 行 便 情况 。 （ 下转 第 １ ５页） １
２１ ０ ０年第 ９期
西 部探 矿工 程
１３ ｌ
电磁 涡 流 刹 车 研 究 革 新
冯焕 银 ， 何世 恩 谭子美。 ，
（． １西部 钻探 准 东钻 井公 司 ， 新疆 阜康 ８ １ １ ；２ 西部 钻探 工程 公 司 ， ３５ １ ． 新疆 乌鲁 木齐 ８０ ２ ； ３０ ６ ３ 新 疆克 拉玛 依 电视 大学 ， ． 新疆 克 拉 玛依 ８ ４ ０ ） ３ ０ ０
控 制 电路 的作 用是 控制 整 流桥输 出的直 流 电压 ， 以 达 到调 压 的 目的 。 由稳 压 电源 、 相 控 制 信 号 变 换 电 移
体运 转 。产生涡 流的必要条 件是铁 导体在 固定 磁场 里运 动， 当它静止不 动时 ， 无涡 流产生 。在定 子 的线 圈中通 将 以直流电流便 产 生 固定 磁 场 ， 时若 铁 导体 （ 此 即转 子 ） 被 绞车滚筒强制 带 动 ， 就产 生 反抗 转 子 运动 的阻力 矩 。涡 流刹 车工作时 ， 电流在转子 内产 生很 多热 量 ， 这些 热 量必 须通过 转子表面冷 却风或冷却 水携带 出去 。 下钻 作 业时定 子 产 生 的磁 通 量 取 决 于 其 线 圈 的 安 匝数 ， 而线 圈的 匝数 已经 固定 ， 改 变 励 磁 电流 大 小 就 故 能控制一 定 速度下 的制 动 力 矩 大 小 。 当 电磁 电流 一 定 时， 随着 转速 的提 高 ， 动 力 矩 按 急 升 曲线 增 大 。当 转 制 速为 ５ ｒ ｒｉ ， ０／ ｎ时 制动 力矩 可 达最 大 力 矩 的 ７ ， ａ ５ 这样 的转速是 重 载下钻 常用 的钻 速 。 ２ 电磁 涡流 刹 车的构 成 电磁 涡 流刹 车 由手 柄 控制 信号 、 测 电路 、 流 电 检 整
电涡流缓速器故障及原因分析
电涡流缓速器故障及原因分析2009-07-05 14:24一、机械故障及原因分析1、故障：刹车时，缓速器工作灯不亮。
A、原因分析：⑴ 缓速器的气路堵塞；⑵ 压力传感器损坏；⑶ 连接线束断线；⑷ 控制器故障。
B、处理方法：⑴ 卸压力传感器，踩刹车是否有压力；⑵ 检测压力传感器两根线，有气压时应导通，无气压时应断开；⑶ 检测刹车信号线束，是否断线或接触不良；⑷ 用测试仪、电流钳表检查控制器是否正常工作。
2、故障：行车时不踩刹车，工作指示灯常亮，缓速器出现拖刹现象。
A、原因分析：⑴ 刹车总泵泄漏气压；⑵ 气压开关损坏；⑶ 连接线束是否对地短路；⑷ 控制器故障。
B、处理方法：⑴ 检查缓速器气阀连接气路，不制动时应没有气压输出；⑵ 检测压力传感器两根线，有气压时应导通，无气压时应断开；检查压力传感器内是否有积水；⑶ 检查刹车信号线束，连接气压开关与控制器之间有无对地短路现象；⑷ 用测试仪、电流钳表检查控制器是否正常工作。
3、故障：停车时工作指示灯常亮。
A、原因分析：控制器故障。
B、处理方法：用测试仪、电流钳表检查控制器是否正常工作4、故障：缓速器工作时工作灯闪。
A、原因分析：⑴ 定子线圈对地短路；⑵ 控制器故障。
B、处理方法：⑴ 用万用表测量定子线圈是否对地短路，查看线圈外观是否磨损；⑵ 用测试仪、电流钳表检查控制器是否正常工作。
5、故障：制动力矩减小。
A、原因分析：⑴ 定子总成同转子总成之间的间隙大；⑵ 线圈断路；⑶ 电瓶电压不足。
B、处理方法：⑴ 调整定子总成与转子总成之间的间隙；⑵ 检查并更换线圈；⑶ 检查电瓶电压。
二、电器故障及原因分析1、故障：工作指示灯不亮，缓速器不工作。
A、原因分析：⑴ 钥匙开关控制线无电源；⑵ 速度信号未输入；⑶ 控制器故障。
B、处理方法：⑴ 用万用表检查，当钥匙开关打开时，钥匙开关线是否有电压24V输出；⑵ 检查车速表信号是否正确；⑶ 用测试仪、电流钳表检查控制器是否正常工作。
涡流制动器工作原理
涡流制动器工作原理
涡流制动器是一种基于涡流效应的制动装置，它通过涡流的产生来对运动物体进行制动。
涡流制动器工作原理如下：
1. 基本原理：涡流制动器利用导磁材料的涡流损耗来实现制动。
当导电体在磁场中运动时，会引起磁通的变化，产生电动势，从而在导体内形成涡流。
涡流的产生会消耗能量，这就形成了制动力。
2. 工作过程：涡流制动器由固定在转子上的驱动线圈和固定不动的磁铁组成。
当驱动线圈通电时，会创建一个磁场。
当转子开始运动时，转子上的导体就会在磁场的作用下产生涡流。
3. 涡流效应：涡流产生的原理是基于法拉第电磁感应定律，即磁通的变化会产生感应电动势。
涡流的存在会导致磁通的改变，进而产生制动力。
4. 制动力的生成：涡流制动器中的涡流会产生阻力，阻碍运动物体的继续运动。
这种阻力的大小与涡流的强度和介质的电阻有关。
随着涡流的增强，阻力也会增加，从而减小运动物体的速度。
5. 特点和应用：涡流制动器具有制动力稳定、无摩擦损耗和无噪音的特点，适用于高速运动物体的制动。
其应用领域包括列车制动、飞机起落架制动、工业生产线的制动等。
总结：涡流制动器利用涡流效应实现对运动物体的制动。
通过
产生涡流，消耗能量，从而减小物体的速度。
它具有稳定的制动力和无摩擦损耗的优点，在工业和交通领域有广泛的应用。
电磁涡流刹车的理论计算与试验研究
to excessive temperature rise袁 the cooling system is analyzed to calculate the stable temperature of cooling
water under different load power when cooling water displacement is constant袁 and confirm that the stable
confirmed that if the cooling water temperature is kept stable袁 the cooling water displacement and load
power are basically in linear relationship. According to the theoretical calculation model袁 the load test of the
c a
d b
o tw ts
时间
银图 1 间歇工作制典型发热曲线
载情况下长期连续工作的发热曲线遥 曲线 ab 为切断励 磁电流后的冷却曲线袁经过 ts 时间而冷却到 b 点温度遥 从第一次工作开始点 o 到第二次工作开始点 b 的时间 tw+ts 为一个工作循环遥 从 b 点再经过 tw 的工作时间袁温 度将达到 c 点袁然后又开始 ts 时间的间歇遥 此时发热体 随之冷却到 d 点袁 经过一定的循环后发热过程趋于稳 定遥在电器设备中一般常以相对持续时间比例 装B%表 示重复短期工作情况袁即院
图 1 中袁纵坐标表示温度袁横坐标表示时间袁子m 为 额定工况下工作后的稳定温度袁子n 为过载情况下长期 连续工作后的稳定温度遥 曲线 oa 表示工作时的发热曲 线袁a 点是工作时间 tw 结束时的温度遥 曲线 ae 表示过
客车电磁涡流刹车制动扭矩分析
客车电磁涡流刹车制动扭矩分析客车电磁涡流刹车制动扭矩分析摘要随着汽车制造⾏业的⾼速发展，车辆的各项动⼒性能也在不断提⾼，使得车辆的⾏驶速度不断加快，因此车辆的制动性能要求随之增⾼。
对于⼀些客车来说，经常跑⼀些长途路线，制动性能尤为重要。
⽽电磁涡流刹车制动扭矩作为当今主流辅助刹车系统，已被汽车⾏业⼴泛应⽤。
如果不对客车电磁涡流刹车制动扭矩进⾏⼀个充分的了解，将会对汽车制动造成⼀个潜在的威胁。
本⽂主要针对电磁涡流刹车制动扭矩的各项数据进⾏详细分析，并提出了改进客车刹车制动的⽅法。
关键词客车；电磁涡流；刹车；制动扭矩中图分类号U46 ⽂献标识码 A ⽂章编号1674-6708（2016）162-0145-02随着现代⼈们⽣活⽔平的提⾼，出⾏⽅式越来越偏向于驾驶车辆出⾏。
我国的城乡道路建设越来越规范，原来的乡村⼟路也变成了⼀条条的⽔泥路和柏油路，各种车辆的运⾏速度越来越快，公路上的车辆越来越多，对⼈们的出⾏构成了潜在的威胁，车辆经常需要在复杂的交通环境下进⾏频繁制动。
超速⾏驶、超载⾏驶严重影响了车辆的制动安全。
传统的车辆制动⽅式通常采⽤的是车轮制动器和缓速器制动，这种制动⽅式在车辆超载或者车辆下坡时间长时频繁制动会导致制动器发热，降低制动性能，虽然有很多司机向制动器浇⽔让制动器冷却，从⽽减缓制动器发热，但是没有取得很好的效果。
仍然有很多交通事故因为制动失灵⽽发⽣，不能从根本上解决制动失灵问题。
但是电磁涡流刹车制动系统很好地解决了车辆的制动问题，能够令车辆⾏驶的安全性能提⾼，下⾯进⾏详细分析。
1 电磁涡流刹车的⼯作原理车辆制动减速器按照不同的⼯作原理主要分为这样⼏种制动系统：液⼒减速、发动机排⽓减速和电磁涡流减速刹车。
液⼒减速器主要是和液⼒传动变速器结合运⽤，才能起到减速制动的作⽤。
在液⼒传动变速器的两个不同位置区分为输⼊和输出减速器，输⼊减速器主要作⽤是在动⼒传⼊变速器时，通过不同的档位进⾏变化，从⽽减缓汽车动⼒，输⼊减速器起到⼀个很好的减速器输⼊轴的作⽤。
双定子涡流制动器电磁参数对制动力矩的影响
喏名L乃农别名阄2018,45 (7)研究与设计I EMCA双定子涡流制动器电磁参数对制动力矩的影响申锋，赵朝会，夏莉，应凯文(上海电机学院电气学院，上海201306)摘要：介绍了双定子涡流制动器（DSECB)的工作原理。
根据等效磁路法推导了DSECB制动力矩公 式。
利用有限元法对DSECB进行了 3D仿真分析。
详细分析了DSECB各电磁参数对制动力矩特性曲线的影响，为DSECB优化设计提供了参考依据。
关键词！双定子涡流制动器；电磁参数；制动力矩；有限元法中图分类号：TD 534+.5 文献标志码：A 文章编号：1673-6540(2018)07-0067-06Influence of Electromagnetic Parametersof Double-StatorsEddy Current Brake on Braking TorqueSHEN Feng，ZHAOChaohui，XIA Li，YINGKaiwen(School of Electric Engineer，Shanghai Dianji University，Shanghai 201306, China)Abstract: Theworkingprinciple of double-stators eddy current brake ( DSECB) was introduced，then the brake torcjue formula of it was derived on the based of the theory of equivalent m agnetic c simulated in 3D using finite element metliod. The influence of the electromagnetic parameters of t characteristic curve of the braking torque was analyzed in detail，which provided a referencc for the optimal de the DSECB.Key words: double-stators eddy current brakd (DSECB); electromagnetic parameters; braking torque;finite element method0引言由于优良的特性，涡流制动器已经被应用于 很多工 ，、制动系统、传 、对机构、加载 等。
电机电磁制动器故障原因分析及处理方法
随着科技水平的不断发展和科学理论的不断实践,电机电磁制动器广泛应用于电梯、舞台、轮船、冶金、起重机械等的生产和发展中。
在生产过程中对于电气知识方面的广泛应用,让每个程序都确保安全、可靠性运行,因此,必须设立安全保障措施,其中电机电磁制动器就属于安全保障措施的一种,在生产过程中发挥着极其重要的作用。
由于使用年限较长,且长年累月运行在较恶劣的环境中,电机电磁制动器的故障时有发生,而且呈明显趋势,严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。
本文针对电机电磁电磁制动器(BFK458-16E)故障原因及相应处理方法做简要分析和介绍,希望能对从事电气工作和安全工作的人员有所帮助。
1 电机电磁制动器(BFK458-16E)故障原因分析及处理方法1.1 电机电磁制动器概况电机电磁制动器是电梯、舞台、轮船、冶金、起重机械等机器中的重要零部件之一,也是对机械设备实时检测、人工定期调整维修的重要部件。
制动器的使用过程受摩擦副、制动弹簧、气压的大幅波动等偶发性因素影响,会出现磨损和疲劳等故障,进而影响设备性能的正常发挥。
1.2 电机电磁制动器常见故障电磁制动器的工作受机械故障和电气故障的影响。
主要是在启动的时候发生故障几率比较大,其次是负载或者空转的时候。
其中机械故障包括:(1)制动故障:制动力不足、制动臂不能张开、制动器松闸动作慢、制动力矩不能及时制动、制动器失灵、轮温过高、制动闸瓦冒烟等故障。
(2)电气方面:由于电机电磁制动器整流模块(SIEMENS-169800)电源输入及输出电压不足,导致电机电磁制动器运行中无法正常吸和,电源引线长期腐蚀氧化,造成接地或短路过流开关跳闸事件。
电机电磁制动器整流模块(SIEMENS-169800)接线端子、引线脏污、松动过热,造成电磁制动器无法正常松开,将会磨损转轴磨片,甚至会增大电机电流使其过载跳闸的事件发生。
(3)自身故障:电机电磁制动器(BFK458-16E)长时间运行造成本身绕组过热氧化、腐蚀烧损,系统在运行过程中频繁故障。
磁钢分段减小涡流损耗原理
磁钢分段减小涡流损耗原理磁钢分段减小涡流损耗的原理主要是通过抑制涡流的产生来实现的。
在电机运转时，磁场的变化会激发磁钢产生涡流，从而导致磁钢自身的损耗。
这种损耗不仅会影响电机的效率，而且还会导致电机过热，影响其使用寿命。
因此，减小涡流损耗对于提高电机的性能和可靠性至关重要。
磁钢分段技术是解决这一问题的有效方法之一。
具体来说，这种技术将磁铁切割成若干个小块，每一小块都有固定的磁场方向和大小。
这些小块在磁钢内部形成多个独立的磁场，使得磁场强度在磁钢内部均匀分布。
这样一来，磁场变化引起的涡流就会大大减少，从而降低了涡流损耗。
然而，仅仅依靠磁钢分段技术还不足以完全消除涡流损耗。
涡流的产生还与磁场强度、磁场变化速率和磁导率等因素有关。
因此，在采用磁钢分段技术的同时，还需要考虑其他措施来进一步降低涡流损耗。
一种常用的方法是选择具有较高电阻率值的磁性材料，如硅钢。
由于硅钢的电阻率较高，电流在其内部流动时会产生较小的热量，从而降低涡流损耗。
此外，硅钢还具有较好的磁导率，可以有效减小磁场强度变化速率，进一步降低涡流损耗。
另一种方法是采用叠片技术。
通过在平行于磁场的平面上将实心磁芯分成薄片，可以减小电流的大小。
这样一来，电流在磁钢内部的流动就会更加稳定，从而降低涡流损耗。
叠片技术还可以提高磁钢的磁导率，进一步降低磁场强度变化速率，达到减小涡流损耗的目的。
合理设计磁钢的结构和选择合适的磁性材料是降低涡流损耗的关键。
通过这些措施，可以在很大程度上提高电机的效率和可靠性，使其在各种工况下都能保持稳定的性能。
在未来，随着电机技术的不断发展，我们可以期待更加先进的涡流损耗抑制技术，为电机行业带来更大的突破。
减小涡流的原理和应用
减小涡流的原理和应用涡流的基本概念涡流是一种由电磁感应引起的电流，当电导体中有一个变化的磁场时，其周围会产生涡流。
涡流的存在会导致能量损耗和效率降低，因此在工程和科学的应用中，减小涡流的产生是一个重要的问题。
减小涡流的原理减小涡流的主要原理是通过改变电流的路径或者减小电流的强度来减小涡流的产生。
以下是几种常见的减小涡流的原理：1.选择合适的材料：某些材料具有较低的电导率，使用这些材料可以降低涡流的产生。
例如，工程中常使用铜包铝线，其中铝的电导率较低，可以减小涡流的损耗。
2.使用屏蔽材料：在电路设计中，可以采用屏蔽材料将电磁场的影响隔离开来，从而减少涡流的产生。
这种方法常用于电感元件上，通过将电感绕组包裹在屏蔽材料中，可以有效减小涡流的影响。
3.改变电流路径：通过改变电流的路径，可以减小涡流的产生。
例如，在高频电路中，使用线宽较窄的线路可以减小涡流的损耗，因为线路越窄，涡流的路径长度越短，产生的涡流损耗也就越小。
减小涡流的应用减小涡流的方法和原理在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1.电机设计：涡流是电机中常见的能量损耗原因之一。
在电机的设计中，通过优化电机结构和材料的选择，可以减小涡流的产生，提高电机的效率。
2.磁悬浮技术：磁悬浮技术中常常需要考虑涡流的影响。
通过设计磁悬浮装置的结构和使用合适的材料，可以减小涡流的产生，提高磁悬浮系统的效率和稳定性。
3.电磁感应加热：在工业加热中，电磁感应加热是一种常用的加热方法。
通过控制电磁感应加热设备的频率和功率，可以减小涡流的产生，提高加热效率。
4.电磁屏蔽：在电子设备中，经常需要进行电磁屏蔽，以防止电磁干扰对设备造成的损坏或干扰。
减小涡流的产生是一种重要的电磁屏蔽技术，通过选择合适的屏蔽材料和设计合理的屏蔽结构，可以有效地减小涡流的影响。
总结减小涡流的原理和应用在工程和科学领域中具有重要的意义。
通过选择合适的材料、改变电流的路径和使用屏蔽材料等方法，可以有效地减小涡流的产生，提高系统的效率和性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电磁涡流刹车制动扭矩减小原因分析
目前，电磁涡流刹车已经广泛应用于石油钻机辅助刹车系统中。
它利用电磁感应原理进行无磨损制动，应用电磁涡流刹车可大幅度减少主刹车的磨损，延长刹车盘的使用寿命，降低劳动强度。
在一般情况下，只要操作司钻开关或自动控制给定信号而不必使用刹把（主刹车）就能可靠地控制钻具下放速度。
将钻具平稳地座落在转盘或卡瓦上。
下面从现场使用过程中制动扭矩减小的故障入手，对影响电磁刹车使用性能的故障原因进行分析，并提出了对于类似故障检修的方法和防措施。
1故障概况及经过
配套DWS50电磁涡流刹车的50D钻机在运转过程中，操作人员反映起下钻过程中，挂合电磁刹车始终感觉无法达到理想的制动转矩，其制动功能明显低于正常状态。
经检测控制柜控制功能良好，无交、直流故障显示，直流电压输出可达额定值。
2故障原因及时效机理分析
2.1电磁涡流刹车基本结构和工作原理
分析电磁刹车制动力矩减小的原因，应该首先从电磁刹车的基本结构和原理入手。
电磁涡流刹车装置一般由刹车主体、可控硅整流装置、司钻开关、冷却系统等组成。
电磁刹车是将钻具下放时产生的巨大机械能转换为电能，又将电能转化为热能的非摩擦式能量转换装置。
其应用的是电磁感应原理。
当刹车工作时，可控硅整流装置向定子线圈通入直流电流，于是在转子与定子之间便有磁通相连，使转子处在磁场闭合回路中。
磁场所产生的磁力线通过磁极→气隙→电枢→气隙→磁极形成一个闭合回路。
绞车滚筒带动电磁刹车主轴上的转子以相同转速在该磁场旋转。
在这个磁场中，磁力线在磁级的齿部(凸极部分)分布较密，而在磁极的槽部(齿间部分)分布较稀，因此随着转子与定子的相对运动，转子各点上的磁通便处
于不断重复的变化之中，产生脉动磁场。
根据电磁感应定律，转子上便产生感应电势，在这个感应电势作用下，转子中产生涡流。
涡流与定子磁场相互作用产生电磁力，按照左手定则，该力沿转子的切线方向，并且与转子旋转方向相反。
这个力对转子轴心形成的转矩为电磁转矩。
该电磁转矩为阻止滚筒旋转的制动扭矩。
电磁涡流刹车的电磁转矩为：Te＝CnB2
式中，Te代表电磁转矩；
C为电磁涡流刹车的转矩系数，它与主体结构相关；
n为电磁涡流刹车主轴转速（r/min），即钻机滚筒转速；
B为电磁感应强度，它随着激磁电流强度的变化而变化。
由此可见，电磁刹车制动扭矩的大小与其主体结构、滚筒转速和激励电流强度密切相关。
2.2故障原因及分析
故障现象发生时，由于没有明显的故障现象指示，可根据由简入繁的故障排除方法，按照从外部设备至控制系统，以及刹车主体的顺序进行检测。
首先对外部设备进行分析，该设备采用的是风冷式冷却系统，虽然环境温度较高，但电磁刹车本体温升仍在最大允许围之。
该套设备配备有电磁刹车故障报警及指示系统，经检查无故障报警。
该套设备未配备其它能对电磁刹车进行控制的模块，只有司钻控制手柄单独控制，控制灵活、给定信号准确。
测量可控硅整流装置交流电源正常，直流输出电压最大可达到输入电压的1.2倍左右，且调节性能良好。
检查电磁刹车系统各连接正常可靠，由此推断故障点应该在电磁刹车主体部分。
首先利用500MΩ绝缘电阻表测量各线圈绝缘电阻均在20MΩ以上。
测量定子线圈阻值，阻值正常，分别为6.6Ω、6.5Ω、6.7Ω、6.6Ω。
随后对定、转子之间空气隙进行测量，空气隙为1.41mm。
参照电磁涡流刹车标准的规定如下表：
根据比对，空气隙在正常围之。
因此分析造成电磁刹车扭矩减小的可能原因是激磁线圈极性不正确。
由于没有指南针，采用另一种电磁刹车激磁线圈极性判断方法，首先记录激磁线圈原来的连接位置，并按照现有顺序标号F1、F2、F3、F4、 F5、F6、 F7、F8。
假定F1端子极性为+，F2端子极性为-，将线圈F1-F2连接至电磁刹车直流电源，确保其余各端子无短路、接地的情况，均匀操作司钻控制手柄，并确保给定值限制在50%以下，如果实际测量结果符合下面表2所示情况，表明线圈假设极性正确，否则说明假设情况极性正好相反。
经实际测量，获得以下数据：
由此可以判断是线圈F1-F2假定的极性是相反的。
按照上述步骤对其它激磁线圈分别进行了测试，最终得到以下结果：
以上表明线圈F1-F2反接了。
按照电磁刹车原理图正确进行正确连接，电磁刹车制动扭矩得到明显提升。
从电磁转矩的大小分析，由于该电磁刹车线圈连接方式为两串两并，当一组激磁线圈极性连接错误时，在相同工况下，激磁线圈所形成的磁场相互削弱，抑制了涡电流的产生，从而造成了电磁转矩的降低，削弱了电磁刹车的制动能力，此时电磁刹车的制动扭矩只能达到额定值的50%左右。
3故障原因分类
结合电磁刹车结构和工作原理，造成电磁刹车制动扭矩减小的原因大致可以分为外设工作状态不良、整流电源无法提供额定的励磁功率、刹车主体工作状态不正常以及使用工况不当。
3.1外设工作状态不正常主要有冷却系统故障造成电磁刹车过热和司钻控制手柄输出信号不足。
电磁刹车温升过高，从而引起转子径膨胀或变形翘曲引起气隙增加，同时造成定子线圈电阻增大和磁阻增大，使磁场强度削弱，制动转矩减小。
极端情况下，高温将导致激磁线圈绝缘损坏。
司钻控制手柄故障主要包括手柄操作机构故障，差动变压器线圈烧坏，控制连线或接插装置断路、短路，造成给定电压信号减小或者无给定。
这类故障比较常见。
3.2整流电源无法提供额定的励磁功率。
可控硅整流装置发生故障时，必定无法提供额定的直流电压，从而引起制动转矩减小。
而造成可控硅整流装置故障的原因，主要是供电电压不稳或错相，可控硅模块或其它元器件损坏，触发不正常等。
触发不正常比较常见的是电磁刹车司钻控制手柄故障。
如手柄角度的变化无常转化为给定信号的变化，会造成给定信号电压低，可控硅整流装置输出直流电压低，无法提供足够的励磁功率，从而降低其使用性能。
3.3刹车主体工作状态不正常。
主要是激磁线圈故障，空气隙恶化。
由于一个或一个以上线圈断路或匝间短路，造成磁通量减小；如果线圈的极性
连接不对，也会造成磁通量减小。
空气隙恶化时，由于空气和铁的氧化物的导磁性能较差，如果定、转子表面沉积锈蚀层将将会大大减少穿过转子和磁极间的磁通。
如果磁极氧化铁层剥落，也会造成空气隙的增大，造成磁通量的减下。
磁通量的减小必然导致制动扭矩的降低。
3.4电磁刹车使用工况不当。
当电磁刹车在低速运转时，由于转子所产生的涡电流小，所以造成制动扭矩减小。
极限情况下，如电磁刹车转子处于静止状态时，由于定转子无相对运动，则无法产生涡电流，不能提供制动力矩，只能引起电磁刹车的使用温度升高。
由于保养不及时造成轴承损坏或由于装配不当原因引起定、转子表面之间摩擦时，会造成磁极短路，对磁通量产生影响，从而引起制动扭矩的下降。
4故障经验教训
通过以上故障的解决过程可以看出，设备的维护和保养应该着眼于细微之处，落到实处。
对设备进行维护和保养的目的是为了降低设备故障发生率。
随着各种设备在石油钻井现场的应用越来越多，只有做到了熟知设备的工作原理和结构，并能掌握一定分析问题的方法，在设备维护和管理的过程中，才能做到有的放矢。
5防措施
为了切实维护好电磁刹车的使用性能，延长其使用寿命，应该切实做到以下几点：
5.1设备使用过程中，及时进行维护和保养；定时对设备各状态指标如刹车本体温升、整流装置输入输出状态参数等进行记录。
5.2指导操作人员合理使用，避免电磁刹车工作在低速重载的工况。
5.3禁止在正常钻进工况下使用电磁刹车。
5.4保障冷却系统处于良好的工况，避免设备超温运转。
5.5定期检查定转子空气隙；及时对定子呼吸器进行检查和清理，并对定子线圈进行阻值和绝缘进行测量和记录。
5.6搬迁期间做好设备保护工作，搞好控制和供电线路的安装质量。
5.7确保电磁刹车所配备的温度、流量、压力开关等检测、反馈和保护装置的灵敏可靠。