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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。
,、技术规范
最大扭矩 110000N.m
1钻井深度(用4/"钻杆) 7000m 2
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。考虑到使用电磁涡流刹车进行下钻作业时，其下钻速度的调整精度、
调节系统的稳定性以及过渡过程动态品质方面的指标都要求不高，因此采
用比较简单的闭环调节系统即可满足钻井工艺的要求。通过调节激磁线圈
的直流电流，便可调节刹车的制动扭矩，从而改变钻具的下放速度。
3(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。
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，达到改变直流电压，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。
壳体两侧装有四个排除不锈钢护罩内冷凝水的呼吸器及两个润滑轴承的
黄油嘴。
1涡流刹车输出轴端直径为190.52mm(7/")锥度为8:77ft。2
刹车的外形尺寸为:
长度 1346mm(53")
宽度 1926mm(76")
高度 1926mm(76")
三、冷却系统
涡流刹车与绞车的滚筒共用一个水冷却系统，由一个水泵供应冷却水，流经
3刹车的冷却水返回一个容积为40m的水箱以便散热，刹车需用的冷却水量为560L/min确保涡流刹车的进出水温度在规定的范围内。冷却水系统的流程图如图二所示。
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。
四、安装说明
刹车本身带有支架，可直接安装于钻深为7000m的绞车上，如果应用于其他钻机则应更换支架，刹车轴端装有齿式离合器与滚筒相联接，请注意此处不需要也不允许用单向离合器，因刹车转子需要与滚筒一起在两个方向同步回转以保证转子能通过冷却水得到冷却。
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，刹车两侧各有一个1?"溢流管，此管不允许堵塞，以防止内腔水位上升致使轴承锈蚀。
应当指出，电磁涡流刹车的冷却水必须在溢流管有一定的水流出时为适宜,从而保证冷却水在涡流刹车内有一定的水位高度。否则会造成涡流刹车过热，甚至烧坏线圈，导致涡流刹车损坏而无法正常工件。
五、作用原理
电磁涡流刹车又称电磁涡流制动器。它是一种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。这种能量的转换及强有力的制动过程，是通过电磁感应原理完成的，而不是通过摩擦式的或其他形式的磨擦付完成的，没有任何磨损件。制动时产生的巨大热量，通过水介质进行吸收与交换。
当刹车工作时，在它的激磁线圈内通入直流电流，于是在转子与定子之间便有磁通相链，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。如图三所示，下钻时，绞车滚筒旋转，通过离合器驱动转子以相同转速在定子所建立的磁场内旋转。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。换句话说，转子沿工作气隙的圆周上的因磁极的齿部和槽部的磁导不等，在空间建立脉动磁场，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，力的方向由左手定则确定，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称为电磁转矩，也就是电磁涡流刹车阻止滚筒旋转的制动扭矩。司钻通过调节司钻开关手柄位置，便调节了激磁电流的大小，改变了制动转矩的大小，从而达到了控制钻具下放速度的目的。
图三 电磁涡流刹车工作原理示意图
六、安装与调试
1、电磁涡流刹车开箱后，首先检查刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关
三个部件是否完好无损。转动刹车主体的转子是否转动自如，齿式离合器操
纵是否灵活。可控硅整流装置的元件与接线是否松动，元器件是否有损坏。
司钻开关的操纵手柄转动是否灵活。在外观检查合格的基础上接着进行安
装、接线和调试。
角度误差的调整 水平误差的调整
图四 电磁涡流刹车轴与滚筒轴的找正
2(将涡流刹车主体吊装到绞车底座上，安放在原水刹车的位置。刹车轴与绞车滚筒轴之间用齿式离合器联接。安装时必须保证涡流刹车轴与绞车滚筒轴轴线严格找正，其同轴度误差不得大于0.25毫米。找正时可按图四所示方法，用百分表检查角度误差和水平偏置误差，借助涡流刹车底板上的四个顶丝，在刹车与底座间用垫片进行调整。在现场安装调整时，如果没有百分表，可用钢板尺和塞规进行检验，也可用指针靠在离合器端面及径向在圆周的四个方向检查其跳动量。如果涡流刹车轴与绞车滚筒轴中心没有找正或误差很大，将造成轴承负荷增加，导致轴承早期磨损直至损坏报废。除了保证涡流刹车中心高与绞车滚筒中心高保持一致外，还必须保证离合器处于分离状态时其间有15,19毫米的间隙。安装后的离合器应能灵活移动，保证离合器在挂合与分离时操作自如，没有任何卡阻现象。 3(将可控硅整流装置稳妥地安装在钻机配电房或压风机房内，切不可露天安放，以防受潮受热而损坏。若安装处振动较为严重，应采取防振措施，如垫以橡皮等。
4(将司钻开关(司钻控制器)安装在绞车气控箱上或司钻操作方便的位置，便于司钻操纵，并用螺栓固定，不得松动。司钻开关应操作灵活，并保证自动复零与断电。
5(接线:严格按照电气原理图要求进行接线。在接线之前，先用500伏兆欧表检查涡流刹车激磁线圈对地绝缘电阻，其值必须大于1 M一般正常Ω，情况下测得的绝缘电阻为无限大。
6(电路调试
(1) 按电气原理图和接线图要求，严格检查接线是否正确无误，确认无误后方可接通电源，进行调试。
(2) 可控硅整流装置直流输出端S1( + )、S2(,)的负载先不接涡流刹车
激磁线圈，先接500瓦、220伏白炽灯泡作假负载。 (3)接通控制电源、扳动开关K。主回路断开，交流接触器ZC断开。1
a. 观察指示灯HD(红色)是否变亮，检查交流输入电压220伏或380伏是否正常。
b. 用示波器观察电容C两端是否出现锯齿波。11
c. 用双线示波器或普通示波器观察触发脉冲波形，将探头分别接触G1—Z、G—X，脉冲波形应正常，脉冲应不丢失。 11222
(4)接通主回路电源，揿下按扭QA，接触器ZC接通，指示灯LD(绿色)变1
亮。
a. 用双线示波器观察直流输出端S1( + )、S2(,)之间以及可控硅控制极与阴极间的波形，此时应观察到触发脉冲波形和直流输出波形。
b. 将面板上的给定信号开关扳向“内”(即本机给定)。 调节给定电位器W1，由零逐渐增大，主回路的直流输出电压随着给定信号的增大而增大，(从直流电压表和示波器以及假负载灯炮可以清楚看到输出电压的变化)。
c. 将面板上的给定信号开关扳向“外”(即司钻开关给定)。
调节司钻开关(即司钻控制器)的手柄，即调节差动变压器的铁芯位移，也就调节了给定信号电压，主回路的直流输出电压同样随着给定信号的变化而变化。从直流电压表，灯炮以及示波器可以清楚地看到这种变化。
在调节过程中注意观察系统是否稳定。
(5) 将可控硅整流装置直流输出端S1( + )、S2(,)接入涡流刹车激磁线圈，调试用的假负载220伏、500瓦白炽灯炮仍并联在直流输出端S1( + )、S2(,)，不必拆除。使给定信号为零， 然后分别接通控制电源K和主回路ZC调节给定信号电压W，随着给定信号的逐渐增加，涡11
流刹车激磁线圈的电流逐渐从零增大到最大值 40安 ，从直流电压表、电流表白炽灯炮以及接在直流输出端的示波器波形可以清楚地观察到直流电压、直流电流的变化。
在调试过程中分别进行“内控”与“外控”调试，并随时注意系统是否稳定，若系统不够稳定，呈现振荡，可调节反馈电位器使之稳定。
至此，电磁涡流刹车的安装与调试已经完成，即可投入运转。需要注意的是，刹车在每次搬家后，必须重复上述(5)接线和(6)电路调试的内容，不可省略，也不可麻痹大意。
七、故障的排除
1、轴承的损坏——转子与定子表面擦碰，导致磁极间短路。
(1)产生的原因:
?与绞车滚筒轴不同轴度太大。
?轴承缺乏适当地润滑。
?刹车腔内水位过高使轴承密封工作恶化。
A、进水排量过大。
B、排水管被堵塞。
C、排水口背压过高。
(2)排除方法:
?调整轴的位置
?按轴承保养守则进行保养。
?将排水控制在560L/min，排水管直径不得小于4"，另外也不能产生
刹车内腔与水箱的位置差不够或返回水箱的排出水管线过长的现
象;刹车排出管不要连接在漏斗上。 2、空气隙恶化——空气和铁的氧化物是不良的导磁体，稍微增加空气隙或表面沉积锈蚀层将会大大减少穿过转子和磁极间的磁通量。
(1)、产生的原因:
?使用了高含盐量或高PH值(7,7.5)的冷却水造成转子和磁极表面有大量的锈蚀层和水垢层。
?磁极上氧化铁层被剥落，空气隙增大。
(2)排除方法:
?尽可能地保证应用干净的冷却水。
?加入抗锈蚀的化学药品。
?正确的空气隙为1.00,1.40mm，如果空气隙增大到2.5,3.2mm，此时刹车应进行大修。
注意:测量空气隙前应除去蚀锈层和水垢层，当空气隙达到1.8mm时，制动力矩将下降一半。
3、刹车过热造成故障——
?转子内径膨胀引起空气隙增大。
?线圈电阻增大，从而降低了通过线圈的电流，但磁通量与安匝数成
正比关系，所以磁通量也相应减少。
?转子因变形而翘曲，使空气隙局部增大。 (1)产生的原因:
?进水排量低于560L/min.
?冷却系统中水量不足。
?刹车在高于额定负载下运转，排水温度高于78?。
?转子过热没有得到充分冷却。
(2)排除方法:
?提高进水排量到推荐值。
?增加水箱的冷却水或增大水箱容积(在极热地区使用时应适当增大
水箱容积)。
?当转子旋转时，减缓冷却水流畅速度。 4、一个或一个以上线圈损坏——磁通量减少 (1)?加在线圈上的电压过高。
?刹车线圈联接不正确。
?处理线圈内腔积聚冷凝水使线圈绝缘破坏。
(2)排除方法:
?使用正确的整流装置(参看控制系统有关章节)。
?按图纸规定连接线圈的引接线。
?A线圈内腔至呼吸器通道堵塞，清理呼吸器。
B从呼吸器排出的水份过多，说明线圈护罩已不能很好地密封，
此时应进行大修。
C消除水冷却系统的故障。
5、线圈极性不对——装在一个定子上的两个线圈所产生的磁通按电流通过
的方向可以相互消弱，如果线圈联接不正确将使力矩降低。
(1)产生的原因:接线不正确。
(2)排除方法:改变线圈联接方式，用指南针检查。
八、控制系统
电磁涡流刹车工作时，激磁线圈内必须通入直流电流。而钻机一般由交流发电机或交流电网供电，为了把交流电压变成可调直流电压，我们采用节直流可控硅供电装置。
主回路采用单相或三相半控桥式整流电路。控制系统由信号给定、电流调节、触发器、电流变送、直流稳压电源等环节组成。这种系统调节精度较高，反应快、易于稳定和调整。给定信号分内控和外控，内控在本机面板上的电位器产生，外控由安装在司钻气控台上的司钻开关产生。下钻时，司钻操纵司钻开关，便将司钻开关手柄的角度变化量转换成电压的变化量，经桥式整流作为给定信号电压。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。
改变给定信号电压，便改变了可控硅触发脉冲的相位，从而改变直流输出电压，激磁线圈的直流电流随之改变，制动扭矩得到调节。从而达到任意控制滚筒转速和钻具下放速度的目的，使钻具依靠涡流刹车平稳地坐落在转盘或卡瓦上。
供电装置采用变压器进线，既满足了输出电压的要求，又使电源与可控硅元件之间有了安全隔离。在可控硅元件的进线处有电容和压敏电阻作为过电压保护，每个可控硅元件还有阻容吸收装置。
九、使用和维护
1、在刹车两侧的轴承腔内注入足够的锂基润滑脂，用黄油枪打入时保证至
少注满轴承腔的三分之二。在正常使用的情况下，一般应每星期注入一次润
滑脂。
2、在齿式离合器的滑动与转动部分注入足量机油或黄油，确保内齿圈，外
齿圈及拨叉等部件的润滑，使离合器运动自如，“离”“合”可靠。
3、接通电源，使可控硅整流装置与司钻开关处于工作状态。
应当指出，为了确保安全，在下钻时司钻仍应手扶刹把，做到有备无患。在
下钻过程中，严禁倒换发电机或拉闸停电。
在钻井过程中，电磁涡流刹车应经常进行维护保养，确保刹车正常工作，延长使用寿命。维护保养的主要内容有:
1、涡流刹车的固定螺栓是否有松动，包括刹车与绞车底座的紧固螺栓，外齿圈轴端的挡板固定螺栓，以及涡流刹车本身的紧固螺栓。如有松动，应及时拧紧。
2、每次下钻前，在刹车两侧的轴承腔内注入足够的锂基润滑脂。
3、位于刹车两侧上方的呼吸器，是作为线圈受热或冷却时通气用。位于刹车两侧下方的呼吸器，是作为线圈受热或冷却时产生的冷凝水排出用。防止在线圈中积聚水分，造成线圈损坏。在搬家安装时切忌碰撞损坏，对呼吸器内的垃圾及时清除，保持干净与畅通。
4、齿式离合器经常注入机油或黄油进行润滑，拨叉螺栓不得松动，检查“离”“合”位置是否正常。
5、用水不当时，在转子、定子表面将发生锈蚀，使气隙增大从而导致制动力矩减少，当检查空气隙大小时，应去掉锈痕及水垢。空气隙的增大将不能提供有效的磁通道而影响感应涡流的性能。新刹车的径向气隙在1.00mm,1.40mm之间。
6、冷却系统工作时的调整步骤参见图二的说明。 、保持可控硅整流装置整洁、不淋雨、不受潮、不在阳光下曝晒，保护电7
器元件不受损伤，确保工作安全可靠。
8、保持司钻开关整洁，手柄运动灵活，在钻机搬家时保护手柄不受机械外力致伤，确保工作安全可靠。同外钻开关的手柄转动轴处应经常注入机油，确保润滑。
9、经常检查每根电缆是否受压受伤，绝缘是否良好，如发现绝缘损坏，应及时更换，特别是有接头的电缆，接头处的绝缘是否安全可靠。如有不良情况应及时采取措施，确保人身与设备安全。 10、当涡流刹车储存、运输或因某种原因在较长时间内不使用时，则应采取一些预防性的措施防止转子因水垢、积盐锈蚀等原因而粘贴在定子表面上。储存期间应首先给两个轴承注满锂基润滑脂，如果工作时曾经使用不合要求的水质则要通入新鲜的符合要求的水质进行冲洗。为了抑制锈蚀积垢，可通过两端面上的六个检查孔(1")插入带喷嘴的气枪向刹车内腔喷淋煤油、柴油或近拟油品，请注意不要将油基物喷入线圈、呼吸器以防止线圈的绝缘恶化破坏。
永磁涡流制动器
永磁涡流制动器
摘要:摩擦制动器广泛地应用与现在的车辆上。然而，由于材料间的相互摩擦导致部件的磨损及发热，使得制动器容易磨损及经常维修。基于法拉第电磁感应定律，利用电磁效应产生的力作为制动力的涡流制动系统无疑具有无比的优越性。而其中又以永磁涡流制动较电磁涡流制动具有更多优点。本文便介绍永磁涡流制动的结构以及原理。
关键词:永磁涡流制动 摩擦制动 制动效能 电磁效应
(一)
如今，天天在我们周围来来往往的各式各样的汽车无不采用摩擦式制动器，因为其结构简单容易制造，而且在这方面的技术比较完善。其中又以盘式制动器为主，而鼓式制动器虽然制动效能较盘式制动器好，但由于不够稳定，使用不如盘式制动器广泛。一般来说现代轿车前轮采用盘式制动器，而后轮则采用鼓式制动器，以期获得汽车在较高车速下制动时的方向稳定性。
不过摩擦制动器有它固有的缺点，即由于摩擦所产生的一系列问题。制动时所产生的摩擦会导致大量热量的产生，散热困难，制动盘温度急剧上升，材料容易磨损，维修周期短，持久下去，势必导致制动效能的下降，产生安全隐患。制动时会产生制动粉尘及噪声污染。还有，气候的干湿变化也会影响摩擦系数，从而影响制动效能。为解决摩擦产生的问题，有时不得不安装辅助的设备或者将之改良，如利用冷却油将之冷却。这些都会增加摩擦式制动器的结构复杂性及减少维修便利性。
基于解决摩擦式制动器的缺点，如果一种制动器能够在不互相接触却也能够产生制动力，那么或许这就能取代摩擦制动器。于是我们想到了电磁感应与洛伦兹力。导体在磁场中做切割磁力线能够产生电流，而电流在磁场下能够产生洛伦兹力，该洛伦兹力与导体运动方向相反。在这个过程中，磁体与运动导体可以不产生摩擦。基于此原理的制动系早已研制出来了，如可以使用电磁线圈使安装在车轴上的感应盘产生涡流的地磁涡流制动装置(ECB)。涡流制动系统无摩擦无损耗，性能优越，不过这些装置是使用电磁线圈，需要大电流，装置的质量也较大，难以应用于普通轿车上。
然而，如果采用性能大幅度提高的钕系稀土类(Nd—Fe—B)永久磁铁取代电磁线圈，制动装置将会简单化、轻量化。与电磁线圈涡流制动相比，永久磁铁涡流制动时不需要外加励磁电源和励磁绕组，可以使得整个装置结构更加简单和容易维修，且能够大量节省了制动用电和用铜。由于不需要电流励磁，能很好地避免了电磁制动的温升过高过快问题，也不存在断电时制动失效的危险。因此，永磁涡流制动的寿命和可靠性比传统的电磁涡流制动系统要好。
而对比摩擦式制动器，由于不需要接触产生摩擦，永磁涡流制动器可以减少材料损耗。且环境变化如气候的干湿对制动效能的影响不大，制动效能稳定性较好。由于非接触，也没有由于车轮抱死而产生滑行的危险情况，而且高速范围内制动力也不会下降。
(二)
为适合于代替钳盘式制动器，旋转型永磁涡流制动器具有一个感应盘，对应着盘式制动器的制动盘，因此可以很好地利用于现有的汽车上。旋转型永磁涡流制动器的制动部分结构原理如图1和图2所示。
锻钢感应盘的两边都安装有永久磁铁，两侧的永久磁铁都分两组排列，及分为以车轴为中心的两个同心圆上。两圆上的磁铁都交替N极与S极布置。内圈的永久磁铁组用固定架固定在车身或者底盘上并各有一块极片(见图2)，极片相对内圈磁铁组保持静止。外圈的
磁铁组则安装在一个控制架上，该控制架由驾驶人员控制，当驾驶人员踩下制动踏板时，控制架绕车轴旋转，但需要有一个限制装置限制外圈的旋转角度，令其最大只能旋转一个磁铁
的距离，即外圈的一个磁铁最多只能转到相邻磁铁的位置。
制动踏板处于自由状态时，磁铁组的排列如图2(a)所示。此时，虽然感应盘在旋转，但是由于相邻的外圈磁铁组的N极与S极的排列与内圈的不同，磁通在对应的极片内构成闭合回路，并不通过感应盘，因此，感应盘内就不产生涡流，从而不产生洛伦兹力即制动力。
当踩下制动踏板时，通过一系列的传动机构，带动外圈所在的控制架旋转一定角度(最多只能旋转一个磁铁的位置)，使得外圈磁铁组的N极与S极的排列与内圈的磁铁组一致，
即N极与N极相对，S极与S极相对，如图2(b)所示。此时磁通在感应盘内通过，由于感应盘的旋转，盘内会产生涡流，从而产生洛伦兹力即所需要的制动力。
由图2(a)的位置到图2(b)的位置(一块磁铁的距离)之内，内外圈上永久磁铁组的相对位置可以任意改变，因此，通过感应盘的磁通也会产生变化，从而可使得制动力连续增减(可调节)。即要调节制动力大小的目的可以通过转动控制架旋转的角度的大小来达到。
以上是永磁涡流制动器的制动部分的结构和原理的说明。至于带动控制架的旋转的传动机构的机械简图见图3，如下:
图3:永磁涡流制动器的传动机构机械简图
其中，1是回位弹簧，2可看做踏板，3即外圈磁铁组所安装的控制架，4转动时能带动3转动(即3与4固定在一起)。
踩下踏板时，杆件5向下移动，通过杆件6，推动杆件4转动一定角度。此时，外圈磁铁组就能旋转，达到制动时所在位置，产生制动力。踏板2踩下的幅度大小的不同，可以使得杆件4转动的角度的大小不同，从而使制动力大小变化。
当松开踏板2时，由于回位弹簧的压缩作用，推动踏板2回到原来的位置，通过传动机构，带动杆件4回到原来的位置，从而取消制动力。
至于永磁涡流制动器的制动力计算，参考文献?和?。制动力与速度的关系见图4:
图4 制动力一速度关系曲线
永磁涡流制动器的制动距离与速度关系图如图5所示。
图5 制动距离与速度关系图
从中可以知道，制动力在低速区随着速度的增加而迅速增大，在某一速度下制动力达到最大值;在高速区则随度的的提高略有下降，但制动力保持较大的值的特性，而且制动效能比较稳定，符合制动系统的要求。永磁涡流制动效果非常明显，能在较短距离内将小车速度降为零。
(三)
与传统的摩擦式制动器，永磁涡流制动器无疑具有巨大的优点。它具有优良的制动效果，高效可靠，克服了传统制动器的诸多缺点，如磨损大和发热高等。随着对于作为永磁铁材料的研究的进一步深入及技术的成熟，相信永磁涡流制动器会取得广泛的应用。
参考文献
[1] 小原,孝则等(日).旋转型永磁涡流制动装置，《国外铁道车辆》第4O卷第1期2003. [2] 赵小波,姬长英，周俊，黄亦其.永磁涡流制动技术及其应用研究，《起重运输机械》2008(2). [3] 唐永春,叶云岳.永磁涡流制动的有限元分析与设计，《微电机》第39卷第3期2006. [4] 陈家瑞主编,汽车构造(下)第2版,机械工业出版社.
涡流制动器
一种涡流制动器调速系统，是利用检测感应电动机转子电压作为转速反馈信号的转速单闭环系统，当转速给定值与实际值比较后产生差值时，此差值经速度调节器，令可控硅整流装置调节涡流制动器的制动转矩，使系统在给定转速下运行，其特征在于所述的调整速系统是在转速闭环的基础上，增设了克服涡流制动器电惯性的电流环，为了确保系统的安全可靠，再增设励磁电流快速上升补偿环节、励磁电流全过程监控环节及停顿制动环节，所述的转速闭环的转速反馈信号，是采用检测感应电动机的转子频率，并将频率快速转换成电压的测速方法。
涡流制动器, 还有涡流阻尼器，原理是导体在磁场中运动，导体内产生感生电势感生电流，并受到阻碍其运动的制动电磁力矩。 电涡流制动器 一、概述
涡流制动器又称电磁制动器，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。通常由涡流制动器、控制器及测力装置组成测功装置，可以测取被测机械的输出转矩和转速，从而得出输出功率，它可以取代磁粉离合器、水力测功机、直流发电机组等，用来测量各种电动机、变频器、发动机、齿轮箱等动力机械的性能，成为型式试验的必要设备，与其它测功装置相比，WZ
系列测功装置具有更高的可靠性、实用性和稳定性 ，价格也便宜很多。 二、主要特点
１、结构简单、运行稳定、价格低廉、使用维护方便； ２、采用水冷却，噪音低、振动小；
３、输入转速范围宽，可用于变频调速等各类电动机 及动力机械的型式试验；
４、控制器采用单相交流电源，控制功率小；
５、转矩的测量可以采用普通磅秤、电子磅秤或高精度转矩转速测量仪，适用于不同测量精度的场合；
６、该装置还能作制动器用，制动力矩大, 耐高转速。
三、产品规格及主要数据 １、型号说明
A ：双轴伸，基本形式（可省略）B:单轴伸
２、主要技术参数
WZ-P电涡流制动器说明书
WZ-P系列电涡流制动器
海安华洋机电制造有限公司
一、 主要用途及适用范围
电涡流制动器是目前国内最先进的加载设备之一，尤其在中小功率及微小功率的动力机械加载测功实验中，各动力机械的低速及高速加载测功试验方面，相对其它类型测功加载设备而言，在性能、价格、可靠性、维护等方面都有计较明显的优势。
WZ系列电涡流制动器，是针对中小型内燃发动机的输出特性专门设计的。具有结构简单，测试区域广，重复性好的特点，非常适合各种中小型内燃发动机及其零部件，变速变矩器等的动力性能及不同工况的加载。
主要特点:
结构简单，操作维护方便;
制动力矩大，工作稳定;
转动惯量小，动态响应速度快，低速转矩大;
与测控系统配套，可实现自动化控制。
二、 产品使用的工作条件和环境条件
电涡流制动器采用专门的配套稳流电源
冷却水为普通淡水，水压:0.02,0.1Mpa，具体水流量见图9
环境温度:-10?,40?
,90%RH 相对湿度:20
三、 主要技术参数
1、主要性能指标见表1、表2
2、冷却水压:0.02,0.1Mpa。根据出水温度调节水压，当出水温度升高时，
适当加大水压使出水温度降低。
冷却水流量:冷却水量取决于进出水的温差和吸收功率的大小，详见图9
3、电涡流制动器出水温度?55?
注:HYW-P型为低转速大扭矩系列电涡流制动器
WZ系列电涡流制动器主要性能指标 表1
额定功率 额定转矩 最高转速 额定转速 转动惯量 型 号 2kw Nm r/min r/min kgm
WZ-25P 6 25 12000 2000,2800 0.005
WZ-50P 10 50 12000 2000,2800 0.005
WZ-70P 16 70 12000 2000,2800 0.006
WZ-120P 25 120 10000 2000,2800 0.01
WZ-160P 40 160 9000 2000,2800 0.025
WZ-250P 63 250 8000 2000,2800 0.05
WZ-400P 100 400 7000 2000,2800 0.14
WZ-600P 160 600 6500 2000,2800 0.45 WZ-1100P 250 1100 5000 2000,2800 1.25 WZ-1600P 300 1600 5000 2000,2800 2.6 HY-2600P 400 2600 4500 2000,2800 3.4 WZ-3300P 560 3300 4500 2000,2800 4.2 WZ-4000P 630 4000 4000 2000,2800 5.3
HYW-P系列电涡流制动器主要性能指标 表2
额定功率 额定转矩 最高转速 额定转速 型 号 kw Nm r/min r/min WZW-250P 63 250 6000 1000,1600 WZW-400P 100 400 5300 1000,1600 WZW-600P 160 600 4800 1000,1600 WZW-1200P 250 1200 4100 1000,1600 WZW-1700P 300 1700 4000 1000,1600 WZW-2600P 400 2600 3200 1000,1600 WZW-3300P 560 3300 3000 1000,1600 WZ一630 4000 2500 1000,1600 W-4000P
电涡流制动器特性曲线见图1、图2、图3
图1、图2分别表示HY系列电涡流制动器的功率吸收范围和扭矩范围，图3表示HYW-P系列电涡流制动器的扭矩范围。凡被测动力机械的特性测试点处于这个区域，均可使用本电涡流进行测试，用户选购时请务必注意这一点。
四、 结构及原理
电涡流制动器器主要由旋转部分(感应盘)、外壳(电枢和励磁部分)
组成，其结构简图见图5。
由结构简图可知，当与转子同轴装配的励磁线圈通直流电时，其产生的磁通经电枢体、电磁环、气隙和转子形成闭合回路。由于转子外圆面被制成有均匀分布的齿和槽，故在气隙和电枢体或电磁环表面产生疏密相间的磁场，因此，转子被拖动旋转时，电枢体和涡流环内表面上任何一点的磁场产生叫变变化，由此感应出“磁流”，由于“磁流”和磁场的耦合作用，在转子上产生制动力矩，由于电枢体是通过机座固定在底板上的，故转子无法带动电枢体旋转，动力机械输出的功率被转化成电枢体和涡流环上“磁流”产生的等值热量，该热量由进入电枢体和电磁环冷却水槽中持续不断的冷却水及磁流制动器自身消耗。
对应于励磁线圈每一恒定的电流，电磁加载器均表现出一条转矩依附于转速的稳定制动特性曲线，改变励磁电流的大小，就可以改变制动力矩。
五、 运输与保管
产品在运输过程中应避免淋雨、倒置和冲击。产品应保存在干燥通风、无腐蚀气体存在的库房中，必须将冷却系统中的积水放干净。
六、 冷却水要求
冷却水是电涡流制动器工作的重要安全保障，安装时一定要把规定尺寸的水管接到制动器的进、出水口，并要试通水，检查供水系统是否漏水，水
) 压水流量是否达到规定要求，最好在进水口加一水压表。(冷却水流量见图6
注:冷却水量Q取决于进、出水的温差#t和吸收功率P的大小，图中所列各工况耗水量是出水口温度为最高55?时的理论计算，为降低出水温度，实际水量应加大些。
冷却水可直接用自来水冷却，或用循环水池供水。使用循环水池时应考虑冷却水的冷却，应使进水温度?25?。冷却水应使用纯净的自来水，冷却水中不应含有沙、盐、酸、碱等腐蚀性物质，以防止水垢的形成。由于各地水质不同，用户可自行判断和选择，并采取措施防止水垢的形成。尤其是硬水地区，一定要采取措施，否则将很快使涡流制动器的冷却水道堵塞，使涡流制动器不能够正常使用，为保证涡流制动器的正常使用，建议在冷却水中加G1阻垢剂，以防止涡流制动器长期使用后冷却室内结垢影响冷却效果，造成涡流制动器的损坏。涡流制动器的进水口处应安装过滤网，以防异物混入。
WZ-P（盘式）系列电涡流制动器
WZ-P(盘式)系列电涡流制动器 一、 主要用途及适用范围
电涡流制动器是目前国内最先进的加载设备之一，尤其在中小功率及微小功率的动力机械加载测功实验中，各动力机械的低速及高速加载测功试验方面，相对其它类型测功加载设备而言，在性能、价格、可靠性、维护等方面都有计较明显的优势。
WZ-P系列电涡流制动器，是针对中小型内燃发动机的输出特性专门设计的。具有结构简单，测试区域广，重复性好的特点，非常适合各种中小型内燃发动机及其零部件，变速变矩器等的动力性能及不同工况的加载。
主要特点:
结构简单，操作维护方便;
制动力矩大，工作稳定;
转动惯量小，动态响应速度快，低速转矩大;
与测控系统配套，可实现自动化控制。
二、 产品使用的工作条件和环境条件
电涡流制动器采用专门的配套稳流电源
冷却水为普通淡水，水压:0.02,0.1Mpa，具体水流量见图9
环境温度:-10?,40?
相对湿度:20,90%RH
三、 主要技术参数
1、主要性能指标见表1、表2
、冷却水压:0.02,0.1Mpa。根据出水温度调节水压，当出水温度升高时，适当加大水2
压使出水温度降低。
冷却水流量:冷却水量取决于进出水的温差和吸收功率的大小，详见图9
3、电涡流制动器出水温度?55?
注:WZW-P型为低转速大扭矩系列电涡流制动器
WZ-P系列电涡流制动器主要性能指标 表1
额定功率 额定转矩 最高转速 额定转速 转动惯量 型 号 2kw Nm r/min r/min kgm
WZ-25P 6 25 12000 2000,2800 0.005
WZ-50P 10 50 12000 2000,2800 0.005
WZ-70P 16 70 12000 2000,2800 0.006
WZ-120P 25 120 10000 2000,2800 0.01
WZ-160P 40 160 9000 2000,2800 0.025
WZ-250P 63 250 8000 2000,2800 0.05
WZ-400P 100 400 7000 2000,2800 0.14
WZ-600P 160 600 6500 2000,2800 0.45
WZ-1100P 250 1100 5000 2000,2800 1.25
WZ-1600P 300 1600 5000 2000,2800 2.6
WZ-2600P 400 2600 4500 2000,2800 3.4
WZ-3300P 560 3300 4500 2000,2800 4.2
WZ-4000P 630 4000 4000 2000,2800 5.3
WZW-P系列电涡流制动器主要性能指标 表2
额定功率 额定转矩 最高转速 额定转速 型 号 kw Nm r/min r/min
WZW-250P 63 250 6000 1000,1600
WZW-400P 100 400 5300 1000,1600
WZW-600P 160 600 4800 1000,1600
WZW-1200P 250 1200 4100 1000,1600
WZW-1700P 300 1700 4000 1000,1600
WZW-2600P 400 2600 3200 1000,1600
WZW-3300P 560 3300 3000 1000,1600
WZW-4000P 630 4000 2500 1000,1600 电涡流制动器特性曲线见图1、图2、图3
图1、图2分别表示WZ-P系列电涡流制动器的功率吸收范围和扭矩范围，图3表示WZW-P系列电涡流制动器的扭矩范围。凡被测动力机械的特性测试点处于这个区域，均可使用本电涡流进行测试，用户选购时请务必注意这一点。
四、 结构及原理
电涡流制动器主要由旋转部分(感应盘)、外壳(电枢和励磁部分)组成，其结构简图见图5。
由结构简图可知，当与转子同轴装配的励磁线圈通直流电时，其产生的磁通经电枢体、涡流环、气隙和转子形成闭合回路。由于转子外圆面被制成有均匀分布的齿和槽，故在气隙和电枢体或涡流环表面产生疏密相间的磁场，因此，转子被拖动旋转时，电枢体和涡流环内表面上任何一点的磁场产生叫变变化，由此感应出“涡流”，由于“涡流”和磁场的耦合作用，在转子上产生制动力矩，由于电枢体是通过机座固定在底板上的，故转子无法带动电枢体旋转，动力机械输出的功率被转化成电枢体和涡流环上“涡流”产生的等值热量，该热量由进入电枢体和涡流环冷却水槽中持续不断的冷却水及涡流制动器自身消耗。 对应于励磁线圈每一恒定的电流，电涡流制动器均表现出一条转矩依附于转速的稳定制动特性曲线，改变励磁电流的大小，就可以改变制动力矩。
五、 运输与保管
产品在运输过程中应避免淋雨、倒置和冲击。产品应保存在干燥通风、无腐蚀气体存在的库房中，必须将冷却系统中的积水放干净。
六、 冷却水要求
冷却水是电涡流制动器工作的重要安全保障，安装时一定要把规定尺寸的水管接到制动器的进、出水口，并要试通水，检查供水系统是否漏水，水压水流量是否达到规定要求，
) 最好在进水口加一水压表。(冷却水流量见图6
注:冷却水量Q取决于进、出水的温差#t和吸收功率P的大小，图中所列各工况耗水量是出水口温度为最高55?时的理论计算，为降低出水温度，实际水量应加大些。
图6 WZ-P及WZW-P电涡流制动器冷却水图
冷却水可直接用自来水冷却，或用循环水池供水。使用循环水池时应考虑冷却水的
?。冷却水应使用纯净的自来水，冷却水中不应含有沙、盐、酸、冷却，应使进水温度?25
碱等腐蚀性物质，以防止水垢的形成。由于各地水质不同，用户可自行判断和选择，并采取措施防止水垢的形成。尤其是硬水地区，一定要采取措施，否则将很快使涡流制动器的冷却水道堵塞，使涡流制动器不能够正常使用，为保证涡流制动器的正常使用，建议在冷却水中加G1阻垢剂，以防止涡流制动器长期使用后冷却室内结垢影响冷却效果，造成涡流制动器的损坏。涡流制动器的进水口处应安装过滤网，以防异物混入。
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