[發明專利]頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構

有效

• 申請號: 201310576353.1
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103607068A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 胡敏強;仲偉波;余海濤;黃磊;劉強;劉春元;聞程;陳中顯
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K7/116
• 分類號: H02K7/116;E21B4/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：包括空心主軸（1）、電機和控制機構；

所述電機包括電機上端蓋（14）、電機殼體（15）、回轉頭內套（25）和定子轉子機構，所述電機上端蓋（14）、電機機殼（15）和回轉頭內套（25）均套設在空心主軸（1）外側；電機上端蓋（14）外緣與電機殼體（15）上端外緣密封固定，電機上端蓋（14）內緣通過上端軸承（16）與空心主軸（1）連接，電機上端蓋（14）和空心主軸（1）之間的連接部位通過上端密封件密封；所述回轉頭內套（25）的下端穿過電機殼體（15）的下端口并伸出，回轉頭內套（25）的上端與電機殼體（15）的下端卡合，電機殼體（15）的下部通過下端軸承（24）與空心主軸（1）連接，電機殼體（15）和空心主軸（1）之間的連接部位通過下端密封件密封；

所述定子轉子機構安裝在電機上端蓋（14）、電機殼體（15）和空心主軸（1）形成的密封空間內，所述密封空間連通有冷風機構；所述定子轉子機構為凸極結構，采用兩段式設計，即所述定子轉子機構包括兩個定子轉子子機構，兩個定子轉子子機構之間存在間隙，每個定子轉子子機構均包括定子（18）和轉子（21），所述定子（18）套設在轉子（21）的外側，所述定子（18）固定在電機機殼（15）內，所述轉子（21）套設在空心主軸（1）上；

所述控制機構包括速度監測裝置和空心主軸（1）上設置的剎車裝置；所述速度監測裝置包括齒輪機構、速度編碼器（8）和角度編碼器（2），所述齒輪機構包括主動齒輪（3）、齒帶（5）和從動齒輪（4），所述主動齒輪（3）與空心主軸（1）同軸固定，主動齒輪（3）和從動齒輪（4）之間通過齒帶（5）連接，所述速度編碼器（8）和角度編碼器（2）對從動齒輪（4）進行監測。

2.根據權利要求1所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述剎車裝置包括剎車裝置殼體（12）、剎車裝置上端蓋（7）、剎車裝置下端蓋、剎車內套（9）、剎車盤（10）和液壓油缸（11），所述剎車裝置殼體（12）、剎車裝置上端蓋（7）和剎車裝置下端蓋均套裝在空心主軸（1）上，剎車裝置上端蓋（7）蓋住剎車裝置殼體（12）上端，剎車裝置下端蓋蓋住剎車裝置殼體（12）下端，所述剎車內套（9）、剎車盤（10）和液壓油缸（11）均安裝在剎車裝置殼體（12）內，所述剎車內套（9）套裝在空心主軸（1）上并與空心主軸（1）保持固定，所述剎車盤（10）固定在剎車內套（9）外側，所述液壓油缸（11）的固定端與剎車裝置殼體（12）保持固定，所述液壓油缸（11）的壓緊動作端的兩個壓板分別位于剎車盤（10）的上下兩側。

3.根據權利要求2所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述剎車裝置上端蓋（7）上設置有支架（6），所述速度編碼器（8）和角度編碼器（2）安裝在支架（6）上。

4.根據權利要求1所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述電機殼體（15）上設置有提環安裝位置，提環通過提環銷軸（17）安裝在所述提環安裝位置上。

5.根據權利要求1所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述上端軸承（16）為圓錐推力滾子軸承，所述下端軸承（24）為錐面推力滾子軸承。

6.根據權利要求1所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述定子轉子子機構的定子轉子極數為32/24極，即定子（18）上有32個定子齒和32個定子槽，轉子（21）上有24個轉子齒（32）和24個轉子槽（33）；所述定子（18）上嵌有永磁體（28）和定子繞組（29）；所述定子繞組（29）為集中繞組，由32個線圈組成，按逆時針方向分別記為C01，C02，C03，…，Ci，…，C31，C32；每個線圈有a和b兩個圈邊，即圈邊Cia和Cib共同構成線圈Ci；每個定子齒上嵌有一個線圈，線圈的兩個圈邊分別嵌在相鄰的兩個定子槽中；32個線圈分別屬于A、B、C、D四相，其中，A相由C01、C05、C09、C13、C17、C21、C25和C29八個線圈構成，B相由C02、C06、C10、C14、C18、C22、C26和C30八個線圈構成，C相由C03、C07、C11、C15、C19、C23、C27和C31八個線圈構成，D相由C04、C08、C12、C16、C20、C24、C28和C32八個線圈構成。

7.根據權利要求1或6所述的頂部驅動鉆井裝置用低速電機直接驅動機構，其特征在于：所述定子轉子機構的額定頻率為50Hz，額定轉速為125rpm，定子轉子機構通過變頻器進行調速控制，在0～250rpm之間運行。