[发明专利]智能稳压电磁涡流刹车司钻开关控制器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种石油钻井设备技术，具体是一种石油钻机的司钻开关控制器，一种智能稳压精确控制的石油钻井用电磁涡流刹车司钻开关控制器。 

背景技术：

目前，对于钻井用电磁涡流刹车的控制主要靠装在司钻操作台上的司钻开关来实现。目前在用的钻机配套电磁涡流刹车的司钻开关多采用铁芯位置可调的变压器来实现，通过调整铁芯位置使司钻开关输出电压在0～18V范围内变动。我们发现在实际生产过程中，对外输出电压常受电源电压波动影响，且由于这种控制装置是利用凸轮及顶杆的滑动摩擦实现对动铁芯的位置调节，对外输出电压达不到绝对0～18V的要求，空载电压达到0.5V以下都很困难，18V输出电压往往偏差较大，且不能自动调控，在实际使用过程中有时甚至远远高于25V，极易造成控制柜内触发电路板烧毁故障，而且组装及调试极为麻烦。在实际应用过程中随着凸轮机构的磨损，司钻开关的空载输出电压还会随之变动，导致电磁涡流刹车常期处于小电流工作状态，既浪费能源、缩短设备寿命又影响正常的钻井工作。因此，急需要提出一种结构更为合理，功能更好的新型司钻开关控制器。 

发明内容：

本发明为克服现有司钻开关控制器的不足，提供一种智能稳压电磁涡流刹车司钻开关控制器，该开关控制器基于霍尔传感器元件，融合开关电源技术、纯数字化精确电压控制电路，使司钻开关控制器达到输出稳定电压在0～18V范围内，并且可精确调节控制的控制要求。 

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

智能稳压电磁涡流刹车司钻开关控制器，设有外壳，该外壳的上部设有一个横向贯通的手柄轴，该手柄轴的一端伸出外壳，该手柄的伸出端固 定连接一个操作手柄，其特征是：设有一个磁力信号发生器的定位架，该定位架从中心穿过并固定在所述操作手柄轴上，在该定位架上设有磁力信号发生器，在与定位架相对的位置上设有一个霍尔传感器，在外壳内的下部，安装了具有电压调制电路的电路板，霍尔传感器与电压调制电路进行信号连接，设有接线端子将电压调制电路的输出的电压调制信号与刹车控制柜进行信号传输连接。 

本发明进一步完善和实施的补充方案是： 

所述电压调制电路设有依序电连接的开关电源电路、霍尔传感器电路、时基振荡信号发生器电路、信号差分比较放大器电路、MOS管驱动电路、MOS管开关电路，还设有电压采样负反馈电路，该负反馈电路的输入端与所述信号差分比较放大器电路进行电连接，其输出端与所述MOS管开关电路进行电连接，并设有负载保护电路，该负载保护电路的输入端与所述开关电源电路、MOS管开关电路的输出端及所述接线端子进行电连接。 

所述开关电源电路由依序电连接的变压器、全桥整流电路、滤波电路、LM7818稳压电路、LM7805稳压电路组成；所述霍尔传感器电路是依序电连接的由A3515/A3516宽温度范围的线性霍尔效应传感器、滤波电路组成；所述磁力信号发生器采用永磁铁制作；所述时基振荡发生器电路由依序电连接的NE555时基振荡发生器、RC振荡电路、信号输出电路组成；所述信号差分比较放大器电路由依序电连接的LM339四路差分比较器、差分减法运算放大器电路、反向输入运算放大器电路组成；MOS管驱动电路由8050M三极管、偏置电路组成；MOS管开关电路由IRFS351MOS管、偏置电路、肖特基二极管输出级保护电路组成；电压采样负反馈电路由依序电连接的采样电阻、电容器、反向差分运算放大器组成；负载保护电路由依序电连接的二极管组成。