[发明专利]顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构

权利要求书

1.顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：包括空心主轴（1）、电机和控制机构；

所述电机包括电机上端盖（14）、电机壳体（15）、回转头内套（25）和定子转子机构，所述电机上端盖（14）、电机机壳（15）和回转头内套（25）均套设在空心主轴（1）外侧；电机上端盖（14）外缘与电机壳体（15）上端外缘密封固定，电机上端盖（14）内缘通过上端轴承（16）与空心主轴（1）连接，电机上端盖（14）和空心主轴（1）之间的连接部位通过上端密封件密封；所述回转头内套（25）的下端穿过电机壳体（15）的下端口并伸出，回转头内套（25）的上端与电机壳体（15）的下端卡合，电机壳体（15）的下部通过下端轴承（24）与空心主轴（1）连接，电机壳体（15）和空心主轴（1）之间的连接部位通过下端密封件密封；

所述定子转子机构安装在电机上端盖（14）、电机壳体（15）和空心主轴（1）形成的密封空间内，所述密封空间连通有冷风机构；所述定子转子机构为凸极结构，采用两段式设计，即所述定子转子机构包括两个定子转子子机构，两个定子转子子机构之间存在间隙，每个定子转子子机构均包括定子（18）和转子（21），所述定子（18）套设在转子（21）的外侧，所述定子（18）固定在电机机壳（15）内，所述转子（21）套设在空心主轴（1）上；

所述控制机构包括速度监测装置和空心主轴（1）上设置的刹车装置；所述速度监测装置包括齿轮机构、速度编码器（8）和角度编码器（2），所述齿轮机构包括主动齿轮（3）、齿带（5）和从动齿轮（4），所述主动齿轮（3）与空心主轴（1）同轴固定，主动齿轮（3）和从动齿轮（4）之间通过齿带（5）连接，所述速度编码器（8）和角度编码器（2）对从动齿轮（4）进行监测。

2.根据权利要求1所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述刹车装置包括刹车装置壳体（12）、刹车装置上端盖（7）、刹车装置下端盖、刹车内套（9）、刹车盘（10）和液压油缸（11），所述刹车装置壳体（12）、刹车装置上端盖（7）和刹车装置下端盖均套装在空心主轴（1）上，刹车装置上端盖（7）盖住刹车装置壳体（12）上端，刹车装置下端盖盖住刹车装置壳体（12）下端，所述刹车内套（9）、刹车盘（10）和液压油缸（11）均安装在刹车装置壳体（12）内，所述刹车内套（9）套装在空心主轴（1）上并与空心主轴（1）保持固定，所述刹车盘（10）固定在刹车内套（9）外侧，所述液压油缸（11）的固定端与刹车装置壳体（12）保持固定，所述液压油缸（11）的压紧动作端的两个压板分别位于刹车盘（10）的上下两侧。

3.根据权利要求2所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述刹车装置上端盖（7）上设置有支架（6），所述速度编码器（8）和角度编码器（2）安装在支架（6）上。

4.根据权利要求1所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述电机壳体（15）上设置有提环安装位置，提环通过提环销轴（17）安装在所述提环安装位置上。

5.根据权利要求1所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述上端轴承（16）为圆锥推力滚子轴承，所述下端轴承（24）为锥面推力滚子轴承。

6.根据权利要求1所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述定子转子子机构的定子转子极数为32/24极，即定子（18）上有32个定子齿和32个定子槽，转子（21）上有24个转子齿（32）和24个转子槽（33）；所述定子（18）上嵌有永磁体（28）和定子绕组（29）；所述定子绕组（29）为集中绕组，由32个线圈组成，按逆时针方向分别记为C01，C02，C03，…，Ci，…，C31，C32；每个线圈有a和b两个圈边，即圈边Cia和Cib共同构成线圈Ci；每个定子齿上嵌有一个线圈，线圈的两个圈边分别嵌在相邻的两个定子槽中；32个线圈分别属于A、B、C、D四相，其中，A相由C01、C05、C09、C13、C17、C21、C25和C29八个线圈构成，B相由C02、C06、C10、C14、C18、C22、C26和C30八个线圈构成，C相由C03、C07、C11、C15、C19、C23、C27和C31八个线圈构成，D相由C04、C08、C12、C16、C20、C24、C28和C32八个线圈构成。

7.根据权利要求1或6所述的顶部驱动钻井装置用低速电机直接驱动机构，其特征在于：所述定子转子机构的额定频率为50Hz，额定转速为125rpm，定子转子机构通过变频器进行调速控制，在0～250rpm之间运行。