[发明专利]非接触电能传输系统及其在井下旋转导向机构中的应用

摘要

本发明公开了一种非接触电能传输系统及其在井下旋转导向机构中的应用，涉及石油钻井器械技术领域。该电能传输系统，通过可分离式旋转变压器，完成了电能从转动部件与非转动部件之间的能量传输，避免了接触式能量传输的种种弊端，极大的提高了系统的安全性与可靠性。从而满足了井下旋转导向设备用电需求，同时，旋转变压器的初级和次级电路不需任何信号交互，大大降低了电路复杂程度，另外，通过软开关技术和谐振技术降低了系统损耗，提高传输效率。

主权项

1.一种非接触电能传输系统，其特征在于，按照电流方向依次包括：交流发电机、初级工频整流滤波电路、高频逆变电路、旋转变压器、次级高频整流滤波电路、稳压电路和直流电机，所述旋转变压器包括转子和定子，所述转子位于所述定子的内部，所述转子可相对所述定子发生转动，且所述转子与所述定子之间留有气隙，所述转子的外圆面上设置有初级磁芯，所述定子的内圆面上设置有次级磁芯，所述初级磁芯和所述次级磁芯均为E型磁芯，两个所述E型磁芯的开口面相对，形成两个小窗，在小窗内分别设置有初级线圈和次级线圈，所述初级磁芯和所述次级磁芯满足下列公式：式中，m、n分别是转子和定子的磁芯数量；p为m、n的最小公倍数；θ为磁芯宽度角；所述高频逆变电路包括功率管和谐振极电容，所述功率管和谐振极电容并联，且所述谐振极电容和驱动PWM波形的死区时间满足下列公式：式中，δ0(min)为最小死区时间角；ω为开关角频率；toff为死区时间；uT为谐振电压，Im为谐振电流；C为谐振极电容。