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提高随钻系统中非接触式电能传输效率的研究

安慰东  
【摘要】: 旋转导向智能钻井工具的核心是导向工具,导向工具由3个互成120°角的翼肋及其驱动液缸组成,目前液压动力来源于钻井液泥浆循环的环空压差。由于动力源受制于环空压差,所以采用电机泵作为液压动力,电机泵由井下涡轮发电机供电。电机泵安装在不旋转套上,发电机安装在旋转的主轴上,因此,这就涉及到了在相对转动的条件下电能的传输问题。本论文引入了非接触式电能传输,解决了相对转动时能量的传输问题。 非接触式感应电能传输系统(CIPT)是一种新型的电能传输技术,通过感应电磁耦合向负载提供电能。本论文在国内外研究成果的基础上,从实际出发,设计了非接触式电能传输系统,包括逆变电源、可分离变压器等关键部件。着重对可分离变压器进行了仿真,总结出了影响电能传输效率的因素,并且对电路补偿进行了详细的理论推导。最后通过实验,验证了该非接触式电能传输系统在原有基础上,电能传输效率得到了大幅提高。 通过本课题的研究,搭建出了非接触式电能传输系统,并且总结出了提高系统的电能传输效率的方法,对解决用电机泵作为液压动力直接驱动翼肋的能量传输问题有一定的参考价值。


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