电磁耦合技术在可控偏心器中的应用

摘要

由于采用泥浆动力作为可控偏心器的动力源存在一定的条件限制，西安石油大学井下测控实验室致力于寻找新的导向动力源即电机泵动力的研究，其原理是利用电机泵产生推动翼肋伸缩的动力。当采用电机泵动力时，电机泵的能量来源于井下涡轮发电机。由于可控偏心器的机械结构决定了电机泵要安装在不旋转套上，而发电机要安装在旋转的主轴上，这样就涉及到旋转和不旋转之间的能量传输问题。本论文将电磁耦合技术引入到可控偏心器，解决了电机泵动力的能量传输问题。
　　 电磁耦合能量传输技术是电子电力技术和新型磁性材料技术相结合的一门新兴的学科领域。虽然目前在国外已经有大量的研究报告和商业化的应用，但是在国内还处于初级研究阶段，没有商业化的应用。本论文在国内外现有研究成果调研的基础上，对电磁耦合能量传输系统的关键部件进行了研究，包括对初次级的阻抗进行了理论推导，对非接触变压器进行了有限元分析，和高频逆变电路和非接触电磁耦合变压器的设计等。
　　 通过本课题的研究，初步设计了可应用于可控偏心器中的电磁耦合能量传输系统，对电机泵动力可控偏心器的研制具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2项目背景及意义

1.3电磁耦合能量传输技术研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内典型研究成果

1.4论文研究的主要内容及展开步骤

1.4.1论文研究的主要内容

1.4.2论文研究的展开步骤

1.5本章小结

第二章 电磁耦合能量传输系统的性能分析

2.1电磁耦合能量传输系统构成

2.2非接触电磁耦合变压器

2.2.1非接触电磁耦合变压器的特点

2.2.2非接触电磁耦合变压器磁阻计算及磁路分析

2.2.3非接触电磁耦合变压器的等效电路模型分析

2.3非接触电磁耦合变压器的补偿

2.3.1次级谐振分析

2.3.2初级谐振分析

2.4本章小结

第三章非接触电磁耦合变压器关键参数的试验与仿真研究

3.1非接触电磁耦合变压器的仿真分析

3.1.1 ANSYS软件介绍

3.1.2 ANSYS软件对非接触变压器的仿真分析介绍

3.1.2 EI型变压器的实测与仿真对比

3.2非接触电磁耦合变压器效率相关参数的研究

3.2.1频率与效率关系

3.2.2气隙对效率的影响分析

3.2.3非接触电磁耦合变压器耦合系数特性分析

3.3本章小结

第四章 电磁耦合能量传输系统中高频逆变电路分析与研究

4.1逆变技术概述

4.1.1逆变器的分类

4.1.2逆变器拓扑结构的介绍

4.2电磁耦合能量传输系统功率变换器的选择

4.2.1拓扑结构的选择

4.2.2开关器件的选择

4.3全桥高频逆变电路的仿真与试验

4.3.1全桥高频逆变电路介绍

4.3.2仿真结果

4.3.3试验结果

4.4本章小结

第五章可控偏心器中非接触电磁耦合变压器的设计

5.1可控偏心器非接触电磁耦合变压器设计要求

5.2磁性材料的选择

5.2.1导磁材料性能分析

5.2.2非接触电磁耦合变压器磁芯材料的选取

5.2.3结论

5.3线圈的选取

5.4硅钢片非接触电磁耦合变压器的分析与设计

5.4.1硅钢片磁芯结构的设计

5.4.2硅钢片结构的分析对比

5.4.3硅钢片非接触电磁耦合变压器试验

5.5铁氧体非接触电磁耦合变压器的试验分析

5.5.1改变负载和频率测试效率

5.5.2改变气隙测试效率

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1全文总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文