一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器制造技術

本發明專利技術涉及一種旋轉變壓器，具體涉及一種適用于高溫、高壓環境的以無線電能傳輸的旋轉變壓器。包括固定在內管外壁上的原邊鋼殼，套在內管外副邊鋼殼，原邊鋼殼外緣和副邊鋼殼內緣分別嵌入固定有原邊磁芯和副邊磁芯，原邊磁芯和副邊磁芯內部分別嵌入固定有原邊繞組和副邊繞組；原邊鋼殼和副邊鋼殼的軸向位置彼此對應，原邊磁芯和副邊磁芯軸向位置彼此對應，原邊繞組和副邊繞組軸向位置彼此對應；包括分別對原邊繞組和副邊繞組進行環氧樹脂灌封處理形成的兩個氧樹脂灌封層；兩個氧樹脂灌封層軸向位置彼此對應；原邊鋼殼、原邊磁芯、第一環氧樹脂灌封層與副邊鋼殼、副邊磁芯、第二環氧樹脂灌封層分別對應的位置處留有一定間隙。本發明專利技術更為可靠、耐用。

【技術實現步驟摘要】
一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器
本專利技術涉及一種旋轉變壓器，具體涉及一種適用于高溫、高壓環境的用電設備以無線、非接觸方式傳輸電能的旋轉變壓器。
技術介紹
傳統供電方式下，存在相對運動的設備之間進行電能傳輸多采用電刷裝置。這種供電方式存在滑動磨損、接觸火花、碳積和不安全裸露導體等問題，存在安全隱患，無法應用于礦井等高溫、高濕的惡劣環境。傳統變壓器主要實現電壓變換功能，變壓器原、副邊之間存在物理連接，無法進行相對運動設備之間的電能傳輸。因此亟待采用旋轉變壓器原、副邊無直接電氣接觸的電能傳輸方式，并能夠無裸露導體存在，保證系統各部分之間電氣絕緣，提供一種安全、可靠的新型可靠并適用于高溫、高壓惡劣環境的旋轉變壓器。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種適用于高溫、高壓環境，用電設備以無線、非接觸方式傳輸電能，具有較高電能傳輸效率，能夠保證電能傳遞能力不受塵土、污物、水等環境因素的影響，更為可靠、耐用，且不發生火花，不存在機械磨損和摩擦的無線電能傳輸旋轉變壓器。為了實現上述目的，本專利技術一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器，包括固定在內管外壁上的筒狀原邊鋼殼，固定套在內管外的外管內壁上的筒狀副邊鋼殼，所述原邊鋼殼外壁設有沿周向的第一環狀凹槽，副邊鋼殼內壁上設有沿周向的第二環狀凹槽，所述第一環狀凹槽與第二環狀凹槽位置彼此相對應，所述第一環狀凹槽和第二環狀凹槽內分別位置對應地嵌入有原邊磁芯和副邊磁芯，所述原邊磁芯和副邊磁芯內部分別位置對應地嵌入有原邊繞組和副邊繞組；所述原邊鋼殼與所述副邊鋼殼之間留有一定間隙，原邊磁芯與副邊磁芯之間留有一定間隙；所述原邊鋼殼與原邊磁芯通過環氧樹脂灌固定，副邊鋼殼與副邊磁芯通過環氧樹脂灌固定，原邊繞組與原邊磁芯通過環氧樹脂灌固定，副邊繞組與副邊磁芯通過環氧樹脂灌固定；原邊繞組與原邊磁芯之間的空隙進行環氧樹脂灌封處理形成第一環氧樹脂灌封層，副邊繞組與副邊磁芯之間的空隙進行環氧樹脂灌封處理形成第二環氧樹脂灌封層，所述第一環氧樹脂灌封層和第二環氧樹脂灌封層位置彼此對應；所述原邊磁芯軸向兩端設置有第一緩沖墊和第二緩沖墊，副邊磁芯軸向兩端設置有第三緩沖墊和)第四緩沖墊；實現在155℃高溫、105MPa高壓下仍能工作。進一步所述原邊鋼殼外緣采用外壁一端設有周向凸緣軸向截面為軸對稱的“┗┛”形結構，所述副邊鋼殼采用內壁一端設有周向凸緣軸向截面為軸對稱的“┏┓”形結構；所述嵌入原邊鋼殼內的原邊磁芯軸向一端通過所述第二緩沖墊與原邊鋼殼連接，該原邊磁芯軸向另一端通過所述第一緩沖墊連接有套裝固定在原邊鋼殼上的第一擋板；所述嵌入副邊鋼殼內的副邊磁芯軸向一端通過所述第四緩沖墊與副邊鋼殼連接，該副邊磁芯軸向另一端通過第三緩沖墊連接有固定在副邊鋼殼上的筒狀第二擋板。進一步所述原邊磁芯外壁設有環狀凹槽，軸向截面沿軸向呈“工”字豎向一半形；副邊磁芯內壁設有環狀凹槽，軸向截面沿軸向呈“工”字豎向一半形。進一步所述原邊鋼殼與所述副邊鋼殼之間的間隙為1.5～4mm；原邊磁芯與副邊磁芯之間的間隙為1.5～4mm。進一步所述原邊鋼殼與所述副邊鋼殼之間的間隙為2mm；原邊磁芯與副邊磁芯之間的間隙為2mm。進一步所述原邊繞組的導線穿過原邊磁芯和原邊鋼殼與固定在內管上的原邊高壓插針一端連接，該原邊高壓插針另一端與發電機及電源變換電路連接，所述副邊繞組的導線穿過副邊磁芯與固定在與副邊鋼殼上的副邊高壓插針一端連接，該副邊高壓插針的另一端與電子變換電路及負載連接。本專利技術的有益效果：本專利技術介紹了一種適用于高溫、高壓環境，并且具有較高電能傳輸效率的無線電能傳輸旋轉變壓器。無線電能傳輸旋轉變壓器原、副邊無直接電氣接觸，無裸露導體存在，保證了系統各部分之間電氣絕緣，電能傳遞能力不受塵土、污物、水等環境因素的影響。與傳統供電方式相比更為可靠、耐用，且不發生火花，不存在機械磨損和摩擦，特別適用于礦井、油田鉆采及運動設備，可廣泛應用于在航空航天、機器人、醫療器械、照明、便攜式電子產品、無線充電等場合。附圖說明圖1為本專利技術一種無線電能傳輸旋轉變壓器使用示意圖；圖2為本專利技術一種無線電能傳輸旋轉變壓器結構示意圖。圖中：1-原邊高壓插針；2－副邊高壓插針；3－內管；4－外管；5－原邊鋼殼；6－原邊磁芯；7－原邊繞組；8－第一環氧樹脂灌封層；9－第一擋板；10－第一緩沖墊；11－副邊鋼殼；12-副邊磁芯；13－副邊繞組；14－第二環氧樹脂灌封層；15－第二擋板；16－第二緩沖墊；17－限位卡。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本專利技術做進一步描述。一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器配置在地平面之下的自動垂直鉆具的外管4與內管3之間的環形腔體中，包括通過限位卡17與內管3的外壁上的卡槽卡合固定的筒狀原邊鋼殼5，通過銷釘固定在外管4的內壁中的筒狀副邊鋼殼11；該原邊鋼殼5外壁設有第一環狀凹槽，采用外壁一端設有周向凸緣軸向截面為軸對稱的“┗┛”形結構；副邊鋼殼11內壁設有第二環狀凹槽，采用內壁一端設有周向凸緣軸向截面為軸對稱的“┏┓”形結構；還包括分別嵌入原邊鋼殼5和副邊鋼殼11中并通過環氧樹脂固定的筒狀原邊磁芯6和筒狀副邊磁芯12，該原邊磁芯6外壁設有環狀凹槽，軸向截面沿軸向呈“工”字豎向一半形和副邊磁芯12內壁設有環狀凹槽，軸向截面沿軸向呈“工”字豎向一半形，該結構可以使旋轉變壓器傳輸效率提高，該原邊磁芯6和副邊磁芯12采用鐵氧體磁芯；所述原邊磁芯6環狀凹槽和副邊磁芯12環狀凹槽內分別嵌入有原邊繞組7和副邊繞組13；所述原邊鋼殼5和副邊鋼殼11的軸向位置彼此對應，所述原邊磁芯6和副邊磁芯12軸向位置彼此對應，所述原邊繞組7和副邊繞組13軸向位置彼此對應；還包括分別對原邊繞組7和副邊繞組13以及該原邊繞組7和副邊繞組13與所嵌入的對應的原邊磁芯6和副邊磁芯12之間的空隙進行環氧樹脂灌封處理形成的第一環氧樹脂灌封層8和第二環氧樹脂灌封層14；所述第一環氧樹脂灌封層8和第二環氧樹脂灌封層14位置彼此對應；第一環氧樹脂灌封層8和第二環氧樹脂灌封層14不僅起到將原邊繞組7和副邊繞組13分別與原邊磁芯6和副邊磁芯12固定的作用，而且分別將原邊繞組7和副邊繞組13與外接隔絕，起到密封絕緣的作用，使本專利技術可以適應井下泥漿沖刷環境。所述原邊鋼殼5、原邊磁芯6、第一環氧樹脂灌封層8與所述副邊鋼殼11、副邊磁芯12、第二環氧樹脂灌封層14分別對應的位置處留有間隙，該間隙大小可以采用1.5mm、2mm、3mm、4mm，這里優選2mm。原邊磁芯6軸向兩端設置有第一緩沖墊10和第二緩沖墊18，,副邊磁芯12軸向兩端設置有第三緩沖墊16和第四緩存墊19；所述嵌入原邊鋼殼5內的原邊磁芯6軸向一端通過所述第二緩沖墊18與原邊鋼殼5連接，該原邊磁芯6軸向另一端通過所述第一緩沖墊10連接有套裝焊接在原邊鋼殼5上的第一擋板9；所述嵌入副邊鋼殼11內的副邊磁芯12軸向一端通過所述第四緩沖墊19與副邊鋼殼11連接，該副邊磁芯12軸向另一端通過第三緩沖墊16連接有焊接在副邊鋼殼11上的筒狀第二擋板15；第一擋板9和第二擋板15可以保證各零、部件無軸向竄動。所述原邊繞組7的導線穿過原邊磁芯6和原邊鋼殼5與穿插固定在內管上的原邊高壓插針1一端連接，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器，其特征在于：包括固定在內管(3)外壁上的筒狀原邊鋼殼(5)，固定套在內管(3)外的外管(4)內壁上的筒狀副邊鋼殼(11)，所述原邊鋼殼(5)外壁設有沿周向的第一環狀凹槽，副邊鋼殼(11)內壁在與所述第一環狀凹槽處設有沿周向的第二環狀凹槽，所述第一環狀凹槽和第二環狀凹槽內分別位置對應地嵌入有原邊磁芯(6)和副邊磁芯(12)，所述原邊磁芯(6)和副邊磁芯(12)內部分別位置對應地嵌入有原邊繞組(7)和副邊繞組(13)；所述原邊鋼殼(5)、原邊磁芯(6)與所述副邊鋼殼(11)、副邊磁芯(12)分別對應的位置處留有一定間隙。

【技術特征摘要】
1.一種適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器，其特征在于：包括固定在內管(3)外壁上的筒狀原邊鋼殼(5)，固定套在內管(3)外的外管(4)內壁上的筒狀副邊鋼殼(11)，所述原邊鋼殼(5)外壁設有沿周向的第一環狀凹槽，副邊鋼殼(11)內壁上設有沿周向的第二環狀凹槽，所述第一環狀凹槽與第二環狀凹槽位置彼此相對應，所述第一環狀凹槽和第二環狀凹槽內分別位置對應地嵌入有原邊磁芯(6)和副邊磁芯(12)，所述原邊磁芯(6)和副邊磁芯(12)內部分別位置對應地嵌入有原邊繞組(7)和副邊繞組(13)；所述原邊鋼殼(5)與所述副邊鋼殼(11)之間留有一定間隙，原邊磁芯(6)與副邊磁芯(12)之間留有一定間隙；所述原邊鋼殼(5)與原邊磁芯(6)通過環氧樹脂灌固定，副邊鋼殼(11)與副邊磁芯(12)通過環氧樹脂灌固定，原邊繞組(7)與原邊磁芯(6)通過環氧樹脂灌固定，副邊繞組(13)與副邊磁芯(12)通過環氧樹脂灌固定；原邊繞組(7)與原邊磁芯(6)之間的空隙進行環氧樹脂灌封處理形成第一環氧樹脂灌封層(8)，副邊繞組(13)與副邊磁芯(12)之間的空隙進行環氧樹脂灌封處理形成第二環氧樹脂灌封層(14)，所述第一環氧樹脂灌封層(8)和第二環氧樹脂灌封層(14)位置彼此對應；所述原邊磁芯(6)軸向兩端設置有第一緩沖墊(10)和第二緩沖墊(18)，副邊磁芯(12)軸向兩端設置有第三緩沖墊(16)和第四緩沖墊(19)；實現在155℃高溫、105MPa高壓下仍能工作。2.按照權利要求1所述的適用于高溫高壓環境的無線電能傳輸旋轉變壓器，其特征在于：所述原邊鋼殼(5)外緣采用外壁一端設有周向凸緣軸向截面為軸對稱的“┗┛”形結構，所述副邊鋼殼(11)采用內壁一端設有周向凸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇靜靜，王毅，劉會祥，韓志富，袁克敵，羅翔，
申請(專利權)人：北京精密機電控制設備研究所，中國運載火箭技術研究院，
類型：發明
國別省市：