CN101667778A - 水下电能传输非接触式连接装置 - Google Patents

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李德骏
林麟
陈鹰
李泽松
杨灿军
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Abstract

本发明公开了一种用于水下电能传输的非接触式连接装置，由插座和插头组成。插座和插头的内部含有电磁感应线圈，电磁感应线圈可以带有标准的PM形磁芯或者标准P型磁芯，也可以不带磁芯。插座内部的逆变电路将水下基站提供的直流电转化为高频交流电，产生同频率的交变磁场，插头内的副边线圈产生感应电压，经过插头内的接收转换电路后驱动负载。本发明与传统接插件相比，通过磁场间接传输电能，不需要插头和插座直接接触，避免了接触磨损，大大提高了设备的可靠性和使用寿命，另外，也避免了水下湿插拔接插件必须使用水下机器人插拔操作而导致的高额费用。

Description

水下电能传输非接触式连接装置
技术领域
本发明涉及一种应用于水下环境电能传输的通用连接装置。
背景技术
海水是电的良导体，因此在水下传输电能不能像在陆地输电一样采用裸露导体接触的方式。目前采用较多的是内部含有金属缆、通过导体接触传输电能的湿拔插接头，但此类接头价格昂贵使用寿命短，并且需要ROV进行复杂的插拔操作，因此其推广应用受到很大限制。随着电能和信号传输技术的提高，通过水下基站向水下设备长期供应电能、发送指令和接收数据成为可能，为此急需一种使用方便、寿命长的连接装置，作为基站和设备间电能传输的通道。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于水下环境的电能传输非接触式连接装置，作为水下探测设备和水下基站之间的电能传输渠道。
本发明的水下电能传输非接触式连接装置，包括插座和插头；
插座包括：由第一壳体和第一端盖构成的密封腔，密封腔内固定有第一支架并充有硅油，第一支架上方固定有将直流电转换成交流电的逆变电路，第一支架下方固定有扁平状原边线圈，原边线圈的轴线与密封腔的轴线重合，原边线圈与逆变电路相连，第一多芯耐压防水导线穿越端盖与逆变电路相连；
插头包括：由第二壳体和第二端盖构成的密封腔，密封腔内固定有第二支架并充有硅油，第二支架下方固定有将交流电转换成直流电的转换电路，第二支架上方固定有扁平状副边线圈，副边线圈的轴线与密封腔的轴线重合，副边线圈与转换电路相连，第二多芯耐压防水导线穿越端盖与转换电路相连。
工作原理：供能插座固定在水下基站上，接受插头集成在水下探测设备中，通过其它外加的对接机械装置，保证供能插座和接收插头的轴线对齐，并尽可能缩短两者间的距离。水下基站通过第一多芯耐压防水导线将直流电输入逆变电路，经过逆变电路将直流电变为高频交流电，在原边线圈内产生出高频交变磁场。交变磁场的一部分穿过副边线圈，并在副边线圈内产生感应电势。副边线圈用于电磁感应原理产生的交流电势，经过接收转换电路转变为稳定的直流电压输出，通过第二多芯耐压防水导线送入用电设备，为用电设备提供电能。电能传输结束后，非接触式连接装置的插座和插头可自由分离。
为了使得原边线圈产生的交变磁场尽可能多的穿过副边线圈，可将原边线圈套在标准P型或PM型的铁氧体磁芯上。可将副边线圈套在标准P型或PM型的铁氧体磁芯上。
本发明的有益效果：
本发明采用将电能转化为磁场中的电能进行间接传输的方式，避免了金属导体直接接触，大大简化了密封装置，有效防止了水下应用环境中的漏水、漏电事故，显著提高了可靠性，内部充灌硅油平衡内外压力并改善电路板的散热，传送完成后可自由分离，尤其方便水下移动设备的使用。本发明结构简单，耐压、密封效果好，可靠性高，应用方便，有效解决了水下电能传输接口的安全性和造价昂贵的问题。
附图说明
图1是水下电能传输非接触式连接装置示意图。
图中：1-多芯耐压防水导线，2-第一端盖，3-端盖密封圈，4-导线密封圈，5-硅油，6-第一壳体，7-逆变电路，9-第一支架，10-原边线圈，11-铁氧体磁芯，12-副边线圈，13-铁氧体磁芯，14-转换电路，15-第二支架，17-硅油，18-第二壳体，19-端盖密封圈，20-第二端盖，21-导线密封圈，22-第二多芯耐压防水导线。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。
参照图1，水下电能传输非接触式连接装置，包括插座和插头；
插座包括：由第一壳体6和第一端盖2构成的密封腔，密封腔内固定有第一支架9并充有硅油5，第一支架9上方固定有将直流电转换成交流电的逆变电路7，第一支架9下方固定有扁平状原边线圈10，原边线圈10的轴线与密封腔的轴线重合，原边线圈10与逆变电路7相连，第一多芯耐压防水导线1穿越端盖2与逆变电路7相连，图示实例中，原边线圈套在PM型第一铁氧体磁芯11上，第一端盖上装有端盖密封圈3和导线密封圈(4)。
插头包括：由第二壳体18和第二端盖20构成的密封腔，密封腔内固定有第二支架15并充有硅油17，第二支架15下方固定有将交流电转换成直流电的转换电路14，第二支架15上方固定有扁平状副边线圈12，副边线圈12的轴线与密封腔的轴线重合，副边线圈12与转换电路14相连，第二多芯耐压防水导线22穿越端盖20与转换电路14相连，图示实例中，副边线圈套在PM型第二铁氧体磁芯13上，第二端盖上装有端盖密封圈19和导线密封圈21。

Claims (5)

1.水下电能传输非接触式连接装置，其特征是包括插座和插头；
插座包括：由第一壳体(6)和第一端盖(2)构成的密封腔，密封腔内固定有第一支架(9)并充有硅油(5)，第一支架(9)上方固定有将直流电转换成交流电的逆变电路(7)，第一支架(9)下方固定有扁平状原边线圈(10)，原边线圈(10)的轴线与密封腔的轴线重合，原边线圈(10)与逆变电路(7)相连，第一多芯耐压防水导线(1)穿越端盖(2)与逆变电路(7)相连；
插头包括：由第二壳体(18)和第二端盖(20)构成的密封腔，密封腔内固定有第二支架(15)并充有硅油(17)，第二支架(15)下方固定有将交流电转换成直流电的转换电路(14)，第二支架(15)上方固定有扁平状副边线圈(12)，副边线圈(12)的轴线与密封腔的轴线重合，副边线圈(12)与转换电路(14)相连，第二多芯耐压防水导线(22)穿越端盖(20)与转换电路(14)相连。
2.根据权利要求1所述的水下电能传输非接触式连接装置，其特征是原边线圈(10)套在标准P型或PM型的铁氧体磁芯(11)上。
3.根据权利要求1所述的水下电能传输非接触式连接装置，其特征是副边线圈(12)套在标准P型或PM型的铁氧体磁芯(13)上。
4.根据权利要求1所述的水下电能传输非接触式连接装置，其特征是第一端盖上装有端盖密封圈(3)和导线密封圈(4)。
5.根据权利要求1所述的水下电能传输非接触式连接装置，其特征是第二端盖上装有端盖密封圈(19)和导线密封圈(21)。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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