Аналіз обмінної потужності в системі живлення безпілотного літального апарату з BLDC двигуном
DOI:
https://doi.org/10.18372/1990-5548.75.17559Ключові слова:
обмінна потужність, безпілотний літальний апарат, BLDC двигун, система живлення, кола постійного струмуАнотація
Метою даної роботи є аналіз системи електроживлення безпілотного літального апарату. Одне з найважливіших завдань цієї системи – забезпечити якомога менші втрати, для досягнення більшої витривалості літака, а значить – здатності виконати місію. Наявність неактивної складової споживаної потужності явно знижує ефективність всього безпілотного літального апарату. Враховуючи також, що через вплив вітру, зміни швидкості та інших факторів енергосистема проводить значну кількість часу в перехідному режимі, вплив цього явища стає ще більш значним. Таким чином, проаналізовано явище виникнення обмінної потужності в системі живлення безпілотного літального апарату. Одним із найпоширеніших рішень для безпілотного літального апарату є використання двигуна BLDC, який є подальшим розвитком двигунів постійного струму і створений з метою покращення їх основних характеристик. Цей тип двигуна отримав свою популярність завдяки численним перевагам: високим надійності, коефіцієнта корисної дії, швидкості та іншим. Наведено принципи керування двигуном BLDC. Проаналізовано систему живлення безпілотного літального апарату, побудовану на основі понижувального перетворювача та мостового інвертора. Побудована еквівалентна схема перетворювача з урахуванням втрат в електричному колі. На її основі виведено співвідношення для визначення величини обмінної потужності в системі електропостачання. За допомогою цих виразів можна визначити величину обмінної енергії на довільному інтервалі часу в реальній системі живлення літака. У програмному середовищі Matlab Simulink побудовано модель системи електроживлення безпілотного літального апарату з BLDC двигуном. Отримано часову діаграму, на підставі якої можна зробити висновок про вміст обмінної потужності в схемі перетворювача. Щоб мінімізувати це явище, необхідною є розробка системи компенсації або інтелектуальної системи керування.
Посилання
D. A. Mykolaiets, “Analysis of Exchange Power in the Power System of Drone”, Mikrosyst., Elektron. ta Akust., vol. 27, no. 1, pp. 252748–1, Apr. 2022. https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.252748.
N. Darwin, A. Ahmad, and W. A. A. Wan Mohd Akib, “The Potential of Low Altitude Aerial Data for Large Scale Mapping”, Jurnal Teknologi, vol. 70, no. 5, Sep. 2014. https://doi.org/10.11113/jt.v70.3523.
M. R. Szabolcsi, “Beyond Training Minimums – A New Concept of the UAV Operator Training Program,” International conference KNOWLEDGE-BASED ORGANIZATION, vol. 22, no. 3, pp. 560–566, Jun. 2016. https://doi.org/10.1515/kbo-2016-0096.
M. N. Boukoberine, Z. Zhou, and M. Benbouzid, “A critical review on unmanned aerial vehicles power supply and energy management: Solutions, strategies, and prospects,” Applied Energy, vol. 255, p. 113823, Dec. 2019. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113823.
M. Kim, S. Lee, and S. Bae, “Decentralized Power Management for Electrical Power Systems in More Electric Aircrafts,” Electronics, vol. 7, no. 9, p. 187, Sep. 2018. https://doi.org/10.3390/electronics7090187.
S. Nijandan, G. Gokulakrishnan, R. Nagendra Prasad, S. Mahendran, and P. S. B. Kirubakaran, “Autonomous Onboard Power Generation System in Uavs for Long Range,” International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), vol. 04, no. 02, Jan. 2015. https://doi.org/10.17577/IJERTV4IS020576.
O. Solomon and P. Famouri, “Dynamic Performance of a Permanent Magnet Brushless DC Motor for UAV Electric Propulsion System – Part I”, in IECON 2006 - 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics, Paris, France, 2006, pp. 1400–1405. https://doi.org/10.1109/IECON.2006.347808.
N. A. Kostin and O. H. Sheikina, “The signs of availability of exchange power in electric traction circuits of the direct current system”, STP, no. 42, pp. 98–102, Dec. 2012. URL: http://stp.diit.edu.ua/article/view/9295, https://doi.org/10.15802/stp2012/9295.
Kostyn N. A.; Sablyn O. Y., "Reaktyvnaia moshchnost v systemakh эlektrycheskoho transporta postoiannoho toka," Visnyk Pryazovskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu : zb. nauk. prats, vol. 2, no. 15, pp. 75-80, 2005. URL: http://eir.pstu.edu/handle/123456789/1220.
Y. A. Yatsenko, V. E. Tonkal, A. V. Novoseltsev, S. P. Denisyuk, V. Y. Zhuykov, and V. T. Strelkov, Balans energiy v elektricheskih tsepyah. Kyiv: Nauk. dumka, 1992
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
