IMOTECH. СТАТЬИ

 

Электродвигатели для беспилотной авиации

В настоящее время всё большие задачи перекладываются с пилотируемой авиации на "плечи" беспилотной авиации. Осознание ценности человеческой жизни и неспособность человека выдерживать огромные перегрузки, при которых работает современная техника, подвели черту, за которой невозможно использовать пилотируемую авиацию. Спасти жизнь пилота и выполнить задание в условиях ядерного, химического и биологического заражения, в условиях сильнейшего ПВО и ПРО, могут беспилотные летательные аппараты (Рис. 1.). Главные достоинства беспилотных летательных аппаратов (БЛА): низкая цена и малый вес, возможность дистанционного управления аппаратом. Сегодня беспилотные летательные аппараты способны решать практически любые задачи. Небо будущего будет принадлежать беспилотным летательным аппаратам. В этой статье рассмотрено "сердце" БЛА – двигатель. Автор остановился на одном типе двигателей – бесколлекторных электродвигателях производства компании ModelMotors.


Рис. 1. Британский БЛА Zephy

Компания ModelMotors– один из ведущих производителей бесколлекторных электродвигателей. Первый двигатель AXI 2820/10 был создан в 2001 году и сразу же стал бестселлером. Благодаря высокому КПД двигателей достигается большая продолжительность полёта, а высокие значения крутящего момента позволяют отказаться от использования редуктора и обеспечивают возможность использования непосредственного соединение двигателя и пропеллера большого диаметра, что благоприятно отражается на весе БЛА и избавляет от лишних механических потерь.

Выпускаемые ModelMotorsдвигатели позволяют поднимать в воздух самолёты до 15 кг., что вполне достаточно для решения задач воздушной разведки и наблюдения за объектами. В таблице 1 приведены краткие технические характеристики бесколлекторных электродвигателей компании ModelMotors. Преимущество электромоторов в БЛА до 15 кг. по сравнению с двигателями внутреннего сгорания и другими топливными двигателями очевидна, это и меньший вес электродвигателя и большая надёжность, связанная с отсутствием сложной системы подачи топлива, управления и др., больший КПД двигателя и простота обслуживания. Лидерами по эффективности среди электродвигателей являются бесколлекторные электродвигатели.

Они не имеют щёточно-коллекторного узла, в котором щетки и пластины коллектора непрерывно размыкаются, что вызывает искрение, приводящее к потерям и создающее радиопомехи. Также на КПД влияет то, что щётки постоянно трутся о коллектор, изнашиваются и подгорают, ухудшая токопропускную способность узла, что влечёт за собой уменьшение мощности двигателя. Причём часть мощности двигателя тратится на преодоление трения между щётками и коллектором. Отсутствие щёточно-коллекторного узла у бесколлекторного двигателя позволяет достичь КПД 95%. Отсутствие щёток и коллектора ещё более упрощают обслуживание двигателя, больше нет необходимости периодически менять щётки и чистить коллектор. Ресурс бесколлекторного двигателя практически зависит только от подшипников ротора. Этим достигается высокая надёжность двигателя.

В статье рассмотрим лидера по мощности в линейке двигателей ModelMotorsAXI 5360/20, рекомендованный для БЛА до 15 кг [1]. Внешний вид двигателя показан на рисунке 2.

Рис. 2. AXI 5360

 

Основные технические характеристики:

  • обороты: 120 об/В;
  • масса двигателя: 1350 г.;
  • длина: 94 мм;
  • диаметр: 89 мм;
  • диаметр вала двигателя: 8 мм;
  • количество используемых элементов питания: 10 Li-Poly;
  • максимальный ток: 65 А / 30 сек.;
  • рабочий ток: 20…59 А;
  • ток без нагрузки при 30 В: 1,8 А;
  • рекомендуемые пропеллеры до 30"x20";
  • максимальный КПД: 94%;
  • внутреннее сопротивление: 68 мОм

Более подробную информацию можно узнать в каталоге продукции [1] или на сайте компании (www.modelmotors.cz).

Всем заинтересованным этой темой рекомендуется скачать каталог [1] с сайта компании. Там представлен не только обзор бесколлекторных двигателей, но и подробные технические рекомендации по расчёту необходимой мощности двигателя, размера пропеллера, даны рекомендации по выбору контроллера скорости вращения винта. Дополнительно в каталоге представлена продукция партнёра ModelMotors компании Jeti, производящей  контроллеры скорости вращения винта и радиотрансиверы на 2,4 ГГц. Для исключения ошибки при самостоятельном выборе компонентов и сравнения созданной инженером системы в каталоге рекомендована оптимальная, по мнению производителя, полная двигательная система: модель двигателя, пропеллер, контроллер скорости, количество элементов питания батареи. Инженеру остаётся установить эту систему в корпус, добавить полезную нагрузку и провести испытания.

Широкая номенклатура двигателей, позволяющая выбрать оптимальное соотношение масса/мощность, высокое качество и КПД, достигаемые применением новых высококачественных материалов, таких как неодий, вывели ModelMotors в лидеры рынка. Двигатели ModelMotors с их высоким качеством, надежностью и высокими техническими характеристиками позволяют оптимально решить задачи, стоящие перед разработчиками БЛА и создать уникальные летательные аппараты.

 

Таблица 1. Бесколлекторные электродвигатели компании ModelMotors.

Наименование

Обороты,
об/В

Масса двигателя,
гр.

Макс. ток (20 сек.),
А

Рабочий ток,
А

Макс. КПД,
%

Количество элементов Li-Poly

AXI 2203/46

1720

18,5

8,5

2,5…7

75

2

AXI 2814/6D

2850

106

55

20…45

80

2…3

AXI 2820/10

1200

151

42

20…30

83

2…3

AXI 2826/6

1500

181

65

30…45

82

2…3

AXI 4120/20

465

320

52

13…37

87

5…6

AXI 5325/24

232

575

75

12…55

91

10

AXI 5330/24

197

652

58

15…38

91

10

AXI 5360/20

120

1350

65

20…59

94

10

DOUBLE AXI 5330/20

235

1550

75

23…57

91

10

 

Литература:

1. Каталог продукции компании ModelMotors www.modelmotors.cz/download.

Последние новости
 

Свидетельство ISO 9001-2015

Сертификация системы менеджмента указывает на нашу заинтересованность в постоянном развитии и стабильность показателей нашей деятельности.

Кварцевые генераторы от российского разработчика НПП «МЕТЕОР-КУРС»

ООО НПП «МЕТЕОР-КУРС» завершает ОКР «Разработка и освоение в серийном производстве термокомпенсированных генераторов, управляемых напряжением.

Новый форм-фактор твердотельных накопителей серии "Комета"

Линейка твердотельных накопителей пополнилась новым форм-фактором MO-300B