Przekształtnik w układzie napędowym z silnikiem BLDC dla bezzałogowej platformy latającej

• Autorzy: Sobczyński D. , Binkowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.48

Warianty tytułu

EN

Conventer in a power transmission system with BLDC motor for unmanned aerial vehicle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przypadku bezzałogowych platform latających, podobnie jak i innych pojazdów zasilanych energią elektryczną, problemem jest kompromis pomiędzy zasięgiem a ciężarem baterii akumulatorów. Aby wykorzystać energię elektryczną, a dzięki temu zwiększyć zasięg lub zmniejszyć ciężar statku powietrznego, konieczne jest zastosowanie do napędu śmigła wydajnych układów napędowych o wysokiej sprawności i małej wadze. Silnikami elektrycznymi, które charakteryzują się najkorzystniejszym stosunkiem mocy do ciężaru i które jednocześnie posiadają wysoką sprawność, są silniki bezszczotkowe prądu stałego BLDC. Silniki te są wystarczająco lekkie i wydajne, by można je stosować również w samolotach. W pracy przedstawiono projekt przekształtnika energoelektronicznego przeznaczonego do napędu elektrycznego z silnikiem BLDC, możliwego do zastosowania w bezzałogowej maszynie latającej. Układ napędowy składa się z silnika BLDC o mocy 0,5 kW, przekształtnika energoelektronicznego i układu sterowania. Pracą przekształtnika steruje układ mikroprocesorowy z układem logiki programowalnej FPGA rodziny Cyclone III – EP3C40 firmy Altera. Karta z wymienionym układem DBM3Cxx była osadzana na gotowej karcie bazowej DBM_CIII_Base, zawierającej interfejs JTAG oraz trzy bloki wejść/wyjść binarnych wykorzystywane do sterowania i pomiarów. Przedstawiono metodę doboru elementu układu oraz wykonania obwodu drukowanego.

EN

In the case of unmanned aerial vehicles, like other vehicles powered by electric energy, the problem is a compromise between the travel range and the weight of the accumulator batteries. To use electricity, and thus to increase the travel range and reduce the weight of the aircraft, it is necessary to use for drive the propeller efficient drive systems with high efficiency and low weight. Electric motors that have the most favorable power to weight ratio and having a high efficiency are the brushless BLDC motors. These engines are sufficiently lightweight and efficient. They also can be used in aircrafts. In the paper the design of power electronics converter destined for electric drive of BLDC motor, which may be used in an unmanned aerial vehicle was presented. The drive system consists of a BLDC motor with a power of 0.5 kW, power electronic converter and control system. Conventer is controlled by the microprocessor with programmable logic Cyclone III FPGA – Altera EP3C40 card. Card with DBM3Cxx replaceable integrated circuit was settled on the final DBM_CIII_Base base card contains JTAG interface and three binary input/output blocks used for control and measurements. The selection method of integrated circuit element and performance of printed circuit board has also been described.

Słowa kluczowe

PL

bezzałogowy statek powietrzny; przekształtnik; silnik bezszczotkowy

EN

unmanned aerial vehicle; power converter; brushless motor

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 4
• Strony: 535--545
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sobczyński D.

• Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

autor

Binkowski T.

• Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1.Binkowski T., Buczek K., Sobczyński D.: Sterowanie silnikiem BLDC pracującym jako element hybrydowej platformy latającej. Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), 30-33.
• 2.Luongo C.A., Masson J.P., Nam T., Mavris D., Kim H.D., Brown G.V., Waters M., Hall D.: Next generation more-electric aircraft: A potential application for HTS superconductors. IEEE Super Transaction on Applied Superconductivity, 19 (2006), 1055-1068.
• 3.Sobczyński D.: Przekształtniki energoelektroniczne do zasilania wysokoobrotowych silników małej mocy. IX Konf. Naukowa „Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym SENE”, Łódź 2009.
• 4.Sobczyński D.: Badania symulacyjne wybranych przekształtników przeznaczonych do stosowania w układach napędowych o podwyższonej prędkości obrotowej. Wiadomości Elektrotechniczne, 11, 2012.