Система електроживлення прив’язного дрона з проміжною ланкою підвищеної напруги

Анотація

Існуючі прив’язні дрони працюють на низькій напрузі до 43.2 В, що суттєво зменшує довжину живлячого кабеля та зменшує масу корисного навантаження. Метою роботи є розрахунок системи електроживлення прив’язного дрона з проміжною ланкою підвищеної напруги, спираючись на який можливо забезпечити близьку до мінімальної масу живлячого кабелю, при заданій максимальній висоті польоту та заданій тязі двигунів. У статті розроблено методику розрахунку системи електроживлення прив’язного дрона з проміжною ланкою підвищеної напруги. На основі аналізу недоліків і переваг передачі електроенергії змінним та постійним струмом, принципів ізоляції провідників залежно від рівня напруги, визначення щільності струму через провідник залежно від умов тепловідведення створено математичну модель системи електроживлення, що дозволяє визначити робочу напругу кабелю, що при заданій потужності дрона забезпечує близьку до мінімальної масу кабелю для живлення прив’язного дрона. Показано, що для кабелю з фіксованою масою, розрахованого на задану потужність, існує робоча напруга, при якій він має найбільшу довжину. За допомогою розробленої математичної моделі розраховано параметри живлячого кабелю для прив’язних дронів малої, середньої та високої потужності. Сумарну масу цих дронів порівняно з дронами без ланки підвищеної напруги, що живляться напругою 43.2 В. Результати порівняння засвідчили, що для дронів з низькою потужністю довжину кабелю можна збільшити на 85 % при збільшенні напруги живлення до 225 В, для дронів з середньою потужністю – на 434 % при напрузі живлення 710 В, для дронів з високою потужністю – на 721 % при напрузі живлення 1138 В.