SISTEM SPECIAL CONIC DE ÎNCĂRCARE FĂRĂ FIR A DRONELOR
DOI:
https://doi.org/10.36801/Cuvinte cheie:
Transfer de putere fără fir, Sistem electromagnetic, Drone, Sistem de încărcareRezumat
Sistemele inductive de transfer de putere sunt integrate în zilele noastre în tot mai multe dispozitive electromagnetice. O aplicație cu potențial bun a unor astfel de sisteme este încărcarea wireless a bateriilor dronelor autonome/semiautonome, aceste vehicule aeriene fiind folosite în ultimul deceniu pentru o mulțime de aplicații domestice sau militare. Raza de operare a acestor vehicule este limitată deoarece bateriile lor sunt limitate în dimensiune, greutate și energie stocată. Astfel, bateriile dronei ar trebui încărcate mai des. Stațiile de încărcare fără fir (Wireless Charging System - WCS) răspândite într-o regiune de funcționare stabilită pot fi utilizate în acest scop odată ce dronele sunt echipate cu algoritmi inteligenți capabili să aleagă în mod optim cel mai apropiat suport de încărcare, pe baza unor parametri specifici precum: traseul programat, poziția dronei, starea de încărcare a bateriei, locațiile WCS, condițiile meteo etc.
WCS sunt mai flexibile și mai puțin sensibile la condițiile meteorologice (ploi, noroi, praf, vânt etc.) decât sistemele clasice de încărcare cu fie (Plug-In). Cu toate acestea, o bună aliniere a bobinelor transmițătorului și receptorului unui WCS rămâne un aspect provocator în cazul condițiilor meteorologice aspre (vânt puternic sau furtună), rezolvarea acestei probleme fiind esențială pentru un proces de încărcare eficient.
Soluția analizată în această lucrare este un WCS pentru drone capabil să funcționeze în condiții meteorologice dificile. Sistemul propus este capabil să centreze automat bobinele emițătorului (Tx) și receptorului (Rx) și să blocheze și să elibereze eficient drona folosind un sistem electromagnetic. Bobina Tx este montată pe un suport magnetic din beton, iar bobina Rx este montată pe o placă de ferită așezată pe partea inferioară a dronei. Analiza soluției propuse și determinarea caracteristicilor și performanțelor sistemului propus se realizează folosind metoda Elementelor Finite (EF) implementată în pachetul de programe profesional Flux®.
Referințe
(1) M.J. Boyle, The Drone Age, Oxford University Press, pp. 400, 2020, ISBN 9780197501788 (online).
(2) R. Merkert, J. Bushell, Managing the drone revolution: A systematic literature review into the current use of airborne drones and future strategic directions for their effective control, J. Air Transp. Manag., 89, 101929, 2020.
(3) Markets & Markets, UAV Market Global Forecast to 2029, Report Brochure AS 2y 802, 2004.
(4) James Bond, Electric Aircraft Battery Technology, EaglePicher Technologies, 2022.
(5) Markets&Markets, Battery and Wireless Charging Market Research Reports, Available on: https://www.marketsandmarkets.com/battery-and-wireless-charging-market-research-263.html, Accessed: 30 october 2024.
(6) Z. Zhang, H. Pang, A. Georgiadis, et al. (2019), Wireless power transfer - An overview, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 66, 2, 1044–1058.
(7) T. Campi, S. Cruciani, M. Felizian, Wireless Power Transfer Technology Applied to an Autonomous Electric UAV with a Small Secondary Coil, Energies 2018, 11, 352; doi:10.3390/en11020352.
(8) Z. Xing, K. Yan, G. Han et al. (2021), A wireless transmission coupling structure with low electromagnetic force disturbance and stable coupling coefficient, Journal of Physics: Conference Series, 1754, 1, 12120.
(9) G. Han, W. Yuan, Y. Liu, Q. Li, F. Chen, Analysis of electromagnetic force on wireless charging structure, Wireless Networks https://doi.org/10.1007/s11276-023-03410-9.
(10) T. Tudorache, A. Marinescu, A. Vintilă, Electromagnetic Locking/Releasing System for UAVs Wireless Charging Stations, ICATE conference, Craiova, 2024
(11) G. Rosu, Gh. Samoilescu, A. Marinescu, O. Baltag, The Efficiency of An Underwater Inductive Charging System for AUVs Based on Truncated Coils, ISFEEE Conference, Galati, 2019.
(12) A. Marinescu, T. Tudorache, I. Dumbrava, A. Vintila, Comparative Assessment of Magnetic Concrete versus Ferrite for a High Power Inductive Coupler, MPS Conference Cluj Napoca, 2021.
(13) *** Cedrat: User guide Flux® 11, 2015.
Descărcări
Publicat
Număr
Secțiune
Licență
Copyright (c) 2025 ACTUALITĂŢI ŞI PERSPECTIVE ÎN DOMENIUL MAŞINILOR ELECTRICE
TAceastă lucrare este licențiată în temeiul Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
