Система электропитания привязанного беспилотного летательного аппарата

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Описана система электропитания беспилотного летательного аппарата (БПЛА) на основе кабельного соединения с первичным, расположенным на поверхности земли источником электрической энергии. Наземный источник питания от стандартной трехфазной сети формирует гальванически изолированное постоянное выходное напряжение, изменяющееся в диапазоне 350–435 В, со средней электрической мощностью до 10 кВт. Использована схема на основе импульсного стабилизатора тока понижающего типа с последующим звеном инвертора тока, согласующего трансформатора и выпрямителя. Напряжение наземного источника питания поступает по кабель-тросу на БПЛА. Источник питания БПЛА обеспечивает выходное напряжение 48±2 В и выходной ток до 135 А. Представлены экспериментальные данные работы системы на эквивалент нагрузки и БПЛА.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Ю. Буркин

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Author for correspondence.
Email: burkin@mail.ru
Russian Federation, 634050, Томск, пр. Ленина, 40

В. В. Свиридов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: burkin@mail.ru
Russian Federation, 634050, Томск, пр. Ленина, 40

А. А. Бомбизов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: burkin@mail.ru
Russian Federation, 634050, Томск, пр. Ленина, 40

References

  1. Lee D., Zhou J., Lin W.T. // Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). Denver, CO, USA, 2015. P. 118. http://doi.org/10.1109/ICUAS.2015.7152282.
  2. Boukoberine M.N., Zhou Z., Benbouzid M. // IECON 2019 – 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. Lisbon, Portugal, 2019. P. 5826. http://doi.org/10.1109/IECON.2019.8927702
  3. Ouyang J., Che Y., Xu J., Wu K. // 2018 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops). Kansas City, MO, USA, 2018. P. 1. http://doi.org/10.1109/ICCW.2018.8403572
  4. Achtelik M.C., Stumpf J., D.Gurdan Doth K.-M. // 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. San Francisco, CA, USA, 2011. P. 5166. http://doi.org/10.1109/IROS.2011.6094731
  5. Muttin F. // Applied Ocean Research. 2011. V. 33. Iss. 4. P. 332. http://doi.org/10.1016/j.apor.2011.06.004
  6. Beom W. Gu, Su Y. Choi, Young Soo Choi, Guowei Cai, Lakmal Seneviratne, Chun T. Rim. // Nuclear Engineering and Technology. 2016. V. 48. Iss. 4. P. 982. ISSN 1738-5733. http://doi.org/10.1016/j.net.2016.02.014

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The main structural components of the power supply system of a tethered UAV.

Download (229KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic diagram (a) and operation diagrams (b) of the ground power supply: T1 – transistors, D2 – SKM100GAL12T4, T2–T5 – 2MBI75N-120, D4 – HFA90FA120, L1 = 0.45 mH (Magnetics – 77715, 4 pcs., W = 21), PA1 – CSNR161, TV – 4 R100-60-15 PC40 cores, W1 = 37, W2 = 34, litz wire – LELO 075-0.071, B2 – IDH16G65CG, Сф – two series capacitors 450V – 1000 μF, R2 = 0.003 Ohm.

Download (181KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Structural diagram of the control loop of the control system.

Download (221KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. External appearance of the ground power supply (1) and the UAV DC voltage converter (2).

Download (172KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Oscillograms of the voltage on the transistor of the current stabilizer T1 (upper curve, 200 V/div) and the current of the choke IL1 (lower curve, 9.8 A/div), 5 μs/div (a), the current of the primary winding of the transformer (upper curve, 18.5 A/div) and the current of the choke IL1 (lower curve, 9.8 A/div), 10 μs/div (b).

Download (228KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Oscillograms of the voltage on the transistor of the current inverter T2 (upper curve, 200 V/div) and the current of the primary winding of the transformer (lower curve, 18.5 A/div), 10 μs/div (a), the same oscillograms with a time sweep of 1 μs/div (b).

Download (95KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Oscillograms of the voltage on the diode of the output rectifier B2 (upper curve, 200 V/div) and the current of the primary winding of the transformer (lower curve, 18.5 A/div), 10 μs/div (a), the same oscillograms with a time sweep of 1 μs/div (b).

Download (89KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences