Aplicación de componentes electrónicos en UAV

Recientemente, la tecnología de vehículos aéreos no tripulados (UAV), que se utiliza principalmente en aplicaciones militares, ha comenzado a expandir su aplicación al sector público o privado debido a su progreso tecnológico. Debido a sus ventajas operativas en confiabilidad, movilidad y rentabilidad, los vehículos aéreos no tripulados tienen un potencial ilimitado.

La aplicación de la fotografía o la cámara de video le brinda la posibilidad de un rápido crecimiento, y ha habido aplicaciones emergentes en los campos de monitoreo de tráfico, servicio expreso, monitoreo de incendios forestales y monitoreo de áreas peligrosas o ecosistemas. Sin embargo, queda por resolver uno de los problemas más desafiantes, ya que la mayoría de los UAV están limitados por la capacidad y el peso de las baterías.

La transmisión inalámbrica de energía (WPT) será una tecnología alternativa para enfrentar el problema de la energía requerida por los vehículos aéreos no tripulados. Puede hacer que el UAV aumente su rango de vuelo y tiempo de operación, y promoverá el vuelo autónomo. A lo largo de los años, la WPT inductiva se ha aplicado con éxito a varios vehículos eléctricos, incluido el bus eléctrico inalámbrico desarrollado en nuestra etapa inicial. El sistema WPT inductivo generalmente se compone de una bobina transmisora ​​(bobina TX) y una bobina receptora (bobina Rx), y la bobina TX de nuestro bus eléctrico está dispuesta como un bucle segmentado debajo de la superficie de la carretera de toda la línea del bus.

El principio de la WPT inductiva se basa en la ley de Faraday, en la que la corriente alterna (CA) en la bobina TX genera un campo magnético variable en el tiempo. El campo magnético variable en el tiempo de la bobina TX se acopla a la bobina RX a través del aire, generando así una corriente variable en el tiempo en la bobina RX a través del campo magnético acoplado. Luego, el voltaje de salida se genera en el terminal de la bobina RX, donde el voltaje de CC especificado se puede convertir del voltaje de CA en la bobina RX.

El principio de WPT inductivo es muy claro y se ha aplicado con éxito a nuestro bus eléctrico como fuente de alimentación principal utilizando una estructura TX RX personalizada. Basado en el mismo principio de la ley de Faraday, WPT también se puede aplicar a vehículos aéreos no tripulados. La ferrita se utiliza en el esquema práctico del sistema WPT inductivo para mejorar el acoplamiento magnético. Se sabe que las ferritas tienen una excelente permeabilidad a alta frecuencia y propiedades eléctricas adecuadas, como la conductividad.

Aunque en general la ferrita es un dispositivo optimizado para conducir el campo magnético con la eficiencia requerida, la ferrita no es muy práctica en la WPT de UAV. En el entorno dinámico extremo de la operación de UAV, la fragilidad de la ferrita dificulta la aplicación de WPT. Hay varios trabajos que pueden mejorar el rendimiento de los UAV, pero debido a las limitadas características prácticas, no se puede utilizar como material magnético de ferrita de alta eficiencia para WPT. El material compuesto magnético blando de este documento puede sustituir a la ferrita, y el objetivo es integrar el sistema WPT inductivo en el UAV.

Este trabajo estudia la aplicación de diferentes materiales ferromagnéticos en lanúcleo magnéticodel sistema UAV WPT. Este estudio comparativo se basa en el compuesto magnético blando (SMC) recientemente desarrollado y la ferrita convencional utilizada como núcleo del sistema WPT. En particular, discutimos principalmente cómo seleccionar el material de núcleo ferromagnético apropiado para el sistema UAV WPT considerando el entorno hostil.

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Además, a medida que el tamaño de los productos electrónicos continúa reduciéndose, te ofrece varias versiones de conectores de cuerpo plano y angosto con varias temperaturas y niveles de resistencia al fuego, que son adecuados para cualquier aplicación de UAV.