Diseño de bobinas de búsqueda de posición del rotor de motor de ultralta frecuencia para propulsión eléctrica en drones
Autores: Li, Xinmin; Wang, Huan; Wang, Huimin; Guo, Liyan; Chen, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de bobinas de búsqueda de posición del rotor de motor de ultralta frecuencia para propulsión eléctrica en drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Motor
Posición del rotor
Bobinas de búsqueda
Ultralta frecuencia
Inductancia mutua
Fuerza electromotriz de retroceso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Como el núcleo de la propulsión eléctrica en drones, el motor tiene mayores requisitos de fiabilidad y tolerancia a fallos. La adquisición precisa de la información de posición del rotor es un requisito previo para que el sistema de un dron impulsado por motor funcione de manera estable. Las bobinas de búsqueda tradicionales pueden proporcionar tolerancia a fallos para la detección de posición, pero no pueden detectar la posición del rotor en todo el rango de velocidad (desde parado hasta la velocidad nominal). Para que las bobinas de búsqueda proporcionen la posición del rotor en todo el rango de velocidad, este estudio propone inyectar una señal de ultralta frecuencia (UHF) (50-100 kHz) en las bobinas de búsqueda. Al optimizar la autoinductancia de la bobina de búsqueda, la inductancia mutua entre la bobina de búsqueda y el devanado del armadura, la fuerza electromotriz de retroceso (BEMF) de la bobina de búsqueda y la inductancia mutua entre las bobinas de búsqueda, la estructura de la bobina de búsqueda UHF diseñada en este documento es útil para extraer la señal de retroalimentación UHF. Finalmente, basándose en la relación de mapeo entre la autoinductancia de la bobina de búsqueda y la posición del rotor, se puede detectar la posición del rotor del motor en todo el rango de velocidad. La novedad del trabajo propuesto radica en la bobina de búsqueda UHF con acoplamiento de inductancia mutua cero al devanado del armadura, pequeña BEMF y baja inductancia mutua interfase que puede detectar la posición del rotor en todo el dominio de velocidad. Se utiliza el software Maxwell para optimizar la estructura de la bobina de búsqueda UHF, y la viabilidad de los resultados del diseño se verifica mediante co-simulación.
Descripción
Como el núcleo de la propulsión eléctrica en drones, el motor tiene mayores requisitos de fiabilidad y tolerancia a fallos. La adquisición precisa de la información de posición del rotor es un requisito previo para que el sistema de un dron impulsado por motor funcione de manera estable. Las bobinas de búsqueda tradicionales pueden proporcionar tolerancia a fallos para la detección de posición, pero no pueden detectar la posición del rotor en todo el rango de velocidad (desde parado hasta la velocidad nominal). Para que las bobinas de búsqueda proporcionen la posición del rotor en todo el rango de velocidad, este estudio propone inyectar una señal de ultralta frecuencia (UHF) (50-100 kHz) en las bobinas de búsqueda. Al optimizar la autoinductancia de la bobina de búsqueda, la inductancia mutua entre la bobina de búsqueda y el devanado del armadura, la fuerza electromotriz de retroceso (BEMF) de la bobina de búsqueda y la inductancia mutua entre las bobinas de búsqueda, la estructura de la bobina de búsqueda UHF diseñada en este documento es útil para extraer la señal de retroalimentación UHF. Finalmente, basándose en la relación de mapeo entre la autoinductancia de la bobina de búsqueda y la posición del rotor, se puede detectar la posición del rotor del motor en todo el rango de velocidad. La novedad del trabajo propuesto radica en la bobina de búsqueda UHF con acoplamiento de inductancia mutua cero al devanado del armadura, pequeña BEMF y baja inductancia mutua interfase que puede detectar la posición del rotor en todo el dominio de velocidad. Se utiliza el software Maxwell para optimizar la estructura de la bobina de búsqueda UHF, y la viabilidad de los resultados del diseño se verifica mediante co-simulación.