Un diseño novedoso de estación de carga inalámbrica plegable para drones
Autores: Açal, Ali; Doan, Tuba Halime
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un diseño novedoso de estación de carga inalámbrica plegable para drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Transferencia de energía inalámbrica
Transferencia de energía inductiva
Carga inalámbrica
Diseño de bobinas
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se han utilizado en muchos campos en la actualidad. En aplicaciones a largo plazo, las baterías necesitan ser cambiadas constantemente por alguien debido a su corta vida útil. Este problema se elimina con la transferencia de energía inalámbrica (TEI). Se ofrece una solución confiable, efectiva y autónoma utilizando carga inalámbrica. La técnica de carga inalámbrica más adecuada para los VANT es la transferencia de energía inductiva (TEI). En este documento, se propone un diseño novedoso de bobina plegable y estación de carga para la carga inalámbrica de VANT. La TEI se proporciona mediante bobinas receptoras y transmisoras colocadas en las patas del dron y en la estación de carga, respectivamente. Las bobinas receptoras se colocan en ambas patas del VANT de manera ligera y equilibrada para evitar crear desequilibrio y peso en el VANT. Las bobinas receptoras están diseñadas como espirales planas rectangulares verticales. Una bobina transmisora consiste en tres bobinas espirales planas rectangulares con dos devanados de borde móviles y un devanado central fijo. Los devanados plegables del transmisor proporcionan tanto alineaciones para el VANT durante el aterrizaje como aumentan el acoplamiento magnético. Se ha diseñado un sistema de carga inalámbrica plegable del VANT para una potencia de salida de 100 W a una frecuencia de 138.1 kHz. Se examina la tolerancia al desalineamiento del diseño propuesto en el eje vertical. Se analiza la distribución de la densidad de flujo magnético del diseño. Como resultado experimental del estudio, se alcanzó una eficiencia del 97.66% en la condición alineada. Además, se logró una eficiencia de más del 85.48% para hasta 10 cm de desalineamiento vertical.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se han utilizado en muchos campos en la actualidad. En aplicaciones a largo plazo, las baterías necesitan ser cambiadas constantemente por alguien debido a su corta vida útil. Este problema se elimina con la transferencia de energía inalámbrica (TEI). Se ofrece una solución confiable, efectiva y autónoma utilizando carga inalámbrica. La técnica de carga inalámbrica más adecuada para los VANT es la transferencia de energía inductiva (TEI). En este documento, se propone un diseño novedoso de bobina plegable y estación de carga para la carga inalámbrica de VANT. La TEI se proporciona mediante bobinas receptoras y transmisoras colocadas en las patas del dron y en la estación de carga, respectivamente. Las bobinas receptoras se colocan en ambas patas del VANT de manera ligera y equilibrada para evitar crear desequilibrio y peso en el VANT. Las bobinas receptoras están diseñadas como espirales planas rectangulares verticales. Una bobina transmisora consiste en tres bobinas espirales planas rectangulares con dos devanados de borde móviles y un devanado central fijo. Los devanados plegables del transmisor proporcionan tanto alineaciones para el VANT durante el aterrizaje como aumentan el acoplamiento magnético. Se ha diseñado un sistema de carga inalámbrica plegable del VANT para una potencia de salida de 100 W a una frecuencia de 138.1 kHz. Se examina la tolerancia al desalineamiento del diseño propuesto en el eje vertical. Se analiza la distribución de la densidad de flujo magnético del diseño. Como resultado experimental del estudio, se alcanzó una eficiencia del 97.66% en la condición alineada. Además, se logró una eficiencia de más del 85.48% para hasta 10 cm de desalineamiento vertical.