Application de composants électroniques dans les drones

Récemment, la technologie des véhicules aériens sans pilote (UAV), qui est principalement utilisée dans les applications militaires, a commencé à étendre son application au secteur public ou privé en raison de ses progrès technologiques. En raison de leurs avantages opérationnels en termes de fiabilité, de mobilité et de rentabilité, les véhicules aériens sans pilote ont un potentiel illimité.

L’application de la photographie ou de la caméra vidéo lui apporte la faisabilité d’une croissance rapide, et il y a eu des applications émergentes dans les domaines de la surveillance du trafic, du service express, de la surveillance des incendies de forêt et de la surveillance des zones ou des écosystèmes dangereux. Cependant, l’un des problèmes difficiles reste à résoudre, car la plupart des drones sont limités par la capacité et le poids des batteries.

La transmission d’énergie sans fil (WPT) sera une technologie alternative pour résoudre le problème de la puissance requise par les véhicules aériens sans pilote. Il peut faire en sorte que les drones augmentent leur portée de vol et leur temps de fonctionnement, et favoriseront le vol autonome. Au fil des ans, le WPT inductif a été appliqué avec succès à divers véhicules électriques, y compris le bus électrique sans fil développé à nos débuts. Le système WPT inductif est généralement composé d’une bobine d’émission (bobine TX) et d’une bobine de réception (bobine Rx), et la bobine TX de notre bus électrique est disposée comme une boucle segmentée sous la surface de la route de toute la ligne de bus.

Le principe du WPT inductif est basé sur la loi de Faraday, dans laquelle le courant alternatif (AC) dans la bobine TX génère un champ magnétique variant dans le temps. Le champ magnétique variant dans le temps de la bobine TX est couplé à la bobine RX par l’air, générant ainsi un courant variant dans le temps dans la bobine RX à travers le champ magnétique couplé. La tension de sortie est ensuite générée à la borne de la bobine RX, où la tension CC spécifiée peut être convertie à partir de la tension CA à la bobine RX.

Le principe du WPT inductif est très clair, et il a été appliqué avec succès à notre bus électrique en tant qu’alimentation principale en utilisant une structure TX RX personnalisée. Basé sur le même principe de la loi de Faraday, wpT peut également être appliqué aux véhicules aériens sans pilote. La ferrite est utilisée dans le schéma pratique du système WPT inductif pour améliorer le couplage magnétique. Les ferrites sont connues pour avoir une excellente perméabilité à haute fréquence et des propriétés électriques appropriées telles que la conductivité.

Bien qu’en général, la ferrite soit un dispositif optimisé pour conduire le champ magnétique avec l’efficacité requise, la ferrite n’est pas très pratique dans le WPT des drones. Dans l’environnement extrêmement dynamique de l’exploitation des drones, la fragilité de la ferrite entrave l’application du WPT. Il existe plusieurs travaux qui peuvent améliorer les performances de l’UAV, mais en raison des caractéristiques pratiques limitées, il ne peut pas être utilisé comme matériau magnétique en ferrite à haute efficacité pour WPT. Le matériau composite magnétique souple de ce papier peut remplacer la ferrite, et le but est d’intégrer le système WPT inductif dans les drones.

Cet article étudie l’application de différents matériaux ferromagnétiques dans lenoyau magnétiquedu système UAV WPT. Cette étude comparative est basée sur le composite magnétique souple (SMC) nouvellement développé et la ferrite conventionnelle utilisée comme noyau du système WPT. En particulier, nous discutons principalement de la façon de sélectionner le matériau de noyau ferromagnétique approprié pour le système WPT UAV en tenant compte de l’environnement difficile.

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