高压动力系留无人机系统的制作方法

专利检索2022-05-10  16



1.本实用新型涉及系留无人机领域,尤其涉及一种高压动力系留无人机系统。


背景技术:

2.目前市场上的无人机一般都是以电池驱动无人机工作,而有一种无人机叫系留无人机,目前系留无人机的工作原理是有地面电源通过电源系留线把电能传输到空中的无人机上,一般传输电压为200v-400v,再有无人机上的dc-dc模块把200v-400v的电压转换成50v电压为无人机使用。
3.以上2种无人机都存在相对于的缺点,第一种无人机是有电池提供电能供应给无人机,电池的能量有限无法支撑无人机长时间工作的需求。
4.而第二种系留无人机,目前市场上的系留机都是在地面输出200v-400v电压通过电缆传到飞机,再无人机上的dc-dc转换电压供电,这样的话,越大负载的无人机所需要的功率越大,400v恒定的情况下电缆承受电流越大,电流越大电缆的横截面越大,电缆横截面越大电缆越重,这样将产生恶性循环,飞机飞行高度越高压降越大,飞机上的电压转换系统也会增加飞机的重量导致飞机负载能力减弱,而且电压转换系统也是有能量损耗的,也会加大以上的弊端。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的是提供一种具有轻量化的高压电机和利用高压传输实现更低能耗更长续航的高压动力系留无人机系统。
6.为了实现本实用新型目的,本实用新型提供一种高压动力系留无人机系统,包括地面高压电源和系留无人机,地面高压电源通过系留线与系留无人机连接;系留无人机上设置有高压电子调速器、高压电机和桨叶,高压电子调速器连接在地面高压电源和高压电机之间,高压电机包括定子组件和转子组件,转子组件可转动地设置在定子组件内并与桨叶连接;定子组件包括定子铁芯、u相漆包线、v相漆包线和w相漆包线,定子铁芯包括至少九个定子轭部和至少九个定子齿部,定子轭部和定子齿部沿定子铁芯的周向呈均匀交错地设置在定子铁芯的外周;u相漆包线依次绕在至少三个定子轭部上并形成至少三个u相绕组,u相漆包线沿定子铁芯的径向由外至内地卷绕;v相漆包线依次绕在至少三个定子轭部上并形成至少三个v相绕组,v相漆包线沿定子铁芯的径向由外至内地卷绕;w相漆包线依次绕在至少三个定子轭部上并形成至少三个w相绕组,w相漆包线沿定子铁芯的径向由外至内地卷绕;u相绕组、v相绕组和w相绕组的卷绕方向相同,u相绕组、v相绕组和w相绕组依次循环排列布置;定子轭部沿定子铁芯的轴向贯穿设置有通槽,u相漆包线、v相漆包线和w相漆包线分别绕在对应的通槽外。
7.更进一步的方案是,通槽从定子轭部的外端部沿延伸至定子轭部的内端部。
8.更进一步的方案是,定子轭部的外端部设置有梯形限位块,通槽从梯形限位块的上底延伸至定子轭部的内端部。
9.更进一步的方案是,通槽呈腰圆形布置。
10.更进一步的方案是,定子铁芯在中心处设置有安装孔,转子组件与定子铁芯同轴地安装在安装孔中,定子轭部位于定子齿部的定子齿靴的外侧。
11.更进一步的方案是,相邻的两个u相绕组的漆包线靠近定子齿靴布线。
12.更进一步的方案是,相邻的两个v相绕组的漆包线靠近定子齿靴布线。
13.更进一步的方案是,相邻的两个w相绕组的漆包线靠近定子齿靴布线。
14.本实用新型的有益效果是,通过由外至内的绕线以及依次顺序布置的uvw绕组,且通过一根漆包线实现对应相的多个绕组构成,有利于方便绕线工序和连接布线,同时利用通槽的设置,降低定子铁芯的重力以实现电机的轻量化,通过气流的流通利于电机的内部散热,提高电机的使用可靠性。
附图说明
15.图1是本实用新型高压动力系留无人机系统的连接示意图。
16.图2是本实用新型高压动力系留无人机系统的电路连接示意图。
17.图3是本实用新型高压动力系留无人机系统中绕组绕线示意图。
18.图4是本实用新型高压动力系留无人机系统中定子铁芯的结构图。
19.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
20.参照图1至图4,高压动力系留无人机系统包括地面高压电源11和系留无人机13,地面高压电源11可采用500v-2000v的电源进行供电,地面高压电源11通过系留线12与系留无人机13连接,在系留无人机13上设置有高压电子调速器14、多个高压电机2和多个桨叶,高压电子调速器采用2000v转15v的igbt光伏高压输入电源模块为电调控制电路板供电,功率管模组我们采用2000v-20a的功率模组,采用多组并联的模式驱动电机,确保电机的冗余度。
21.高压电子调速器14连接在地面高压电源11和高压电机2之间,高压电机2包括定子组件和转子组件,定子铁芯21在中心处设置有沿轴向的安装孔27,转子组件与定子铁芯21同轴地安装在安装孔27中,转子组件可转动地并与桨叶连接。转子组件的硅钢片图层绝缘等级也需要做到耐压等级5000v,以确保电机在2000v电压工作情况可以正常工作防止出现短路现象。外部的飞行控制器15通过可通过有线方式或无线方式与高压电子调速器14连接,并实现相对应的控制。
22.定子组件包括定子铁芯21、一根u相漆包线22、一根v相漆包线23和一根w相漆包线24,漆包线擦采用c 级耐高温220度耐压等级5000v纯铜漆包线,定子铁芯21包括至少九个定子轭部25和至少九个定子齿部26,定子轭部25和定子齿部26沿定子铁芯21的周向呈均匀交错地设置在定子铁芯21的外周。
23.u相漆包线22依次绕在至少三个定子轭部25上并形成至少三个u相绕组221,u相漆包线22沿定子铁芯21的径向由外至内地卷绕;v相漆包线23依次绕在至少三个定子轭部25上并形成至少三个v相绕组231,v相漆包线23沿定子铁芯21的径向由外至内地卷绕;w相漆包线24依次绕在至少三个定子轭部25上并形成至少三个w相绕组241,w相漆包线24沿定子
铁芯21的径向由外至内地卷绕,u相绕组221、v相绕组231和w相绕组241的卷绕方向相同,u相绕组221、v相绕组231和w相绕组241依次循环排列布置,即u、v、w、u、v、w、u、v、w相绕组依次沿周向布置。u相漆包线22、v相漆包线23和w相漆包线24的各自端部分别与高压电子调速器14连接。
24.在同向相邻的绕组连接时,由于是一根漆包线进行布线卷绕,故相邻的两个u相绕组221的漆包线222靠近定子齿靴261布线,即漆包线222靠近安装孔地沿底部走线,相邻的两个v相绕组231的漆包线靠近定子齿靴261布线,相邻的两个w相绕组241的漆包线靠近定子齿靴261布线。以优化漆包线的布线。
25.定子轭部25沿定子铁芯21的轴向贯穿设置有通槽28,通槽28呈腰圆形布置,定子轭部25的外端部设置有梯形限位块252,梯形限位块252具有较长底边的下底位于最外侧,通槽28从梯形限位块252的上底延伸至定子轭部25的内端部,具体是延伸至定子齿靴261处。继而u相漆包线22、v相漆包线23和w相漆包线24分别绕在对应的通槽28外。
26.由于定子轭部25位于定子齿部26的定子齿靴261的外侧,继而u相绕组221、v相绕组231和w相绕组241位于定子齿靴261基于安装孔27的外侧。
27.由上可见,通过由外至内的绕线以及依次顺序布置的uvw绕组,且通过一根漆包线实现对应相的多个绕组构成,有利于方便绕线工序和连接布线,同时利用通槽的设置,降低定子铁芯的重力以实现电机的轻量化,通过气流的流通利于电机的内部散热,提高电机的使用可靠性。
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