一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，包括無(wú)刷發(fā)電機(jī)、三相交流電整流器、5V?DC-DC模塊、12V?DC-DC模塊及磷酸鐵鋰電池，其特征在于：所述無(wú)刷電機(jī)通過三相交流電整流器與DC-DC模塊連接，DC-DC模塊中的5V?DC-DC模塊、12VDC-DC模塊與磷酸鐵鋰電池均為并聯(lián)連接，5V?DC-DC模塊接舵機(jī)，12V?DC-DC模塊接自駕儀、電臺(tái)及云臺(tái)攝像設(shè)備。本發(fā)明是為無(wú)人飛機(jī)提供兩路電壓的直流電源設(shè)備，使飛機(jī)具有超長(zhǎng)續(xù)航飛行時(shí)間，該設(shè)備尺寸小，重量輕，可以提供高效電能及穩(wěn)定的電壓，與飛機(jī)上自駕儀通訊將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、發(fā)電電壓、負(fù)載功率分配參數(shù)等在飛行期間傳送到地面站，信號(hào)穩(wěn)定可靠。
【專利說明】一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，涉及無(wú)人機(jī)的發(fā)電，尤其是一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無(wú)人機(jī)電能由機(jī)載電池提供，電池質(zhì)量較大造成無(wú)人機(jī)負(fù)載較大，而且飛行時(shí)間越長(zhǎng)所需電量越多，長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)所需配裝的電池越重，其負(fù)重造成較多的電能浪費(fèi)。
[0003]機(jī)載發(fā)電設(shè)備尚未應(yīng)用在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，而現(xiàn)有的航空設(shè)備中使用的機(jī)載發(fā)電裝置通常重量較重，尺寸較大，難以直接應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上，而且產(chǎn)生的電壓不穩(wěn)定，由此導(dǎo)致自駕儀的通訊受到較大影響。由于發(fā)送的各種參數(shù)不穩(wěn)定，容易造成各種數(shù)據(jù)參數(shù)混亂，影響了無(wú)人機(jī)的地面控制及航拍的效果及質(zhì)量。而且，由于目前無(wú)人機(jī)載電池容量有限，飛機(jī)內(nèi)的電子設(shè)備越來(lái)越多，電子設(shè)備供電問題、飛行續(xù)航時(shí)間問題、已不能滿足無(wú)人機(jī)多電、全電和長(zhǎng)時(shí)間飛行的需求，如果直接從飛機(jī)有限的電池中提供足夠大的電能供飛機(jī)飛行將有較大難度。
[0004]由此可見，無(wú)人機(jī)的機(jī)載發(fā)電設(shè)備對(duì)無(wú)人機(jī)的巡航距離、信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定具有十分重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種尺寸小、重量輕、電能高效且穩(wěn)定的無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，包括無(wú)刷發(fā)電機(jī)、三相交流電整流器、5V DC-DC模塊、12V DC-DC模塊及磷酸鐵鋰電池，其特征在于:所述無(wú)刷電機(jī)通過三相交流電整流器與DC-DC模塊連接，DC-DC模塊中的5V DC-DC模塊、12VDC-DC模塊與磷酸鐵鋰電池均為并聯(lián)連接，5V DC-DC模塊接舵機(jī)，12V DC-DC模塊接自駕儀、電臺(tái)及云臺(tái)攝像設(shè)備。
[0008]而且，所述三相交流電整流器被使用在無(wú)刷發(fā)電機(jī)和機(jī)載發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換模塊之間，DC-DC轉(zhuǎn)換模塊的DC電壓與發(fā)電機(jī)AC電壓的整流電壓相等，無(wú)刷發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓一定在9-36V范圍之內(nèi)。
[0009]而且，所述無(wú)刷發(fā)電電壓值在發(fā)電機(jī)的任何兩個(gè)接頭之間測(cè)量，如果電壓在9V之下，將自動(dòng)切換到磷酸鐵鋰電池來(lái)提供電能。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0011]1、本發(fā)明是為無(wú)人飛機(jī)提供兩路電壓的直流電源設(shè)備，使飛機(jī)具有超長(zhǎng)續(xù)航飛行時(shí)間，該設(shè)備尺寸小，重量輕，可以提供高效電能及穩(wěn)定的電壓，與飛機(jī)上自駕儀通訊將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、發(fā)電電壓、負(fù)載功率分配參數(shù)等在飛行期間傳送到地面站，信號(hào)穩(wěn)定可靠。
[0012]2、本發(fā)明通過無(wú)刷發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并?jīng)整流輸出9-36V直流電，一路經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換(可選)輸出5V和12V供飛機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，一路為備份電池提供充電電能，備份電池在預(yù)起飛檢查或在發(fā)動(dòng)機(jī)故障期間作為應(yīng)急電源提供無(wú)人機(jī)設(shè)備負(fù)載電能，有效保障了無(wú)人機(jī)的工作性能。
[0013]3、本發(fā)明利用無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能供給機(jī)上設(shè)備負(fù)載，機(jī)載發(fā)電改善了供電狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中有積極重要的作用。
[0014]4、本發(fā)明可以根據(jù)不同飛機(jī)的不同負(fù)載，選擇不同的DC-DC模塊輸出滿足不同的負(fù)載需求，而且，機(jī)載發(fā)電裝置本身的重量較輕，尤其適用于長(zhǎng)航時(shí)機(jī)型，飛行時(shí)間越長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)越明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)方框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明無(wú)刷發(fā)電機(jī)與機(jī)載發(fā)電設(shè)備內(nèi)部連接圖；
[0017]圖3為無(wú)刷發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓5V輸出效率曲線；
[0018]圖4為無(wú)刷發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓12V輸出效率曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，包括無(wú)刷發(fā)電機(jī)、三相交流電整流器、5V DC-DC模塊、12V DC-DC模塊及磷酸鐵鋰電池(4S bat)，無(wú)刷電機(jī)通過三相交流電整流器與DC-DC模塊連接，DC-DC模塊中的5V DC-DC模塊、12VDC-DC模塊與磷酸鐵鋰電池均為并聯(lián)連接，5VDC-DC模塊接舵機(jī)，12V DC-DC模塊接自駕儀、電臺(tái)及云臺(tái)攝像設(shè)備等。
[0021]三相交流電整流器被使用在發(fā)電機(jī)`和機(jī)載發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換模塊之間，參見圖2，因此DC-DC轉(zhuǎn)換模塊的DC電壓與發(fā)電機(jī)AC電壓的整流電壓相等，在這種情況下發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓一定在9-36V范圍之內(nèi)。發(fā)電電壓值可以在發(fā)電機(jī)的任何兩個(gè)接頭之間測(cè)量。如果電壓在9V之下，機(jī)載發(fā)電設(shè)備將自動(dòng)切換到備份電池來(lái)提供電能。
[0022]本發(fā)明的主要特征參數(shù):
[0023]重量輕，尺寸??；9_36V輸入范圍；150W持續(xù)負(fù)載；
[0024]?無(wú)刷發(fā)電機(jī)；籲5V和12V輸出；?負(fù)載電流最大6A; ?備份電池連接；?磷酸鐵鋰電池充電；
[0025]電子參數(shù):
[0026]無(wú)刷發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓范圍9-36V
[0027]電池類型磷酸鐵鋰
[0028]電池電壓13.2V
[0029]電池最大輸入電流3A
[0030]電池最大持續(xù)輸入電流IOA
[0031]輸出電壓5V和12V
[0032]持續(xù)負(fù)載電流，5V輸出3A
[0033]持續(xù)負(fù)載電流，12V輸出3A
[0034]最大峰值負(fù)載電流10秒8A
[0035]5V輸出效率86%[0036]12V輸出效率90%
[0037]發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)12000_14000rpm
[0038]發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)精確度200rpm
[0039]機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)
[0040]尺寸90*86*43mm
[0041]重量360g
[0042]冷卻方法鋁制散熱片
[0043]最高附件溫度70°C
[0044]工作溫度-40V -+50 V。
[0045]實(shí)例:齒形皮帶驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，兩個(gè)齒輪之間的齒數(shù)比可以選擇來(lái)確保機(jī)載發(fā)電設(shè)備(AGPU)輸入電壓在36V限制。在許多情況下，低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)導(dǎo)致發(fā)電電壓低于12V，這意味著備用電池將為無(wú)人飛行系統(tǒng)提供電能，在額外的時(shí)間低速飛行的無(wú)人機(jī)由備用電池提供電能。依據(jù)實(shí)際飛行任務(wù)，電池的容量需要計(jì)算。電池容量(Ah)=工作時(shí)間(h)*平均負(fù)載功率(W)/電池電壓(V)/0.8。
[0046]本發(fā)明中，機(jī)載發(fā)電設(shè)備(AGPU)有兩個(gè)電子航空接口。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，包括無(wú)刷發(fā)電機(jī)、三相交流電整流器、5V DC-DC模塊、12VDC-DC模塊及磷酸鐵鋰電池，其特征在于:所述無(wú)刷電機(jī)通過三相交流電整流器與DC-DC模塊連接，DC-DC模塊中的5V DC-DC模塊、12VDC-DC模塊與磷酸鐵鋰電池均為并聯(lián)連接，5VDC-DC模塊接舵機(jī)，12V DC-DC模塊接自駕儀、電臺(tái)及云臺(tái)攝像設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述三相交流電整流器被使用在無(wú)刷發(fā)電機(jī)和機(jī)載發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換模塊之間，DC-DC轉(zhuǎn)換模塊的DC電壓與發(fā)電機(jī)AC電壓的整流電壓相等，無(wú)刷發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓一定在9-36V范圍之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)機(jī)載發(fā)電設(shè)備，其特征在于:所述無(wú)刷發(fā)電電壓值在發(fā)電機(jī)的任何兩個(gè)接頭之間測(cè)量，如果電壓在9V之下，將自動(dòng)切換到磷酸鐵鋰電池來(lái)提供電能。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK103738503SQ201310662861
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】權(quán)軍 申請(qǐng)人:天津全華時(shí)代航天科技發(fā)展有限公司