Авиация России

Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали двухрежимный стартер-генератор для беспилотных летательных аппаратов. Он может запускать двигатель и вырабатывать электроэнергию для подзарядки аккумуляторов и питания электрических систем. Об этом сообщили в пресс-службе ПНИПУ.

Стартер-генератор разработан на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами, который практически полностью заменил используемые ранее асинхронные двигатели, поскольку обладает более высоким коэффициентом полезного действия – является более мощным и менее подверженным влиянию скачков напряжения.

Обычно запуск двигателя и выработка электроэнергии осуществляются с помощью двух различных устройств. Разработанный в ПНИПУ стартер-генератор объединяет эти две функции в одной конструкции и обеспечивает стабильное напряжение как двигателя, так и всей электрической системы, что позволяет повысить производительность и снижает риск аварий, связанных с отказом оборудования.

Конструкция стартер-генератора состоит из основных элементов: драйвер двигателя, переключатель и стабилизатор. В момент запуска двигателя используется драйвер, всё электричество при этом поступает от аккумулятора. Затем, когда переключатель отключает аккумулятор и драйвер, генератор начинает работать, преобразуя механическую энергию вращающегося двигателя в электрическую. Благодаря объединению этих двух режимов в одном устройстве достигается высокая энергетическая эффективность и компактность.

В Пермском Политехе пояснили, что внимание разработчиков было акцентировано на двух особенностях стартер-генератора. Первая – заключается в том, что стабилизатор способен работать в широком диапазоне входных напряжений и токов, что важно для предотвращения поломки двигателя и других электронных компонентов беспилотника из-за нестабильного напряжения. Вторая особенность заключается в предложенном методе управления стартер-генератором без использования датчиков с применением нечёткого регулятора.

«Вместо использования датчиков мотора, было решено применить нечёткий регулятор. Это делает систему более надёжной. Устройство обеспечивает высокую точность даже при изменяющихся условиях нагрузки и параметрах двигателя. Также такой подход снижает затраты на установку и обслуживание датчиков, повышает надёжность и энергетическую эффективность системы», – заявили в ПНИПУ.

Исследование опубликовано в журнале «Электротехника», № 11, 2023. Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Разработанная учёными Пермского Политеха конструкторская документация и программное обеспечение для стартер-генератора планируется к внедрению в 2024 году в системе автоматического управления двигателем на предприятии «ОДК-СТАР».

8 499