Перспективи застосування вентильно-ідукторного привода із зовнішнім ротором в безпілотних літальних апаратах

Валерій Титюк В. Власенко
Отримано 02.07.2025, Доопрацьовано 14.10.2025, Прийнято 24.12.2025
Анотація

Актуальність роботи полягає у перспективності використання вентильно-індукторного привода в конструкції безпілотних літальних апаратів задля підвищення надійності системи електропривода та його здешевлення шляхом виключення високовартісних постійних магнітів. Метою даного дослідження було порівняння різних типів двигунів в якості силового привода безпілотних літальних апаратів на електричній тязі. Порівняння виконувалось, базуючись на основних експлуатаційних характеристиках двигуна та рівня його надійності. Досягнення поставленої мети в роботі здійснювалось із використанням методів математичного аналізу з подальшою реалізацією розроблених моделей в середовищі спеціалізованого програмного забезпечення. В основі моделі вентильного-індукторного двигуна закладена модель поля його магнітної системи, що базується на методі інтегральних рівнянь. Результати математичного моделювання використані для узагальнення можливостей застосування даного типу привода як тягового певного призначення. В роботі приведена математична модель вентильно-індукторного двигуна із зовнішнім ротором в габаритах стандартного вентильного безколекторного двигуна, виконано її реалізацію в спеціалізованому програмному забезпечені. Отримані характеристики розробленого двигуна забезпечують необхідні вимоги, що висуваються до параметрів роботи приводних двигунів дронів. Запропонований підхід до оцінки можливості використання вентильно-індукторних двигунів як тягових в системах безпілотних літальних апаратів, а також виконаний аналіз із використанням розробленої математичної моделі демонструє перспективність такого рішення. Отримані в роботі результати можуть бути використані при розробці альтернативної системи електропривода дронів на основі індукторних машин без використання постійних магнітів

Ключові слова:
дрони з електродвигунами; експлуатаційні характеристики; реактивні двигуни; альтернатива двигунам з постійними магнітами

Взято з Том 23, № 2, 2025

Сторінки 137–143

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Abdollahi, M.E., Zahid, A., Vaks, N., & Bilgin, B. (2023). Switched reluctance motor design for a light sport aircraft application. Machines, 11(3), article number 362. doi: 10.3390/machines11030362.
  2. Lan, Y., Benomar, Y., Deepak, K., Aksoz, A., El Baghdadi, M., Bostanci, E., & Hegazy, O. (2021). Switched reluctance motors and drive systems for electric vehicle powertrains: State of the art analysis and future trends. Energies, 14(8), article number 2079. doi: 10.3390/en14082079.
  3. MN3510: Introduction of MN series. (n.d.). Retrieved from https://uav-en.tmotor.com/2018/navigato_0402/53. html.
  4. Patil, S., Saxena, R., & Pahariya, Y. (2023). Performance comparison of SRM, PMSM & BLDC motor drives via experimentation in laboratory for EV application. International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering, 11(2s), 405-419.
  5. Sehab, R., Krebs, G., Whidborne, J.F., Luk, P., Biczyski, M., Luke, J., & Barker, P. (2021). Designing low-weight switched reluctance motors for electric multirotor propulsion system. In International conference on more electric aircraft (MEA2021). Bordeaux: HAL Open Science.
  6. Shashikiran, H.K. (2015). Dynamic characteristics analysis of switched reluctance motor. In IEEE international transportation electrification conference (ITEC) (pp. 1-3). Chennai: IEEE. doi: 10.1109/ITEC-India.2015.7386903.
  7. Sun, X., Diao, K., Lei, G., & Zhu, J. (2024). Application-oriented optimization method for switched reluctance motor drive systems. In Multi-objective design optimization of switched reluctance motor drive systems (pp. 157176). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-96-0672-6_8.
  8. Tkachuk, V.I. (2006). Electromechatronics: Textbook. Lviv: Publishing House of Lviv Polytechnic National University.
  9. Tolmachov, S.T., Vlasenko, V.A., & Bondarenko, N.S. (2010). A combined modeling method for a valve-inductor motor. Scientific journal “Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University”, 4(63(1)), 163166.
  10. Watthewaduge, G., & Bilgin, B. (2023). Sizing of the motor geometry for an electric aircraft propulsion switched reluctance machine using a reluctance mesh-based magnetic equivalent circuit. Machines, 11(1), article number 59. doi: 10.3390/machines11010059.
Tytiuk, V., & Vlasenko, V. (2025). Prospects of applying switched reluctance drives with outer rotor in unmanned aerial vehicles. Journal of Kryvyi Rih National University, 23(2), 137-143. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2025-2-23-137-143
uk