Молодые исследователи из Пермского Политеха разработали прототип платформы, которая обеспечит беспроводную передачу энергии для беспилотников, электромобилей и роботов. Устройство позволит значительно повысить длительность их работы от одной зарядки.
Результаты исследования разработчики опубликовали в сборнике материалов IV Международной научно-практической конференции «Энергетика и автоматизация в современном обществе».
— Технологии беспроводной передачи энергии постоянно развиваются, такие «зарядки» стоят недорого и отличаются высокой эффективностью. Но эти стандарты рассчитаны на низкие напряжения и подходят преимущественно для зарядки мобильных устройств. Мы предложили разработку, которая поможет увеличить длительность работы дронов, роботов и электромобилей, — рассказывает изобретатель, студент 3-го курса кафедры общенаучных дисциплин Лысьвенского филиала Пермского Политеха Сергей Стерляжников.
Во многих сферах для мониторинга объектов и других целей применяют «беспилотники», что позволяет сэкономить финансовые и временные ресурсы. Но полеты дронов ограничены, так как одного заряда хватает на 20 минут с учетом фотосъемки. Подзарядка БПЛА на специальных платформах с системами беспроводной передачи энергии сможет значительно увеличить время их работы, считают исследователи из Пермского Политеха. Сейчас на рынке практически отсутствуют аналоги, которые обеспечивали бы «питание» аккумуляторных батарей без возвращения к человеку.
Исследователи разработали устройство для беспроводной передачи электроэнергии на базе микросхемы FSFR2100. Она отличается высокой мощностью и большим количеством защит. Разработчикам удалось упростить конструкцию, повысить производительность и надежность работы устройства. Максимальная мощность «зарядки» без использования радиатора достигает 200 Вт, а с радиатором — 450 Вт. Она может работать при температуре от –40 до +130 градусов.
— Наша разработка состоит из двух частей: передатчика и приемника. Приемник собран на базе микросхемы, которая трансформирует постоянный ток в переменный с частотой 150 кГц. Далее напряжение передается на первичную обмотку воздушного трансформатора. Затем на обмотке приемника напряжение переходит с первичной обмотки на вторичную, выпрямляется, стабилизируется и подается на BMS-контроллер. Через него можно заряжать батарею подключенного устройства, — поясняет изобретатель.
Кроме того, исследователи разработали LLC-резонансный передатчик, который обеспечит высокую эффективность зарядки дронов и роботов. Технологию можно будет применять и для «питания» электромобилей, а также в других сферах, где используются беспроводные зарядные устройства.
По приблизительным расчетам разработчиков, стоимость комплекта из передатчика и приемника составит не более 8 тыс. рублей. Его можно будет встроить в необходимый для заказчика корпус.
Текст: Антон Свитек