Электрические силовые установки (ЭСУ). Исследования и разработки

Термины и определения🤩

Наша лаборатория сейчас работает на стыке 2 больших сфер: сфера электропривода и сфера БПЛА. И в той, и в другой сфере много жаргона:

Разные термины могут означать одно и тоже, а одинаковые слова в разных сферах могут иметь разный смысл.

🤩Сегодня хотим рассказать о некоторых терминах и жаргонизмах, чтобы внести ясность и сделать общение между специалистами разных областей проще. А тем, кто не знаком с этими областями, это поможет разобраться.


🤩 ВМГ - винто-моторная группа.
Иногда встречается и ВМУ - винто-моторная установка. Это установка, которая формирует силу для движения аппарата в нужном направлении. В эту группу входят воздушный винт, двигатель и ESC.


🤩 Уровень газа,Throttle level
Иногда в русскоязычной литературе ещё говорят "Уровень дроссельной заслонки". Вообще термин правильно применять только к ДВС, но он часто используется и в сфере БПЛА. Означает абстрактную частоту вращения электропривода.

Почему абстрактную? Да потому, что чаще всего внутри привода воздушного винта нет обратной связи по частоте вращения. То есть задаётся не определенная частота вращения, а условный уровень мощности. Уровень газа, по сути, говорит о том надо ВМГ создавать тяги больше или меньше для достижения определенной скорости БПЛА или его определенного положения в пространстве.


🤩 BLDC (brushless direct current) двигатель
В русскоязычной литературе встречается как и БДПТ (Бесколлекторный двигатель постоянного тока), и ВДПТ (Вентильный двигатель постоянного тока) и бесщёточный двигатель простоянного тока.
Электрический двигатель, часть ВМГ, которая преобразовывает электрическую энергию в механическую для обеспечения вращения воздушного винта. Стоит отметить, что существует и PMSM (pernament magnet surface mounted) двигатели. Конструктивно это та же синхронная машина с постоянными магнитами на валу, однако часто в статьях и книгах можно встретить примерно такой тезис: BLDC - двигатели с трапециидальной ЭДС, PMSM - двигатели с обратной ЭДС в виде синусоиды. Когда речь идёт про BLDC чаще всего подразумевают определенный способ управления двигателем - автокоммутацию (она же шестишаговая коммутация, 6step commutation). Характеристики и принцип работы BLDC двигателя крайне похожи на принцип работы коллекторного двигателя.


🤩 ESC (Electronic speed controller) - электронный регулятор скорости или просто "регулятор", "блок управления двигаталем".
Эта аббревиатура встречается прежде всего в сфере БПЛА, обозначает физический электронный блок управления электрическим двигателем. По принципу действия ESC является электронным преобразователем - инвертером, то есть преобразовывает постоянный ток в переменный. Поэтому иногда в зарубежной литературе использует слово "inverter" для этого.

🤩ESC необходим для управления двигателем, без него BLDC двигатель в принципе работать не может.

🤩ESC получает сигнал управления от полётного контроллера (или от аппаратуры управления) и регулирует уровень тяги, который должна создавать ВМГ.


🤩 Шаг винта
Это расстояние, которое винт (и самолет) прошёл бы в твёрдой среде за один полный оборот.

Винт фиксированного шага - как крыло самолета - не меняет своей ориентации относительно планера. Такой винт эффективен (конвертирует подведенную к нему мощность в поступательное движение самолета с минимальными потерями) только при одном сочетании скорости полета и частоты вращения. Достоинства такого винта - простота конструкции, простота обслуживания, относительно низкая стоимость.

ВИШ - винт изменяемого шага: При применении винта изменяемого шага появляется возможность поворачивать лопасть относительно плоскости ее вращения, так, чтобы сохранить максимальную для данного винта эффективность в диапазоне полетных режимов, от взлета самолета до посадки.

За счет механизма изменения шага такой винт сложнее и дороже винта фиксированного шага.

🤩 Конечно, это лишь верхушка айсберга. В следующих постах мы продолжим разбираться во всех нюансах!

А какие термины ставят вас в тупик?🤔

Скоро лето, пора на участок ☺️

В Передовой инженерной школе МАИ создан специализированный участок по производству электродвигателей и генераторов. Здесь будут изготавливать опытные образцы, проводить испытания, а также тестировать новые материалы и технологии в интересах предприятий. Среди индустриальных партнёров, уже проявивших заинтересованность в сотрудничестве, — Сарапульский электрогенераторный завод, Центр инженерных разработок «Парус» и АК «Рубин».

Помимо основной функции, площадка будет использоваться и в учебных целях: для демонстрации этапов изготовления электродвигателей и генераторов, а также для проектной деятельности студентов.

✈️ Подкинь «бустов» | Подписывайся на МАИ в MAX

+2 кандидата технических наук
в нашем подразделении!

Теперь официально:
Алексеев Алексей Олегович и Лукошин Илья Владимирович - кандидаты технических наук.
Каждому из них присвоена ученая степень и выданы удостоверения.

Для нас это не просто формальность, а шаг вперёд для всей команды!

Желаем, чтобы этот диплом стал не пределом, а новым этапом на пути к научным достижениям!

Поздравляем 🎉

Аддитивный двигатель МАИ в Известиях

Один из проектов нашей лаборатории - в материалах Известий. Главный спикер - Илья Качанов - аспирант, сотрудник лаборатории ЭСУ/ГСУ ПИШ МАИ!

В России создали технологию, которая позволяет изготавливать авиационные электродвигатели с помощью 3D-принтера. Разработка в разы сокращает трудозатраты и сроки производства, при этом двигатель остается мощным и компактным. Он подойдет для дронов, небольших самолетов, электромобильной техники. Прототип агрегата планируют напечатать уже в этом году. Однако аддитивные технологии дороги, поэтому при их внедрении важно учитывать экономическую целесообразность, отметили эксперты.

Читать подробнее

Друзья!

Наша команда запустила новый проект "Экспресс-проектирование электродвигателей и генераторов".

✔️Если вам необходимо получить КД для изготовления демонстраторов в короткий срок,
наше решение может сэкономить ваше время и ресурсы.

⚡️Суть проекта заключается в том, что на основе простого ТЗ мы выполняем необходимые расчеты
и разрабатываем конструкторскую документацию для изготовления демонстраторов.
И все это за 3 месяца.

Если вам нужен шаблон ТЗ или лицензионного договора - пожалуйста, обращайтесь.

Будем рады ответить на все вопросы.

Машины с осевым магнитным потоком: что это?🤍

Одной из разновидностей электрических машин являются машины с осевым магнитным потоком

В данных машинах силовые линии магнитного поля направлены параллельно оси вращения, что обуславливает дискообразную форму активной зоны. Благодаря такой геометрии двигатели обладают малой осевой длиной и компактными габаритами. В ряде случаев это облегчает их интеграцию в системы с жесткими ограничениями доступного пространства.

🤍Высокие удельные характеристики данной конструкции подтверждены коммерческим внедрением в ряд проектов:

🤍Двигатели компании YASA применяются в гиперкаре Mercedes-AMG ONE, где важны компактность силовой установки.

🤍В сфере электрической авиации решения компании Emrax используются в легких самолетах благодаря высокому соотношению мощности к массе.

Что мыразрабатываем в лаборатории ЭСУ/ГСУ в МАИ?🌟

В рамках научных исследований в нашей лаборатории ведется разработка опытного образца электрической машины с осевым магнитным потоком мощностью 60 кВт в продолжительном режиме работы и 80 кВт в пиковом при частоте вращения 3000 об/мин.

Конструкция машины представляет собой два дисковых ротора и расположенный между ними диск статора. На роторах установлены постоянные магниты, создающие поле возбуждения. Статор не имеет ярма и набран из отдельных сегментов. Такая "разомкнутая" магнитная система позволяет снизить массу машины.

Для обеспечения высокой плотности тока применяется система прямого жидкостного охлаждения. Хладагент циркулирует в каналах, непосредственно между проводниками, что обеспечивает эффективный отвод тепла от катушек.

🤍Сегодня уже выполнены все необходимые расчеты и моделирование, разработана конструкция машины.
В течение этого года планируется изготовление экспериментального образца и проведение стендовых испытаний.

Кстати, часть деталей, включая подшипниковые щиты и элементы корпуса, планируется изготовить с использованием методов аддитивного производства (3D-печати). Это позволит сократить сроки подготовки производства, а в дальнейшем и снизить стоимость при серийном производстве.

Его путь в МАИ начался в 2005 году — с учёбы в институте № 3. А спустя 20 лет он сам стал руководителем одного из подразделений университета 👨‍🎓

Николай Иванов — кандидат технических наук, член-корреспондент АЭН России — был назначен директором Передовой инженерной школы Московского авиационного. За его плечами — не только научная деятельность, но и многолетний опыт руководства НИО-310 и лабораторией «Гибридные и электрические силовые установки» ПИШ МАИ.

Уже в первые дни на посту новый директор вместе с командой сформировал план развития школы до 2030 года. В приоритете — проекты, связанные с электрификацией, новыми материалами, 3D-технологиями. Подробнее о них и о других планах Николая Иванова на новом посту — в большом интервью ✍️

✈️ Подкинь «бустов» | Подписывайся на МАИ в MAX