带着偏见飞行的梦想

写这篇文章是为了总结我在独立制造电动副动力发电厂(实际上是电动机,控制器,电池和其他附件)中的经验。



背景知识


像大多数人一样,我从小就对飞行感兴趣,但碰巧的是,我是在半空中进行真正的飞行的,而不是不久前的2014年,而不是使用模拟器或无线电遥控模型。 我选择了滑翔伞作为最民主的飞机。

在非机动飞行的初始阶段,当空中花费的每一分钟都很昂贵时,您常常会想到机动飞行的优点,但是您会立即看到其缺点-原始二冲程发动机的噪音和振动增加,以及在运输和存放装置时的燃油味。 而且由于我在自行车自充电方面有成功的经验,因此决定进行电气安装。

在考虑了各种设计之后,我决定采用由许多人实施的直驱式螺旋桨驱动器方案,该电动机具有大直径的电动机,但厚度较小。



扁平状的电动机,重量轻,尺寸小,设计复杂,可提供可接受的扭矩。 通过使用带有齿轮箱的小型高速电动机可以实现更高的效率(我在我的电动自行车上坚信这一点),但是制造这种齿轮箱的复杂性以及最重要的是,它的巨大噪音使我放弃了这个想法。

事不宜迟,我从网络上拍摄了著名的HPD10电动机的图片和草图作为基础,几天后,我将电动机拉到了Solid



从祖先开始,只有定子板的轮廓保持不变,在我看来,德国设计师毫不犹豫地采用了未知的自行车电机轮。



最重要的部分是,定子磁路应由一组厚度不超过0.35毫米的特殊各向同性电磁钢制成。 经过长时间的搜索,在圣彼得堡有一家公司准备履行我的小订单。



转子环由废金属中合适的管道制成



磁盘是从板d16t铣削而成的,轮毂由厚的PCB制成。





最后缠绕,最无聊的工作。



准备就绪的中间样本,功率12kW,最大电压100V。



在计算电机绕组的阶段,与原型相比,我将最大电压提高了两倍,最高达到100V。 那时我还没有想到该解决方案的弊端,主要优点是电流降低了两倍,因此,相对低电流电池的串联连接,较小截面的连接线和连接器。
事实证明情况并不那么乐观,当时可用的控制器具有较低的最大电压或电流,通常不知道如何在无传感器模式下工作,或者价格昂贵。

好了,经过思考,我决定自己做控制器。 在此之前,从类似的例子中,我仅在AVR上制作了一个简单的BLDC控制器,固件从上述各部分中消失了。 因此,清醒地评估自己的力量和时间,我选择了Lebowski矢量控制器的半开放项目,作者是endless-sphere.com。

作者将刷新后的dsPIC30发送给您,剩下的事您自己动手做。 通过扩展推荐的输出级电路,我得到了所需的东西,花了一点钱,只烧了一组功率晶体管进行调试。 控制器的最大相电流为200 A,电压最高为150V。





该项目的背面没有资源,无法为自己升级固件,如果刻录现有固件控制器,则需要购买新的固件控制器。 电压为100 V的耙子击中,从而限制了功率晶体管的选择。



拆下电动机和控制器后,似乎可以轻松地走动电池,但那里也存在问题。 我购买了24节锂电池IMP-2010 IMP5201057P22A,然后从中组装了3节8S电池,长电流为200 A,短期电流为400A。







一切都很好,电池功能强大,它们几乎不会以120安培的热量发热,但是重量却很重。。。组装在支架上的电池重约15公斤,这很可悲。 结果,整个安装组件的重量为32公斤,比许多汽油重。 这根本不适合我。 确定-电池已售出,我们制造新电池。



有必要制造重量减轻一半,飞行时间为15分钟的电池,我在从荷兰订购并安全收到的18650电池inr18650-25r停了下来。 他使外壳尽可能轻巧但结实,他通过焊接连接电池,考虑到用手工设备进行焊接比考虑周到的焊接危害更大。





结果,我收到了三块8S6P配置电池,最大连续电流为120 A,容量为15 Ah。 由于良好地吹扫了螺杆流中装有气隙的元件,因此有可能消除最大允许电流。 毕竟,三星对性能的最小变化感到满意。 组装在支架上的最终重量为7800克,几乎达到了计划。



剩下的只是技术问题,焊接了一个轻型机架,磨了一个螺旋桨。 装置的最终质量为25 kg,螺旋桨直径为1.25 m。





哦,是的,作为蛋糕上的樱桃,我通过CAN通讯编写了ORE,它看起来更安全,更有趣,因为引擎控制器允许这样做。





10月底,他在地面上几次放电,然后进行了试飞。 总体上已经达到了所需的特性,我计划在下个夏季之前消除一些小东西,然后完全飞来飞去,现在没有飞行的天气了。

因此,与汽油机型相比,背负式电气装置仅是玩具,牵引力更小,最重要的是,在可接受的重量下,电动机的飞行时间丧失了其优势。 但是,如果将动力装置集成到悬架系统中以进行自由的非机动飞行,安装不带围栏的折叠式螺旋桨,并且重量保持在20公斤以内,一切都会改变。

许多设计人员采用这种方式,这里存在一些困难,没有护栏的远程螺旋桨需要调整和控制旋转轴的倾斜度。 否则,在发射或飞行中可能会出现不愉快的并发症。 我已经取得了一些成就,但是到目前为止,我还没有决定是否继续前进。





在我的业余时间里,该项目花了两年的时间进行休闲活动,这要归功于它,我精通CNC和车削,氩弧焊,并更新了我在电驱动,电力电子等领域的知识。 花时间和金钱不是可惜的,我获得了很多创造力。



至于飞行本身,两年来我已经加强了自己作为自由飞行员的技能,而机动飞行现在并没有真正的吸引力,尤其是对于改变而言。 尽管如此,免费的定期航班还是很特别的,特别是在成功的时候。 在这几分钟甚至现在的几个小时中,感觉都达到了最高度的集中,头脑实时处理了许多信息,经验使它避免了不合理的行动,而意志将迫使您转向这个美丽空域的新发现。



所有安全的航班!

添加第二次试飞的视频 ,飞行员重95公斤。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN429734/


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