طراحی و بهینه سازی موتور BLDC کارآمد برای پهپادها با افزایش راندمان انرژی و بهبود مدیریت حرارتی

کارایی و قابلیت اطمینان موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) نقشی حیاتی در عملکرد وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپادها) ایفا می کند، جایی که مصرف توان مستقیما بر استقامت پرواز تاثیر می گذارد. موتورهای BLDC سنتی با چالش هایی مانند اتالف باالی انرژی، ریپل گشتاور و ناکارآمدی های حرارتی روبرو هستند که اثربخشی عملیاتی آن ها را محدود می کند. این مطالعه یک رویکرد بهینه سازی جامع را برای ارتقای عملکرد موتور BLDC از طریق طراحی الکترومغناطیسی پیشرفته، بهبود سیم پیچ ها، استراتژی های کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) و مکانیزم های خنک کاری نوآورانه ارائه می دهد. با یکپارچه سازی آرایه های آهنربای Halbach، شار مغناطیسی به شکل بهتری متمرکز شده، نشتی کاهش یافته و بازده گشتاور افزایش می یابد. سیم پیچ های متمرکز با شیار کسری (FSCW) نسبت مس به شیار را بهبود بخشیده، تلفات الکتریکی را کاهش داده و چگالی توان موتور را افزایش می دهند. کنترل بردار میدان (FOC) مبتنی بر هوش مصنوعی، به صورت پویا ورودیهای ولتاژ و جریان را تنظیم می کند تا بازده را تحت شرایط متغیر پرواز بهینه سازد. عالوه بر این، هیت سینک های نانوساختار و مواد تغییر فازدهنده، مدیریت حرارتی را بهبود بخشیده، از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کرده و طول عمر موتور را افزایش می دهند. تحلیل مقایسه ای با موتورهای BLDC مرسوم، پیشرفت های چشمگیری را در بازده، بهره وری توان و صرفه جویی در مصرف انرژی نشان می دهد. طراحی بهینه شده به کاهش قابل مالحظه ای در تلفات انرژی دست یافته که منجر به افزایش زمان پرواز پهپاد و بهبود قابلیت اطمینان پیشرانه می شود. این یافته ها به توسعه نسل بعدی سیستم های پیشران پهپاد کمک کرده و استقامت، کارایی و عملکرد بهبودیافته ای را در کاربردهای دنیای واقعی ارائه می دهند.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی موتور BLDC ، پیشرانه پهپاد ، بهره وری انرژی ، کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی ، مدیریت حرارتی