多旋翼无人机无线充电技术研究进展与发展趋势

多旋翼无人机在多领域的应用,使得无人机无线充电技术备受关注.该文对多旋翼无人机无线充电技术进行了综述.首先,总结了无人机无线充电技术的三种不同结构和原理;然后,重点对磁场耦合式和电场耦合式无人机无线充电技术近期研究成果和相关的热点问题进行了阐述,主要分为耦合机构和错位应对方案研究;最后,对多旋翼无人机无线充电技术的发展...     

基于共振磁合供电及电磁传感定位的无人机智能巡线技术与应用

正无人机在电力巡线方面的应用提高了输电线路运检效率,但也存在续航能力不足、飞行质量参差不齐、人工判读巡检图片工作量大等问题。本项目从无人机无线充电技术、智能控制技术、提高巡视效率等方面开展研究,成果在陕西、湖北等地的多条线路上得到了应用,及时高效发现缺陷,避免停电事故,取得了良好应用效果。项目拥有独立自主知识产权,国际上首次综合应用无线充电技术、电磁传感成像技术、人工智能技术于无人机自动化巡线领域,推动了无线传能、电磁场测量与解析、图像识别等相关科技领域的进步。     

一种激光雷达导航的全自主智能无人机巡线系统

为提升输配电线路巡线效率,提出了一种综合激光雷达、图像识别、无线专网、多旋翼无人机等成熟技术的无人机巡线系统,并对系统构成和实现方式进行了探讨。该系统可通过多种传感器完成对输配电线路及运行环境三维图像等多种信息的精确采集,通过中继站的方式解决续航和通信问题,使无人机自主化、智能化巡线成为可能。     

特约专栏主编寄语

正无人机在电力巡线方面的应用提高了输电线路运检效率,但也存在续航能力不足、飞行质量参差不齐、人工判读巡检图片工作量大等问题。本项目从无人机无线充电技术、智能控制技术、提高巡视效率等方面开展研究,成果在陕西、湖北等地的多条线路上得到了应用,及时高效发现缺陷,避免停电事故,取得了良好应用效果。项目拥有独立自主知识产权,国际上首次综合应用无线充电技术、电磁传感成像技术、人工智能技术于无人机自动化巡线领域,推动了无线传能、电磁场测量与解析、图像识别等相关科技领域的进步。     

旋翼飞行器锂电池充电器的设计

近几年旋翼飞行器受到人们的广泛关注,旋翼飞行器的发展也越来越成熟,为飞行器提供动力的锂电池也已经发展得非常成熟,但是旋翼飞行器在执行野外检测任务时,没有交流电源,锂电池会有难以长时间续航、动力不足的弊端。为此设计了一款基于汽车蓄电池为电源的旋翼飞行器充电器,可利用车载蓄电池为旋翼飞行器进行快速充电。该充电器为升压直流转换器,可以对锂电池进行先恒流再恒压充电,实现快速高效充电。通过实验测试证明,该充电器在满足设计要求的前提下,可以实现快速充电,预计充电时间为45 min,达到了预期的设计目的。     

国网吉林电力首个自主研发高塔机器人巡线系统正式投入使用

<正>11月3日,由国网吉林电力研制的"高塔跨越林区输电线路巡检机器人"系统,在吉林220千伏松长甲线上正式投入使用。由国网吉林电力自主研制的高塔巡检机器人系统研发始于2010年,历时四年,该系统包括巡线机器人本体、地面基站、后台管理系统以及太阳能充电基站等四部分,可实现巡检机器人本体沿架空地线的自主移动、自主巡检、自主充电、     

高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试

针对目前巡检高压输电线路的固定翼无人机不能精细化巡查,而多旋翼无人机运动速度慢且需要人工遥控操作导致安全风险较大的问题,提出多架多旋翼无人机自主协同精细化巡线方案。探讨了利用两架部署在导线两侧的无人机通过机间通信协同巡检高压输电杆塔和导线的方法,并采用机器学习技术和多智能体一致性控制算法设计无人机自主飞行控制器。根据设计结果开发一站四机系统验证巡线方案,实验部署两机为一组,两组并行作业。结果表明该系统按预期完成高压输电线路的巡检作业,未发生误报缺陷,相比单个遥控操作的多旋翼无人机巡检方案,多机协同方案无需人工干预飞行,总巡线速度超过单机最高时速,双机协同对单个杆塔的平均巡检时间小于遥控单机巡检时间的一半。     

电力巡线无人直升机障碍规避系统

为保障无人机巡线系统及输电线路安全,需要为无人机电力巡线系统设计一套飞行障碍规避系统,能够实现无人机巡线系统自主避障功能,提升巡线作业的可靠性。介绍电力巡线无人直升机障碍规避系统的测距方式方法、总体设计、各组成部分功能以及整体达到的效果。     

高压输电线路巡线机器人在线供电系统研制

高压输电线路巡线机器人是电力线路巡线和除冰的理想选择,但是巡线机器人的电池容量较小导致机器人续航能力差,一直是影响巡线机器人发展的重要原因.为克服上述困难,本文致力于研制一种能够自主在线取能的新型供电系统,其中涉及感应取电模块、充电模块设计以及取电供电逻辑指令构建等三大关键技术.实验测试证明,所设计的供电系统可以持续且...     

飞滑式巡线机器人自平衡控制方案设计与实现

结合四旋翼飞行器和巡检机器人这两种巡线方式的优点,设计了一种具有飞行和线上巡检功能的飞滑式巡线机器人,该机器人坐立在输电线零线上滑行巡线。阐述了飞滑式巡线机器人控制方案和总体结构,设计了带死区的PID线上自平衡控制方案,搭建了硬件平台,实现了飞滑式巡线机器人的线上自稳定。实验结果表明,采用带死区的PID控制比常规PID控制响应速度更快,同时不会出现超调现象。     

基于四旋翼无人机的电气设备在线监测系统的设计

本文设计了一款基于四旋翼无人机的电气设备在线监测系统。该系统主要包括飞行控制模块、电气量检测模块和无线充电模块。飞机在稳定飞行及精确定位的基础上,以采集电气设备的电气量为主,热红外成像仪采集高压线路或设备的热红外图像为辅助,及时检测出电气设备的故障和隐患并记录下出现故障和隐患的GPS坐标,其中采集的电气量通过软件平台进行初步分析以便工作人员判断电气设备的健康情况。同时增加无线充电平台以保证飞行器的飞行距离与工作时长。     

1m之内!新的无线传输系统能高效输电

正英国《自然》杂志近日发表一项物理学最新研究成果称,美国科研团队利用宇称-时间对称(PT对称性)原理制成了一种无线电力传输系统,其在1m范围内的不同距离均能实现高效电力传输。无线电力传输技术的发展将为现今社会的多种应用奠定基础,如为植入式医疗装置充电和固定式电动车无线充电。但是,要创建一个不受操作条件变化影响的系统很不容易,譬如说,不受电源与无线     

一种无人机锂电池剩余电量估计方法

为了准确得到多旋翼无人机锂聚合物电池在不同的工作状态下的剩余电量,以电流模拟积分法为电量统计基础,将电池温度、充放电电流等因素对锂聚合物电池电量的影响等效为电池内阻的变化,利用卡尔曼滤波估计法对锂聚合物电池的剩余电量进行估计。实验发现这种方法可自适应电池老化引起的电量衰减,并能有效地补偿充放电过程电流积分误差的累积,通过选择合理的参数可得到不同工作状态下电池较为真实的剩余电量。从而为全自主控制多旋翼无人机系统提供可靠的剩余电量参考。     

高压输电线巡线机器人多传感器相互融合

为了满足电力线路巡视检查的高效化、智能化和自动化的要求,设计了一款基于多传感器相融合的巡线机器人控制系统。首先详细分析了电力巡线机器人控制系统硬件结构,并针对机器人在巡线过程中多个传感器信息相互配合过程中易出现的错误信息,提出了一种多传感器信息相融合技术,系统采用多传感器融合法为实现机器人越障动作作基础保证。实验结果表明,多传感器融合法能够实现传感器信息的高度融合,具有较高的融合准确度,对于巡线机器人的非线性多传感器检测系统的越障提供了有利的保证。     

飞行器电力巡检探讨

随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大,飞行器作为一种运载工具,可以被应用在输电线路巡检中,通过搭载各种检测设备,以实现对输电线路的日常巡视,提高线路运维效率。基于飞行器在输电线路巡检系统中的应用进行探讨,包括对于飞行器巡线系统设计思路、飞行器巡线系统组成、不同飞行器功能定位以及工程应用关键技术问题等的研究。主要的巡检方式包括可见光巡检、红外光巡检、紫外巡检和三维激光扫描巡检。巡检对象包括线路走廊、导线、塔身、金具等。巡检内容包括线路走廊异常、设备热缺陷、电晕放电等。     

电动汽车静态无线充电技术研究综述（下篇）

电动汽车静态无线充电技术以其操作方便、安全灵活和维护成本低等优点,受到了越来越多的关注。该文从磁耦合机构、补偿网络、电力电子变换器以及系统建模与优化控制等方面对电动汽车静态无线充电的关键技术进行了详细分析,指出了电动汽车无线充电技术亟待解决的问题,并讨论了今后的发展趋势,旨在为电动汽车静态无线充电技术的研究提供方向。     

无人飞行器智能巡检应用研究

湖北超高压公司采用四旋翼无人飞行器系统,代替人工对高塔、水塘中铁塔等难以到达的区域进行快速检测。文章介绍了该无人飞行器系统的组成、电力巡航工作模式等,并介绍了现场应用的效果。     

MCR-WPT系统高频逆变器综合性能的定量评价

针对高频逆变器的性能特性与MCR-WPT系统的技术指标无法最优匹配的问题,首先对MCR-WPT系统中高频逆变器的特性进行分析,然后以高频逆变器的能效特性指标、频率特性指标和动态特性指标建立其综合性能特性指标体系,接着利用模糊综合评判法提出一种MCR-WPT系统中高频逆变器综合性能的评价模型,最后以电力巡线无人机的谐振式无线充电为应用场景,对其采用的两种高频逆变器的综合性能进行定量评价,并根据层次分析法确定各评价指标的目标权重,得到具体的数值评判结果,验证了该定量评价方法的合理性和可靠性。     

基于正交式磁结构及原边功率控制的无人机无线充电系统

该文提出一种基于正交磁耦合机构的无线充电系统,采用原边功率控制策略实现中大型多旋翼无人机静态无线充电.原边采用双极性发射线圈,接收端采用空心线圈且垂直放置于发射线圈中线位置,从而形成磁场正交耦合.进行有限元仿真,测试分析耦合机构的耦合能力及容错位性能,优化发射线圈结构进而压缩磁场的空间分布,减小对云台设备的电磁影响.采用串-串(SS)补偿网络,接收端整流后直接充电,获得逆变桥移相角与充电电流、电压的关系,采用原边功率闭环控制实现对无人机精确的恒流/恒压闭环充电.搭建实验样机,结果表明系统可有效传输500W充电功率,效率为90.86％,可实现10A恒流/50V恒压闭环充电控制;接收端重130g,可便捷安装于无人机.     

架空配电线路巡线机器人智能充电坞与接口设计

为解决架空配电线路巡线机器人充电问题,设计了包括地面充电坞与塔上充电坞的风、光互补巡线机器人智能充电系统。分析了不同充电接口的运行特性,设计了智能充电坞的高频隔离DC/DC变换器PWM整流结构接口,并运用PSCAD/EMTDC进行仿真,验证了架空配电线路巡线机器人智能充电坞与接口运行的稳定性和可靠性。