CN204013169U - 一种航天器用一体化动量轮电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种航天器用一体化动量轮电机，包括构成整个电机的端盖（2）、定子（4）和电机转子（5）；电机转子（5）所产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并且电机转子（5）经轴承（6）与定子（4）和端盖（2）转动连接，定子（4）的绕组端部设有电机转子位置传感器（3），端盖（2）上设有驱动模块（1）。本实用新型不仅具有能满足整个动量轮系统小型化、轻量化要求的优点，而且还具有工作性能可靠、反应速度快、使用寿命长、成本较低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种航天器用一体化动量轮电机，属于特种电机制造技术领域。
背景技术
在航天领域中，航天器的姿态控制一般采用动量轮进行，利用系统角动量值恒定的原理，通过改变动量轮的角动量，带动航天器反转，从而实现航天器的姿态控制。现有航天器动量轮系统由动量轮、电机、以及相应的驱动系统和机械支撑系统组成，系统体积大，重量重。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种航天器用一体化动量轮电机，以缩小航天器姿态控制系统体积和重量，从而克服现有技术的不足。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型的一种航天器用一体化动量轮电机，包括构成整个电机的端盖、定子和电机转子；其电机转子所产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并且电机转子经轴承与定子和端盖转动连接，定子的绕组端部设有电机转子位置传感器，端盖上设有驱动模块。
上述定子为26极24槽的分数槽结构，采用精确电磁场仿真设计，最大限度减少齿槽定位转矩，以提高运行精度。
上述电机转子位置传感器采用霍尔器件粘贴在定子绕组端部，以直接检测电机转子的磁钢位置并反馈电机转子的位置信号。
上述驱动模块采用厚膜化设计形成专门的驱动模块直接贴装于端盖端面，在驱动模块外设有保护罩。
由于采用了上述技术方案，本实用新型的航天器用一体化动量轮电机，将驱动电路、动量轮和电机高度集成，有效的降低了整个动量轮系统的体积和重量。所以，本实用新型与现有技术相比，本实用新型不仅具有能满足整个动量轮系统小型化、轻量化要求的优点，而且还具有工作性能可靠、反应速度快、使用寿命长、成本较低等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是驱动模块的外观视图。
附图中的标记为：1-驱动模块，2-端盖，3-电机转子位置传感器，4-定子，5-电机转子，6-轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实用新型的任何限制。
本实用新型是根据下述的一种航天器用一体化动量轮电机的制作方法所构建的，该方法采用现有技术的方式进行整个电机的制作，在制作电机时，该方法将航天器姿态控制用的动量轮和电机转子制作为一体形成一体化动量轮电机的电机转子，使该一体化动量轮电机的电机转子自身产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并通过电机集成的驱动模块进行驱动，从而满足整个动量轮系统小型化、轻量化的要求；同时将一体化动量轮电机的电机转子的形状制作为饼状，使其结构为表贴式磁钢外加钢套；并通过三维建模按以下公式计算电机转子的转动惯量，以满足动量轮系统对转动惯量的精确要求。
根据上述方法构建的本实用新型的一种航天器用一体化动量轮电机的结构示意图如图1和图2所示，该一体化动量轮电机包括构成电机的端盖2、定子4和电机转子5；实施时，使电机转子5所产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并且将电机转子5经轴承6与定子4和端盖2转动连接，在定子4的绕组端部设有电机转子位置传感器3，端盖2上设有驱动模块1；所述定子4为26极24槽的分数槽结构，采用现有的精确电磁场仿真设计方式进行设计，以最大限度减少齿槽定位转矩，提高运行精度；其电机转子位置传感器3采用现有的霍尔器件粘贴在定子绕组端部，以直接检测电机转子的磁钢位置并反馈电机转子的位置信号；所述的驱动模块1采用现有的厚膜化设计形成专门的驱动模块直接贴装于端盖端面，在驱动模块1外安装一个保护罩。
实施例
如图1所示，本例的一体化动量轮电机，通过合理结构设计，将动量轮和电机转子统一考虑，设计为一体，并且电机本身集成驱动模块，满足整个动量轮系统小型化、轻量化的要求。
技术方案以及工作过程
角动量公式为
式中，L为电机转子的角动量；
J为电机转子的转动惯量；
ω为电机转子的角速度。
转动惯量公式：
式中， m为刚体第i部分的质量；
r为刚体第i部分相对于刚体质心的距离。
为了提高电机可靠性，将电机设计为低速、大转动惯量型电机，将电机设计为内转子结构，转子5设计为饼状，表贴式磁钢外加钢套结构，通过对转子转动惯量的精确计算，满足动量轮系统对转动惯量的精确要求，电机设计为26极24槽的分数槽结构，经过精确的电磁场仿真设计，最大限度减少齿槽定位转矩，提高运行精度，并精确计算电路和磁场耦合作用决定的电机转速。
为了实现小型化设计，将控制器进行厚膜化设计，形成专门的驱动模块如图2所示，贴装于电机端面。
Claims (4)
1. 一种航天器用一体化动量轮电机，包括构成整个电机的端盖（2）、定子（4）和电机转子（5）；其特征在于：电机转子（5）所产生的动量等于航天器姿态控制用所需动量轮产生的动量，并且电机转子（5）经轴承（6）与定子（4）和端盖（2）转动连接，定子（4）的绕组端部设有电机转子位置传感器（3），端盖（2）上设有驱动模块（1）。
2.根据权利要求1所述航天器用一体化动量轮电机，其特征在于：所述定子（4）为26极24槽的分数槽结构，采用精确电磁场仿真设计，最大限度减少齿槽定位转矩，提高运行精度。
3.根据权利要求1所述航天器用一体化动量轮电机，其特征在于：所述电机转子位置传感器（3）采用霍尔器件粘贴在定子绕组端部，以直接检测电机转子的磁钢位置并反馈电机转子的位置信号。
4.根据权利要求1所述航天器用一体化动量轮电机，其特征在于：所述驱动模块（1）采用厚膜化设计形成专门的驱动模块直接贴装于端盖端面，在驱动模块（1）外设有保护罩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420461604.1U CN204013169U (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一种航天器用一体化动量轮电机 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420461604.1U CN204013169U (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一种航天器用一体化动量轮电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN204013169U true CN204013169U (zh) | 2014-12-10 |
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Family Applications (1)
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| CN201420461604.1U Active CN204013169U (zh) | 2014-08-15 | 2014-08-15 | 一种航天器用一体化动量轮电机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN204013169U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113619817A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 北京机械设备研究所 | 一种轮缘驱动式动量轮装置及其拆装方法 |
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2014
- 2014-08-15 CN CN201420461604.1U patent/CN204013169U/zh active Active
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| CN113619817A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 北京机械设备研究所 | 一种轮缘驱动式动量轮装置及其拆装方法 |
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |