RU2472284C1

RU2472284C1 - Electromechanical opening drive

Info

Publication number: RU2472284C1
Application number: RU2011119197/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Порпылев; Дмитрий Александрович Черепанов; Анатолий Васильевич Леканов; Владимир Иванович Халиманович
Original assignee: Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2013-01-10
Also published as: RU2011119197A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: opening drive provides for rotation in energised condition and braking with specified speed in energised and de-energised condition. The drive is arranged on the basis of a contactless torque electric motor (CTM) with permanent magnets and a switchboard, providing for closure of motor windings when there is no supply voltage to an electric load (loading resistances, including zero diodes, transistor keys, etc.). The reducer is made with transmission ratio of not more than 3000. The feature of the opening drive is performance of its main braking function with required speed even with no supply in case of emergencies.

EFFECT: higher reliability of an opening system, reduced weight and increased functional capabilities.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической технике, и может быть использовано при проектировании систем раскрытия конструкций космических аппаратов.The invention relates to the field of engineering, in particular to space technology, and can be used in the design of systems for revealing the structures of spacecraft.

Настоящее изобретение предназначено для приведения в действие раскрывающихся узлов механических систем космического аппарата. Привод должен работать в системе раскрытия и выполнять две функции: обеспечивать заданную скорость раскрытия при торможении (сдерживать раскрывающуюся конструкцию, имеющую пружинный привод) и обеспечивать приложение вращающего момента и необходимую скорость раскрытия конструкций при работе в режиме привода.The present invention is intended to actuate the drop-down nodes of the mechanical systems of the spacecraft. The drive must work in the disclosure system and perform two functions: to provide the specified opening speed during braking (to restrain the expanding structure having a spring drive) and to ensure the application of torque and the necessary speed of the opening structures when operating in the drive mode.

Известен электропривод, содержащий корпус, с установленным в нем электродвигателем, редуктор из n (n=1, 2,…) блоков зубчатых колес, выходной вал, основной гистерезисный тормоз и дополнительный гистерезисный тормоз. Основной гистерезисный тормоз размещен в кинематической цепи между электродвигателем и выходным валом. Дополнительный гистерезисный тормоз жестко присоединен своим корпусом к корпусу электропривода, а на его валу жестко установлен один из блоков зубчатых колес, размещенный в кинематической цепи между основным гистерезисным тормозом и выходным валом. Основной тормоз предназначен для ограничения движущего момента, дополнительный - для обеспечения торможения. (патент RU 2220344, кл. F16H 57/00, 2003 г., взятый за прототип).A known electric drive comprising a housing with an electric motor installed in it, a gear of n (n = 1, 2, ...) gear blocks, an output shaft, a main hysteresis brake and an additional hysteresis brake. The main hysteresis brake is located in the kinematic circuit between the electric motor and the output shaft. An additional hysteresis brake is rigidly connected by its housing to the drive housing, and one of the gear blocks is rigidly mounted on its shaft, located in the kinematic chain between the main hysteresis brake and the output shaft. The main brake is designed to limit the torque, the additional - to provide braking. (patent RU 2220344, CL F16H 57/00, 2003, taken as a prototype).

Этот привод обеспечивает два режима работы: торможение при отсутствии питания на электродвигателе и вращение выходного вала при подаче питания.This drive provides two operating modes: braking when there is no power on the motor and rotation of the output shaft when power is applied.

Недостатком этой схемы является наличие дополнительного, постоянно включенного гистерезисного тормоза для обеспечения режима торможения и, как следствие, дополнительной мощности электродвигателя, что приводит к увеличению массово-габаритных характеристик и снижению надежности, а также невозможность регулирования скорости торможения привода.The disadvantage of this scheme is the presence of an additional, permanently activated hysteresis brake to ensure braking mode and, as a result, additional electric motor power, which leads to an increase in mass-dimensional characteristics and a decrease in reliability, as well as the impossibility of controlling the drive's braking speed.

Технической задачей изобретения является повышение надежности системы раскрытия, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.An object of the invention is to increase the reliability of the disclosure system, reduce the weight of the structure and increase functionality.

Поставленная задача достигается тем, что привод раскрытия, обеспечивающий вращение в запитанном состоянии и торможение с заданной скоростью в запитанном и незапитанном состоянии, выполнен на основе бесконтактного моментного электродвигателя (ДБМ) с постоянными магнитами и коммутатором, обеспечивающим замыкание обмоток двигателя при отсутствии напряжения питания на электрическую нагрузку (нагрузочные сопротивления, в том числе нулевые, диоды, транзисторные ключи и т.д.). Редуктор выполнен с передаточным отношением не более 3000.The task is achieved in that the disclosure drive, which provides rotation in the energized state and braking at a given speed in the energized and non-energized state, is made on the basis of a non-contact torque motor (DBM) with permanent magnets and a switch that provides short-circuiting of the motor windings in the absence of a supply voltage to electric load (load resistances, including zero, diodes, transistor switches, etc.). The gearbox is made with a gear ratio of not more than 3000.

Суть изобретения поясняется чертежом, где изображена функциональная схема заявленного устройства.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of the claimed device.

Электромеханический привод раскрытия содержит корпус с установленными в нем электродвигателем ДБМ 1 и зубчатым редуктором 2, коммутатор 4 (может находиться как в корпусе, так и вне его). ДМБ 1 содержит несколько обмоток, в основном - три обмотки.The electromechanical opening drive comprises a housing with a DBM motor 1 and a gear reducer 2 installed in it, a switch 4 (may be located inside or outside the housing). DMB 1 contains several windings, mainly three windings.

Привод в основном работает в резервируемых системах. Система раскрытия состоит из пружинного привода и электромеханического привода. Любой из этих элементов обеспечивает необходимый момент для раскрытия системы. Основное назначение электромеханического привода - обеспечение требуемой скорости раскрытия. При подаче питания привод обеспечивает вращение или торможение с заданной скоростью. Скорость вращения задается коммутатором 4. При отказе пружинного привода электромеханический привод обеспечивает раскрытие (торможение) с заданной скоростью.The drive mainly works in redundant systems. The disclosure system consists of a spring drive and an electromechanical drive. Any of these elements provides the necessary moment for disclosing the system. The main purpose of the electromechanical drive is to provide the required opening speed. When power is applied, the drive provides rotation or braking at a given speed. The rotation speed is set by the switch 4. In case of failure of the spring drive, the electromechanical drive provides opening (braking) at a given speed.

Отличительная особенность данного привода раскрытия - выполнение своей основной функции торможения с заданной скоростью даже при отсутствии питания в случае аварийных ситуаций.A distinctive feature of this disclosure drive is its basic braking function at a given speed even in the absence of power in the event of an emergency.

Функция торможения осуществляется следующим образом.The braking function is as follows.

При поданном напряжения от источника питания на коммутатор 4 происходит формирование сигнала на обмотки двигателя 1, который обеспечивает вращение или торможение с заданной скоростью и создает заданный крутящий (тормозной) момент на выходном валу привода. Скорость определяется коммутатором и может выставляться при изготовлении в определенных пределах.When voltage is applied from the power source to the switch 4, a signal is generated on the windings of the motor 1, which provides rotation or braking at a given speed and creates a given torque (braking) moment on the output shaft of the drive. The speed is determined by the switch and can be set during manufacture within certain limits.

При отсутствии питания торможение с заданной скоростью обеспечивается генераторным режимом работы электродвигателя на электрическую нагрузку 3 (нагрузочные сопротивления, в том числе нулевые, диоды, транзисторные ключи и т.д.). Тормозной момент пропорционален скорости вращения. Заданная скорость обеспечивается настройкой электрической нагрузки 3.In the absence of power, braking at a given speed is provided by the generator operating mode of the electric motor for an electric load of 3 (load resistances, including zero, diodes, transistor switches, etc.). The braking torque is proportional to the speed of rotation. The set speed is provided by setting the electric load 3.

За счет наличия нагрузочных сопротивлений 3 в каждой фазе система имеет резервирование, что повышает ее надежность.Due to the presence of load resistance 3 in each phase, the system has redundancy, which increases its reliability.

Повышение надежности привода достигается и за счет уменьшения количества ступеней зубчатого редуктора и исключения дополнительных механизмов ограничения вращающего момента, как следствие, небольшого передаточного отношения (до 3000). Это обеспечивает минимальное сопротивление вращению на скоростях в несколько раз меньше рабочей скорости.Improving the reliability of the drive is also achieved by reducing the number of gear stages and eliminating additional mechanisms for limiting torque, as a result, a small gear ratio (up to 3000). This provides minimal rotation resistance at speeds several times less than the operating speed.

Масса привода уменьшается за счет уменьшения массы редуктора и исключения механизмов ограничения вращающего момента.The mass of the drive is reduced by reducing the mass of the gearbox and the elimination of mechanisms for limiting torque.

В настоящее время на предприятии выпущено техническое задание, разрабатывается конструкторская документация на привод заявленной конструкции. Материалы эскизного проектирования показали существенное повышение надежности системы раскрытия и уменьшение массы системы.At present, the enterprise has issued a technical assignment; design documentation is being developed for the drive of the claimed design. Materials of preliminary design showed a significant increase in the reliability of the disclosure system and a decrease in the mass of the system.

Claims

An electromechanical opening drive comprising a housing with a gear reducer and an electric motor installed in it, characterized in that a non-contact torque motor (DBM) with permanent magnets is used as an electric motor, and a switch that determines the rotation speed or braking of the drive in the presence of power and closes the DBM windings electrical load, for example, load resistances that determine the braking speed in the absence of power, and the gearbox is made with a gear ratio of no more 3000.