- •Тема 4. Проектирование двигательных установок (ду) ка
- •Лекция 10-13.
- •1. Назначение установки
- •2 Состав, структура и функционирование установки
- •2.1. Двигательная установка на стационарном плазменном двигателе (спд)
- •2.2. Двигательная установка на двухкомпонентном топливе
- •2.3. Двигательная установка на однокомпонентном топливе
- •2.4. Двигательная установка на холодном газе
- •Тема 5. Проектирование системы ориентации и стабилизации (сОиС) ка
- •Лекция 14-17.
- •1 Назначение системы
- •2 Состав системы
- •2.1 Гироскопический прибор
- •2.2 Звездный датчик
- •2.3 Прибор ориентации на Солнце
- •2.4 Прибор ориентации на Землю
- •2.5 Двигатели-маховики
- •2.6 Другие элементы системы
- •3 Функционирование системы
- •4 Эксплуатационные характеристики системы
- •5 Типы исполнительных органов сОиС
- •5.1 Гироскопические силовые стабилизаторы
- •5.2. Магнитоприводы
- •Тема 6. Проектирование системы электропитания (сэп) ка.
- •Лекция 18-21.
- •1 Назначение системы
- •2 Состав системы
- •2.1 Солнечная батарея
- •2.2 Аккумуляторная батарея
- •2.3 Комплекс автоматики и стабилизации
- •3 Режимы работы и контроль работоспособности системы
- •4 Эксплуатационные характеристики системы
- •5 Наземная экспериментальная отработка системы
- •Тема 7. Проектирование системы терморегулирования (стр) ка
- •Лекция 22-23.
- •1 Назначение системы
- •2 Состав системы
- •3. Функционирование системы
- •4. Основные эксплуатационные характеристики системы
- •Тема 8. Система управления бортовой аппаратурой, бортовая кабельная сеть, механические интерфейсы, другие системы и агрегаты ка.
- •Лекция 24-25.
- •Назначение системы
- •2. Состав системы
- •3. Функционирование системы
2.5 Двигатели-маховики
Двигатели – маховики (ДМ) являются исполнительными органами и предназначены для создания управляющих моментов относительно центра масс КА.
Конструктивно ДМ обычно выполняется в виде двух блоков:
-блока механики, в котором расположены маховик, двигатель привода маховика, датчик положения ротора и датчик скорости;
-блока электроники, в котором расположены два комплекта схем электроники для управления и контроля функционированием ДМ.
Двигатель привода маховика представляет собой бесконтактный электродвигатель с постоянными магнитами.
Датчик положения ротора служит для воспроизведения синусной зависимости выходного сигнала в функцию угла поворота ротора датчика момента и представляет собой бесконтактный вращающийся трансформатор.
Датчик скорости служит для снятия информации о частоте вращения ротора и представляет собой дифференциальный индуктивный датчик.
Блок электроники ДМ осуществляет регулирование электромагнитного момента и обеспечивает прием, формирование и выдачу управляющих и телеметрических сигналов. Блок обработки сигналов служит для формирования сигнала скорости и знака вращения маховика.
Регулятор тока осуществляет регулирование напряжения, подводимого для питания обмотки возбуждения датчика положения ротора.
Автономный источник питания осуществляет питание узлов блока электроники стабилизированным напряжением.
Фильтр осуществляет сглаживание пульсаций по цепи источника питания.
Принцип работы ДМ заключается в следующем. Управляющее напряжение поступает на усилитель входного сигнала, где преобразуется в фазопеременный сигнал с регулируемой амплитудой, усиливается по мощности и поступает на обмотку возбуждения датчика положения ротора, образующийся электромагнитный момент приводит в движение маховик, который создает кинетический момент. Выходные сигналы демодулируются в регуляторах тока и поступают на устройство сравнения. Далее выходные сигналы сравниваются с сигналом обратной связи по току, предварительно усиленным. Выходной сигнал элемента сравнения задает значение фазных токов соответственно значению и знаку управляющего напряжения, изменение полярности приводит к изменению направления тока в фазах двигателя и, следовательно, к реверсу момента двигателя.
Основные характеристики двигателей-маховиков зарубежного производства фирмы SSTL(Англия) представлены в таблице.
Параметр |
КА |
|||||
FASat-Alpha / FASat- Bravo |
TM-sat / Tiungsat-1 / Tsinghua-1 |
UoSAT-12 |
SNAP-1 |
Alsat-1 / UK-DMC / Bilsat / Topsat / NigeriaSat-1 |
Rosetta |
|
Максимальный кинетический момент,Нмс |
0,04 |
0,21 |
4,2 |
0,01 |
0,42 |
5,2 |
Максимальный крутящий момент, мНм |
5 |
3 |
20 |
|
7,5 |
20 |
Максимальная скорость вращения, об/мин |
|
|
5000 |
|
|
|
Масса, кг |
0,5 |
0,75 |
3,2 |
0,08 |
1,1 |
2,6 |
Потребляемая мощность,Вт - при постоянной скорости - при максимальном ускорении - в покое |
1,2
|
0,4 3 0,2 |
3,3 14 1,5 |
0,1 0,5 <0.1 |
1,2 5 0,8 |
<5 14 - |
Применение на МКА (количество ДМ) |
1/1 |
1/1/3 |
2 |
1 |
2/2/4/4/2 |
1 |
Элементы двигателей маховиков зарубежного производства