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当今,随着卫星技术不断的发展,卫星的功能越来越强大,卫星上的有效载荷对姿控系统也提出了越来越高的要求。由于卫星瞬时视场都较小,为了提高分辨率和地面覆盖率,增大监测范围,要求卫星具有侧摆能力,从而能够进行快速姿态机动。近年来,国内外对于长寿命、高稳定度小卫星的姿态控制系统,优选反作用轮作为执行机构。针对目前姿态控制飞轮电机体积、质量、功耗都较大的问题,本论文对实现飞轮电机扁平化、轻量化、降低功耗进行了研究。论文的主要研究内容包括:飞轮电机的扁平化。将飞轮电机设计为轴向电机,大大减小飞轮电机的轴向长度;并选用双转子单定子结构,定子采用PCB定子结构,更有利于飞轮电机的扁平化,在有效的空间内提高飞轮电机的功率密度。另外,结合有限元仿真对飞轮电机的基本尺寸进行优化。PCB定子结构。将介绍PCB绕组的设计,包括三相绕组的连接方式,绕组线圈的形状、匝数,覆铜的尺寸,PCB板的层数等。分析PCB定子绕组的损耗,建立矩形导线的涡流损耗模型,并计算出理论值。轴向磁悬浮轴承。先介绍轴向磁悬浮轴承的设计,包括刚度和稳定性的验证,对几种永磁轴承结构做对比并确定本文的永磁轴承结构;接下来对选定的磁悬浮轴承结构做受力分析;最后利用Maxwell软件进行有限元仿真分析,对提出的2种磁悬浮轴承结构做仿真分析和对比,并对最终的永磁轴承做径向偏移的仿真分析。将完成驱动电路设计并制作飞轮电机样机。样机的整体尺寸将为?228mm?25mm,质量为1.68 Kg,符合飞轮电机扁平化、轻量化的要求。