Электромеханический исполнительный орган системы ориентации космического аппарата

Полезная модель относится к электромеханическим устройствам, а именно - к моментному электромеханическому приводу и может быть применена при управлении угловым движением космического аппарата относительно его центра масс за счет создания им управляющего момента. Исполнительный орган системы ориентации космического аппарата состоит из вентильного электродвигателя постоянного тока с установленным на его валу маховиком. Статор электродвигателя выполнен в виде плоского диска с печатной обмоткой, расположенной на обеих сторонах этого диска.

Полезная модель относится к электромеханическим устройствам, а именно к моментным электромеханическим органам, которые могут найти применение при управлении угловым движением космического аппарата (КА) относительно его центра масс за счет создания этим устройством управляющего момента.

Известны управляемые по моменту двигатели-маховики серии ДМ, используемые в качестве электромеханических исполнительных органов для управления космическими аппаратами «Метеор - 3», «Ресурс», «Электро», (разработка ВНИИЭМ им. акад. Иосифьяна, г. Москва), УДМ - 40, УДМ - 2-50, ДМ - 1-10 (разработка ОАО НПЦ «Полюс», г. Томск), используемые в качестве исполнительных органов ОАО «Информационные спутниковые системы» им. акад. М.Ф. Решетнева, г. Железногорск для целого ряда космических аппаратов серии «Космос».

Недостаток указанных исполнительных органов - большая длина статоров цилиндрического типа, вследствие чего они обладают повышенными массогабаритными характеристиками, которые в космической области являются критическими и которые при проектировании минимизируют.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является управляемый по скорости двигатель - маховик, представленный в книге К.Г.Алексеев, Г.Г. Бебенин - Управление космическими летательными аппаратами, М., «Машиностроение», 1974 г. Двигатель-маховик состоит из вентильного электродвигателя постоянного тока и установленного на его валу маховика с требуемым моментом инерции.

Электродвигатель состоит из ротора - это двухполюсный вариант с постоянными магнитами и статора с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, двух датчиков Холла, установленных в зазоре между ротором и статором и двух усилителей мощности, обеспечивающих электропитание обмоток.

Активные проводники статора находятся в магнитном поле постоянных магнитов ротора. При подаче команды с блока логики системы ориентации космического аппарата по обмотке статора проходит ток и при его взаимодействии с магнитным потоком магнитов ротора развивается механический момент, пропорциональный току и по направлению, определяемому направлением протекания тока.

Недостатком управляемого по скорости двигателя-маховика с цилиндрическим типом статора является то, что вентильный электродвигатель имеет статор цилиндрической формы сравнительно больших размеров, что влечет за собой относительно существенный прирост массы и длины электродвигателя-маховика, а изготовление намотки такого статора технологически довольно трудоемко.

Задача технического решения - улучшение массогабаритных характеристик исполнительного органа на базе управляемого по скорости двигателя-маховика для системы ориентации космического аппарата.

Электромеханический исполнительный орган системы ориентации космического аппарата состоит из вентильного электродвигателя постоянного тока с установленным на его валу маховиком. Статор электродвигателя выполнен в виде плоского диска с расположенной на обеих сторонах печатной обмоткой. Часть магнитной системы в виде кольцевого магнитопровода расположена на вращающемся маховике, а вторая часть магнитной системы - на корпусе.

На фиг. 1 представлен общий вид электромеханического исполнительного органа системы ориентации космического аппарата на базе бесконтактного двигателя постоянного тока с печатной обмоткой на статоре.

На фиг. 2 - статор с выполненной печатной обмоткой.

Электромеханический исполнительный орган системы ориентации содержит корпус 1, в котором закреплена часть магнитной системы вентильного электродвигателя, представляющая собой кольцевой магнитопровод 2 и кольцевой магнитопровод 6. В корпусе 1 закреплена втулка 3, в которой соосно расположены подшипники 4, а в них установлен вал, изготовленный заедино с маховиком 5.

В маховике 5 установлена вторая половина магнитной системы электродвигателя, представляющая собой кольцевой магнитопровод 6, в пазах его установлены постоянные магниты 7. Между кольцевым магнитопроводом 2 и кольцевым магнитопроводом 6 установлен статор 8, выполненный в виде плоского диска с печатной обмоткой. Коммутатором электродвигателя служит датчик Холла 9, расположенный на втулке 3. Вентильный электродвигатель соединен с источником питания электроразъемом 10. Конструкция вентильного электромеханического исполнительного органа закрыта предохранительным кожухом 11.

Предлагаемый исполнительный орган прикладывает управляющий момент к корпусу космического аппарата за счет изменения количества движения вращающегося маховика в момент разгона-торможения вентильного электродвигателя за счет изменения кинетического момента механической системы «электродвигатель-маховик».

Электромеханический исполнительный орган системы ориентации космического аппарата, состоящий из вентильного электродвигателя постоянного тока с установленным на его валу маховиком, отличающийся тем, что статор электродвигателя выполнен в виде плоского диска с печатной обмоткой, расположенной на обеих сторонах этого диска, причем одна часть магнитной системы в виде кольцевого магнитопровода расположена на вращающемся маховике, а вторая часть - на корпусе.