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基于场路结合的姿控飞轮驱动电机
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:V448.222[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术] TM35[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]大陆汽车电子(连云港)有限公司长春分公司,吉林长春130033
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.11372309,No.61304017);中国科学院预研基金资助项目(No.61501.02.03.04)
中文摘要:

常规的姿控飞轮驱动电机的设计只能基于经验通过重复计算得到设计参数,且无法得到最优参数.本文以磁路法和有限元法(FEM)为基础,提出以驱动电机的有效径长比为核心的姿控飞轮驱动电机的设计方法.设计磁路时,首先基于电机的等效电路建立径长比与表征电机性能的参数之间的计算模型,然后采用拉普拉斯方程的有限元法计算气隙磁通密度和电感用于精确分析电机性能.采用该方法设计了一台5 Nms轮毂驱动型飞轮电机,仿真分析了电磁转矩脉动和机械特性曲线.结果显示其调节特性的理论计算值与试验值一致,电磁结构的最大设计误差为2.9%.该方法适用于姿控飞轮驱动电机的设计,且具有准确、简洁和快速的特点.

英文摘要:

Conventional design parameters of attitude control fly wheels' motor are calculated repeatly based on experiences and the optimal parameters can not be acquired.On the basis of a circuit method and a Finite Element Method(FEM),this paper proposes a design method for the driving motor of an attitude control flywheel,in which the effective ratio of diameter to length is taken as a design core.The computing model for circuit design was established according to the relationship between the ratio of diameter to length and the parameters of the motor,then the air-gap flux density and the inductance were calculated by using FEM based on Laplace's equation.Finally,the calculated results were used for the accurate analysis of the performance of motor.Moreover,a hub driving motor in an attitude control flywheel with angular moment of 5 Nms was designed and its electromagnetics torque ripple and the mechanical characteristic were simulated.The results show that the regulating characteristics of theoretical calculation is in agreement with that of the experimental results well,and the maximum error of electromagnetic structure is 2.9%.It concludes that this method is suitable for the design of attitude control flywheel motors,and is characterized by higher speeds and good precises.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699