[发明专利]飞轮反作用力矩测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试飞轮反作用力矩的装置。

背景技术

飞轮是卫星姿态控制系统采用的主要执行部件，飞轮的输出力矩、控制精度和力矩分辨率等性能直接影响着卫星的总体性能。因此，飞轮的力矩控制受到广泛重视与研究。飞轮没有延伸出来的轴，不能直接连接扭矩传感器，所以很难测量其输出力矩，也就无法准确地评价飞轮力矩控制效果的好坏。目前一般通过飞轮的绕组电流乘以力矩系数或者对飞轮的转速微分间接地作为飞轮的输出力矩。采用绕组电流得到飞轮输出转矩的方法是错误的，因为此方法忽略了摩擦力矩，而飞轮力矩控制系统中，摩擦力矩的影响是不容忽视的，所以根据绕组电流得到的力矩进行控制的效果是不准确的；采用对转速微分得到飞轮输出转矩的缺点是需要高分辨率的转速传感器，否则会造成计算的转矩与飞轮的实际输出转矩有较大误差，这种方法的结构复杂且成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有飞轮反作用力矩测量装置测量结果不准确或结构复杂、成本高的问题，提供一种飞轮反作用力矩测试装置。

本发明包括工作台、外壳、气浮轴承、支架和控制器，它还包括电机组件，电机组件由U型铁芯、永磁磁钢和无铁芯式绕组组成，工作台与气浮轴承的转动轴上端固定连接，气浮轴承设置在外壳的内部，气浮轴承的外壳体与外壳固定连接，气浮轴承的转动轴下端与支架固定连接并同轴心线，

外壳的内侧与U型铁芯固定连接，U型铁芯的内表面外侧沿圆周方向设置有永磁磁钢，永磁磁钢的永磁磁极沿圆周方向交错排布，无铁芯式绕组沿圆周方向设置在永磁磁钢和U型铁芯之间，无铁芯式绕组的底部与支架固定连接并同轴心线，无铁芯式绕组与控制器连接。

本发明提供的第二种方案为本发明包括工作台、外壳、气浮轴承、支架和控制器，它还包括电机组件，电机组件由U型铁芯、永磁磁钢和无铁芯式绕组组成，工作台与气浮轴承的转动轴上端固定连接，气浮轴承设置在外壳的内部，气浮轴承的外壳体与外壳固定连接，气浮轴承的转动轴下端与支架固定连接并同轴心线，

外壳的内侧与U型铁芯固定连接，U型铁芯的内表面内侧沿圆周方向设置有永磁磁钢，永磁磁钢的永磁磁极沿圆周方向交错排布，无铁芯式绕组沿圆周方向设置在永磁磁钢和U型铁芯之间，无铁芯式绕组的底部与支架固定连接并同轴心线，无铁芯式绕组与控制器连接。

本发明提供的第三种方案为本发明包括工作台、外壳、气浮轴承、支架和控制器，它还包括电机组件，电机组件由U型铁芯、内永磁磁钢、外永磁磁钢和无铁芯式绕组组成，工作台与气浮轴承的转动轴上端固定连接，气浮轴承设置在外壳的内部，气浮轴承的外壳体与外壳固定连接，气浮轴承的转动轴下端与支架固定连接并同轴心线，

外壳的内侧与U型铁芯固定连接，U型铁芯的内表面内侧沿圆周方向设置有内永磁磁钢，U型铁芯的内表面外侧沿圆周方向设置有外永磁磁钢，内永磁磁钢和外永磁磁钢的永磁磁极沿圆周方向交错排布且数量相等，内永磁磁钢和外永磁磁钢相对位置的磁极极性相反，无铁芯式绕组沿圆周方向设置在内永磁磁钢和外永磁磁钢之间，无铁芯式绕组的底部与支架固定连接并同轴心线，无铁芯式绕组与控制器连接。

本发明提供的第四种方案为本发明包括工作台、外壳、气浮轴承、支架和控制器，它还包括电机组件，电机组件由U型铁芯、永磁磁钢和无铁芯式绕组组成，工作台与气浮轴承的转动轴上端固定连接，气浮轴承设置在外壳的内部，气浮轴承的外壳体与外壳固定连接，气浮轴承的转动轴下端与U型铁芯固定连接，

U型铁芯的内表面外侧沿圆周方向设置有永磁磁钢，永磁磁钢的永磁磁极沿圆周方向交错排布，无铁芯式绕组沿圆周方向设置在永磁磁钢和U型铁芯之间，支架的一端面与外壳的内侧固定连接，支架的另一端面与无铁芯式绕组的底部固定连接，无铁芯式绕组与控制器连接。

本发明提供的第五种方案为本发明包括工作台、外壳、气浮轴承、支架和控制器，它还包括电机组件，电机组件由U型铁芯、永磁磁钢和无铁芯式绕组组成，工作台与气浮轴承的转动轴上端固定连接，气浮轴承设置在外壳的内部，气浮轴承的外壳体与外壳固定连接，气浮轴承的转动轴下端与U型铁芯固定连接，

U型铁芯的内表面内侧沿圆周方向设置有永磁磁钢，永磁磁钢的永磁磁极沿圆周方向交错排布，无铁芯式绕组沿圆周方向设置在永磁磁钢和U型铁芯之间，支架的一端面与外壳的内侧固定连接，支架的另一端面与无铁芯式绕组的底部固定连接，无铁芯式绕组与控制器连接。