[发明专利]旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置及控制方法

说明书

本发明实施例公开一种旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置及控制方法。装置包括：旋转载荷磁悬浮支撑系统及旋转驱动系统；旋转载荷磁悬浮支撑系统，包括：转子子系统，包括转子支撑架及设置在转子支撑架外围的轴向支撑磁力组件；定子子系统，包括定子支撑架、位于定子支撑架外围的轴向支撑磁力组件；其中，轴向支撑磁力组件，用于与径向磁力组件相互作用，能够提供使得转子子系统与定子子系统分离的悬浮力；旋转驱动系统，包括：用于驱动转子子系统相对于定子子系统旋转的旋转电机；旋转电机，包括：旋转驱动线圈，位于定子支撑架外围，驱动电机转子，设置在转子支撑架上，能够相对于旋转驱动线圈。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置及控制方法。

背景技术

具有旋转载荷的卫星与载荷之间通过轴承等机构支撑，并与旋转驱动一体化装置连接。当卫星运输和发射过程中承受横向及纵向的动载荷，难免对卫星与旋转载荷连接处造成影响，加上旋转载荷质心位置微小变化等原因都会对旋转载荷质心与转心不在同一条直线上。当旋转载荷在太空中旋转时，其偏心导致的干扰对星本体造成干扰，从而对旋转载荷正常工作也产生影响。传统轴承内径与外径之间相互摩擦较大，在太空环境中使用寿命很难保证，加上摩擦带来的微弱振动都会给旋转载荷带来影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置及控制方法，至少部分解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供了一种旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置，其特征在于，包括：旋转载荷磁悬浮支撑系统及旋转驱动系统；

所述旋转载荷磁悬浮支撑系统，包括：

转子子系统，包括转子支撑架及设置在转子支撑架外围的轴向支撑磁力组件；

定子子系统，包括定子支撑架、位于所述定子支撑架外围的轴向支撑磁力组件；其中，所述轴向支撑磁力组件，用于与所述径向磁力组件相互作用，能够提供使得所述转子子系统与所述定子子系统分离的悬浮力；

所述旋转驱动系统，包括：用于驱动所述转子子系统相对于所述定子子系统旋转的旋转电机；

所述旋转电机，包括：

旋转驱动线圈，位于所述定子支撑架外围；

驱动电机转子，设置在所述转子支撑架上，能够相对于所述旋转驱动线圈。

本发明实施例第二方面提供一种旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置的控制方法，包括：

向转子子系统的轴向支撑磁力组件供电；

向定子子系统的轴向支撑磁力组件供电，以通过所述定子子系统和转子子系统给的轴向支撑磁力组件之间的相互作用，使得所述转子子系统和所述定子子系统在轴向分离；

向所述旋转驱动线圈供电，用于驱动所述转子子系统相对于所述定子子系统旋转。

本发明实施例提供的旋转载荷磁悬浮支撑与旋转驱动一体化装置及控制方法，直接在定子子系统和转子子系统上设置有磁力组件，磁力组件之间的相互作用，使得定子子系统相对于转子子系统达到悬浮状态，再通过至少部分与所述转子子系统一体设置的旋转电机驱动所述转子子系统相对于所述定子子系统旋转。这样的话，一方面由于转子子系统相对于定子子系统旋转时是保持悬浮状态的，故定子子系统和转子子系统之间相互无摩擦力，一方面避免了定子子系统和转子子系统之间的机械摩擦，另一方面，故省却了机械转轴机构中轴承等减少摩擦力的部件，从而减少了缩小了装置的体积并降低了装置的质量。再一方面，由于旋转电机直接设置在所述转子子系统上等地方，而非与分离设置的，从而相对分离设置可以进一步缩小所述装置的体积，实现该装置的小型化，方便装置的搬运。