扁平結(jié)構(gòu)的永磁軸向磁懸浮反作用飛輪的設(shè)計.pdf

1、當今，隨著衛(wèi)星技術(shù)不斷的發(fā)展，衛(wèi)星的功能越來越強大，衛(wèi)星上的有效載荷對姿控系統(tǒng)也提出了越來越高的要求。由于衛(wèi)星瞬時視場都較小，為了提高分辨率和地面覆蓋率，增大監(jiān)測范圍，要求衛(wèi)星具有側(cè)擺能力，從而能夠進行快速姿態(tài)機動。近年來，國內(nèi)外對于長壽命、高穩(wěn)定度小衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)，優(yōu)選反作用輪作為執(zhí)行機構(gòu)。
　　針對目前姿態(tài)控制飛輪電機體積、質(zhì)量、功耗都較大的問題，本論文對實現(xiàn)飛輪電機扁平化、輕量化、降低功耗進行了研究。論文的主要研究內(nèi)容包

2、括：
　　飛輪電機的扁平化。將飛輪電機設(shè)計為軸向電機，大大減小飛輪電機的軸向長度；并選用雙轉(zhuǎn)子單定子結(jié)構(gòu)，定子采用PCB定子結(jié)構(gòu)，更有利于飛輪電機的扁平化，在有效的空間內(nèi)提高飛輪電機的功率密度。另外，結(jié)合有限元仿真對飛輪電機的基本尺寸進行優(yōu)化。
　　PCB定子結(jié)構(gòu)。將介紹PCB繞組的設(shè)計，包括三相繞組的連接方式，繞組線圈的形狀、匝數(shù)，覆銅的尺寸，PCB板的層數(shù)等。分析PCB定子繞組的損耗，建立矩形導(dǎo)線的渦流損耗模型，并計算出

3、理論值。
　　軸向磁懸浮軸承。先介紹軸向磁懸浮軸承的設(shè)計，包括剛度和穩(wěn)定性的驗證，對幾種永磁軸承結(jié)構(gòu)做對比并確定本文的永磁軸承結(jié)構(gòu)；接下來對選定的磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)做受力分析；最后利用Maxwell軟件進行有限元仿真分析，對提出的2種磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)做仿真分析和對比，并對最終的永磁軸承做徑向偏移的仿真分析。
　　將完成驅(qū)動電路設(shè)計并制作飛輪電機樣機。樣機的整體尺寸將為?228mm?25mm，質(zhì)量為1.68 Kg，符合飛輪電機扁平化