·58·空間控制技術與應用ication第36卷第2期2010年4月大磁矩磁扭力器驅動電路的一種設計方案范佳墊，王友平，崔赦曼(廣州控制工程研究所，沈陽)摘要：研究了一種1500一2000A·m2的大磁矩磁扭力器的驅動電路設計方案．電路主要采用納秒調制+H橋驅動的方式，依據輸入訊號的不同，輸出的激磁電壓呈線性變化．針對大磁矩磁扭力器電氣參數的特性，構建簡化電氣模型，確定電氣參數值，并提出抑制剩磁矩的方式和使用中的注意事項．該電路幀率小，控制方法簡單，一般與大磁矩磁扭力器一齊用于小型航天器的姿態控制．關鍵詞：大磁矩磁扭力器；驅動電路；占空比調制+H橋驅動中圖分類號：THl33，V448．22文章編號：1674—1579(2010)02m058旬5文獻標示碼：AADesignMethodO-Mc·DriVeCircuitFANJiakun，WANGYouping，CUIin(曰e彬昭hs眈u把礦CDn加Z層昭i，lee^昭，Be蚵，lgJDD』9D，C^inⅡ)：Thepaperignskillsncipleofalarge—mc-vecircu“，a-doptingpulsewidthmodulati—bridge．vecircuiinear—wiogignal-ngtothechamcteristiarge—mc-ectrieters，asimpleelectricmodeli8ishedandamethodfbrdete珊ininge—lectri．Alsomforelimi-natingtheremandremarksofthecircuitappli—cati．Thiskircuitilyusedintheattitudesoflargeithlarge-mc-，beenvalidatedtobelow—pti．ed．收稿日期：2009J04．26作者簡介：范佳墊(1977一)，女，黑龍江人，工程師，研究方向為航天器執行結構驅動電路(e-mail：fjkzyl530@8ina．com)．Keywords：large—mc—；driVecircuit；pulsewidthmodulationandHbridge磁扭力器是航天器的執行部件之一磁力矩器，由磁扭力器本體和為其提供特定激磁電壓的驅動電路組成．因為磁扭力器在容積、質量、功耗、壽命等方面具有優勢，加上地磁模型的建立，剩磁補償、星載計算機軟件算法及主動磁控技術的發展，使磁扭力器在航天器姿態控制方面得到了廣泛應用，且在航天器控制工程中磁控技術也取得了一定的進展．目前國際上使用的磁扭力器輸出的最大磁矩一般為5—1000A·m2【M1．國外磁扭力器已從幾十A·m2發展到幾千A-m2，在軌使用的磁扭力器輸出的最大磁矩為400A·m2．隨著中國航天事業的發展，非常是空間站的成立，小型航天器的研發勢在必行．小型航天器因為容積結構龐大、姿態機動能力要求較高，因而對動量交換執行機構有較大的動量要求，對磁扭力器同樣有較大的動量卸載要求，也就是對磁扭力器輸出的最大磁矩有了更高的要求．本文提及的大磁矩磁扭力器是指輸出的最大磁矩在l的磁扭力器．500一2000A·m2磁扭力器驅動電路的功能是為磁扭力器提供特定的激磁電壓，使磁扭力器輸出特定的磁矩．驅動電路方式與控制系統的方案有關，目前驅動電路的方式主要有兩種：一種為開關方式(輸出的激磁電壓是一恒定值或為0)，磁扭力器輸出的磁矩為確定值；一種為線性方式(輸出的激磁電壓在一定范圍內按照控制訊號幅值的不同呈線性變化)，磁扭力器輸出的磁矩線性可控¨圳．1磁扭力器的電氣模型磁扭力器的主體一般是一根圓錐形的軟磁芯棒，在芯棒上纏繞一定阻值的漆包圓鋁線H引，按照輸出磁矩的大小，確定繞線的層數及每層繞線的阻值．芯棒上纏繞的漆包圓鋁線之間存在分布電容，在通電的情況下形成電感，且導線上也必不可少的存在耗損內阻．因為分布電容既存在于同層的相鄰繞線間，也存在于不同層的相鄰繞線間，造成磁扭力器的電氣模型比較復雜．假設繞線一共有Ⅳ層，每一層有n匝，每層相鄰兩匝線圈間的分布電容為菇。，層與層間相鄰兩匝線圈間的分布電容為五i，如圖1所示磁力矩器，其中“A-A”為垂直于軟磁芯棒軸向的任意剖面．圖2為磁扭力器的等效電氣模型№1．萬方數據
