·58·空間控制技術(shù)與應(yīng)用ication第36卷第2期2010年4月大磁矩磁扭力器驅(qū)動(dòng)電路的一種設(shè)計(jì)方案范佳墊，王友平，崔赦曼(廣州控制工程研究所，沈陽(yáng))摘要：研究了一種1500一2000A·m2的大磁矩磁扭力器的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案．電路主要采用納秒調(diào)制+H橋驅(qū)動(dòng)的方式，依據(jù)輸入訊號(hào)的不同，輸出的激磁電壓呈線性變化．針對(duì)大磁矩磁扭力器電氣參數(shù)的特性，構(gòu)建簡(jiǎn)化電氣模型，確定電氣參數(shù)值，并提出抑制剩磁矩的方式和使用中的注意事項(xiàng)．該電路幀率小，控制方法簡(jiǎn)單，一般與大磁矩磁扭力器一齊用于小型航天器的姿態(tài)控制．關(guān)鍵詞：大磁矩磁扭力器；驅(qū)動(dòng)電路；占空比調(diào)制+H橋驅(qū)動(dòng)中圖分類號(hào)：THl33，V448．22文章編號(hào)：1674—1579(2010)02m058旬5文獻(xiàn)標(biāo)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(jiǎn)介：范佳墊(1977一)，女，黑龍江人，工程師，研究方向?yàn)楹教炱鲌?zhí)行結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路(e-mail：fjkzyl530@8ina．com)．Keywords：large—mc—；driVecircuit；pulsewidthmodulationandHbridge磁扭力器是航天器的執(zhí)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(qū)動(dòng)電路組成．因?yàn)榇排ちζ髟谌莘e、質(zhì)量、功耗、壽命等方面具有優(yōu)勢(shì)，加上地磁模型的建立，剩磁補(bǔ)償、星載計(jì)算機(jī)軟件算法及主動(dòng)磁控技術(shù)的發(fā)展，使磁扭力器在航天器姿態(tài)控制方面得到了廣泛應(yīng)用，且在航天器控制工程中磁控技術(shù)也取得了一定的進(jìn)展．目前國(guó)際上使用的磁扭力器輸出的最大磁矩一般為5—1000A·m2【M1．國(guó)外磁扭力器已從幾十A·m2發(fā)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(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，非常是空間站的成立，小型航天器的研發(fā)勢(shì)在必行．小型航天器因?yàn)槿莘e結(jié)構(gòu)龐大、姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力要求較高，因而對(duì)動(dòng)量交換執(zhí)行機(jī)構(gòu)有較大的動(dòng)量要求，對(duì)磁扭力器同樣有較大的動(dòng)量卸載要求，也就是對(duì)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(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路方式與控制系統(tǒng)的方案有關(guān)，目前驅(qū)動(dòng)電路的方式主要有兩種：一種為開關(guān)方式(輸出的激磁電壓是一恒定值或?yàn)?)，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(nèi)按照控制訊號(hào)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(shù)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(dǎo)線上也必不可少的存在耗損內(nèi)阻．因?yàn)榉植茧娙菁却嬖谟谕瑢拥南噜徖@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(fù)雜．假設(shè)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(wàn)方數(shù)據(jù)
