[发明专利]一种适用于航天设备的带自锁定力矩的低速力矩电机

说明书

一种适用于航天设备的带自锁定力矩的低速力矩电机，属于电机技术领域。两段转子铁心同轴设置，两段转子铁心之间设有磁钢，每段转子铁心的外侧均套装有定子铁心，两段定子铁心同轴设置，且两段定子铁心之间通过导磁材料连接，每段定子铁心的内圆周面上均布设有数个大、小齿，且所述数个大、小齿一一交替设置，两段定子铁心上的数个大、小齿一一对应设置，每段转子铁心的外圆周面上也均布设有数个小齿，两段转子铁心上的数个小齿在轴向上均一一对应设置，每段定子铁心与对应的转子铁心之间设有气隙，每段定子铁心上装配有一套三相绕组，两套三相绕组中的相同序号相的磁势相反。本发明为一种能够满足航天要求的带断电自锁定功能的力矩电机。

技术领域

本发明涉及一种力矩电机，属于电机技术领域。

背景技术

航天装置上的航天设备在处于非工作的休眠状态时，常常需要对其位置进行锁定，避免其自由运动而影响自身正常工作。通常，人们通过在航天设备的驱动单元上额外设计锁定器来满足这一需求。但锁定器解锁或者锁定时需要对其供电，增加航天装置上的能量消耗。且额外增加的锁定环节，不满足对于航天装置体积小、重量轻、高可靠的基本要求。如果一个航天设备中驱动单元的力矩电机，能够兼具驱动和断电自锁定功能，避免额外设计锁定器，将对航天设备的工程应用具有重要意义。

就目前的技术和现有产品，尚无一种能够满足航天要求的带断电自锁定功能的力矩电机。

发明内容

本发明的目的是通过采用一种和普通步进电机完全不同的磁路拓扑结构，利用永磁感应子式同步电机的定位力矩，设计出一种断电后具有自锁定功能的低速力矩电机。该电机作为具有断电自锁功能的驱动单元，具有占用空间小、重量轻、高可靠和节约能源等优点，可以满足航天设备正常工作时运动锁定的需求。

实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种适用于航天设备的带自锁定力矩的低速力矩电机，包括机壳、磁钢、两段定子铁心、两段转子铁心及两套三相绕组；所述两段转子铁心同轴设置，两段转子铁心之间设有磁钢，每段所述转子铁心的外侧均套装有定子铁心，所述两段定子铁心同轴设置，且两段定子铁心之间通过导磁材料连接，每段所述定子铁心的内圆周面上均布设有数个大齿和数个小齿，且所述数个大齿和数个小齿一一交替设置，两段定子铁心上的数个大齿和数个小齿一一对应设置，每段转子铁心的外圆周面上也均布设有数个小齿，两段转子铁心上的数个小齿在轴向上均一一对应设置，每段定子铁心与对应的转子铁心之间设有气隙，每段定子铁心上装配有一套三相绕组，两套三相绕组中的相同序号相的磁势相反，进而产生电磁转矩。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明设计了一种带自锁定力矩的低速力矩电机。在需要锁定时，断电情况下即可依靠自锁定力矩，使转子铁心的位置始终保持在稳定平衡位置附近，实现位置锁定功能。在需要驱动负载运动时，通过控制在三相绕组中输入三相交流电的方向和有效值，可以控制电机带动负载的运动方向和输出转矩的大小。该电机兼具力矩电机和锁定器的功能，作为航天设备的驱动单元，具有安装空间小、重量轻、安装方便等优点，锁定时无需通电，工作可靠，可以满足航天设备运动部件的驱动和自锁需求。

本发明适用于驱动做圆周运动的轻型惯性负载，峰值力矩一般不大于3Nm，锁定所需力矩不大于0.5Nm，锁定时可以小范围扰动，扰动行程不大于2°。

附图说明

图1是本发明的一种适用于航天设备的带自锁定力矩的低速力矩电机的磁路示意图，图1中两套三相绕组、数个大齿和数个小齿未示出；

图2是本发明的自锁定力矩曲线示意图；

图3是本发明的一种适用于航天设备的带自锁定力矩的低速力矩电机通电运行输出转矩示意图。

上述附图中涉及到的部件名称及标号如下：

机壳1、磁钢2、定子铁心3、转子铁心4。

具体实施方式