[发明专利]一种具有双绕组的单层磁极电磁作动器

说明书

本发明提出了一种具有双绕组的单层磁极电磁作动器，属于航空航天领域。解决了现有电磁作动器推力小的问题。它包括定子和动子，所述定子包括定子框架、外磁结构和内磁结构，所述外磁结构包括外磁轭、外磁环、外后磁环、外前磁环、换向导磁环、外顺磁轭和外前磁轭，所述动子设置在定子内部。可实现纳卫星低成本高效率在轨释放。采用双气隙双绕组结构，内绕组电流方向和外绕组电流方向相反，抑制了电枢反应，提高了能量转换率。它主要用于电磁作动器。

技术领域

本发明属于航空航天领域，特别是涉及一种具有双绕组的单层磁极电磁作动器。

背景技术

多颗卫星协同工作完成复杂太空探索任务已成为当今国际航天领域的一个研究热点，如编队、集群等。尤其是纳星研制周期短、成本低等优势，其构成的集群灵活性高、鲁棒性好，能完成大卫星无法独立完成的或所需成本高昂的任务。

为节约成本，往往在一次火箭发射升空任务中，利用部署器存储和在预定轨道上释放大量的纳卫星。纳星轨控能力较弱和携带的燃料有限，因此期望在弹射分离这些纳卫星时能够通过调整纳卫星的分离速度，使它们彼此自然形成稳定的相对运动。这就需要在轨部署器在特定的时刻对纳卫星实现调速释放，使不同质量的纳卫星按照预定的速度分离。而传统的部署器多采用压缩弹簧，难以对不同种类的纳卫星精确地调节释放速度。

电磁作动器利用通电线圈在永磁场中产生安培力推动并释放纳卫星，分离速度精确可调。为降低航天应用成本，往往期望电磁作动器体积小质量轻，且推力密度大，能量转换率高。然而当前传统的电磁作动器中，线圈产生的电磁场削弱了磁环产生的原永磁场，电枢反应明显，导致能量转换率低，电磁作动器推力小。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种具有双绕组的单层磁极电磁作动器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有双绕组的单层磁极电磁作动器，它包括定子和动子，所述定子包括定子框架、外磁结构和内磁结构，所述外磁结构包括外磁轭、外磁环、外后磁环、外前磁环、换向导磁环、外顺磁轭和外前磁轭，所述外磁轭位于定子框架凹槽外壁的径向内侧中心位置，所述外磁环位于外磁轭的径向内侧中心位置，所述外后磁环位于外磁环的轴向后端，所述外前磁环位于外磁环的轴向前端，所述换向导磁环位于外磁轭和外后磁环的轴向后端，所述外顺磁轭位于外磁环的径向内侧，所述外前磁轭位于外顺磁轭的轴向前端，所述外磁结构通过外锁母固定安装在定子框架上所述内磁结构包括内磁轭、内磁环、内后磁环、内前磁环、内顺磁环和内前磁轭所述内磁轭位于定子框架的凹槽内壁的径向外侧中心位置，所述内磁环位于内磁轭的径向外侧中心位置，所述内后磁环位于内磁环的轴向后端，所述内前磁环位于内磁环的轴向前端，所述内顺磁环位于内磁环的径向外侧，所述内前磁轭位于内顺磁环的轴向前端，所述内磁结构通过内锁母固定安装在定子框架上，所述动子设置在定子内部。

更进一步的，所述动子包括内动子框架、内线圈、外动子框架和外线圈，所述内动子框架位于内磁结构的径向外侧，所述外动子框架位于外磁结构的径向内侧，所述内线圈环绕并固定在内动子框架的后端，所述外线圈环绕并固定在外动子框架的后端，所述内动子框架和外动子框架固定相连。

更进一步的，所述内动子框架和外动子框架通过底端的螺纹配合固定相连。

更进一步的，所述内线圈和外线圈通电电流方向相反。

更进一步的，所述外锁母与定子框架之间的螺纹配合固定，所述内锁母与定子框架之间的螺纹配合固定。

更进一步的，所述外磁轭、换向导磁环、外顺磁轭、外前磁轭、内磁轭、内顺磁环和内前磁轭均为1J50材料。

更进一步的，所述的外磁环、外后磁环、外前磁环、内磁环、内后磁环和内前磁环均为钕铁硼合金硬磁材料。

更进一步的，所述外磁环、外后磁环、外前磁环、内磁环、内后磁环和内前磁环的充磁方向依次为：内N外S、右S左N、右N外S、内S外N、右S左N、右N左S。