·58·空间控制技术与应用ication第36卷第2期2010年4月大磁矩磁扭力器驱动电路的一种设计方案范佳垫，王友平，崔赦曼(广州控制工程研究所，沈阳)摘要：研究了一种1500一2000A·m2的大磁矩磁扭力器的驱动电路设计方案．电路主要采用纳秒调制+H桥驱动的方式，依据输入讯号的不同，输出的激磁电压呈线性变化．针对大磁矩磁扭力器电气参数的特性，构建简化电气模型，确定电气参数值，并提出抑制剩磁矩的方式和使用中的注意事项．该电路帧率小，控制方法简单，一般与大磁矩磁扭力器一齐用于小型航天器的姿态控制．关键词：大磁矩磁扭力器；驱动电路；占空比调制+H桥驱动中图分类号：THl33，V448．22文章编号：1674—1579(2010)02m058旬5文献标示码：AADesignMethodO-Mc·DriVeCircuitFANJiakun，WANGYouping，CUIin(曰e彬昭hs眈u把矿CDn加Z层昭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作者简介：范佳垫(1977一)，女，黑龙江人，工程师，研究方向为航天器执行结构驱动电路(e-mail：fjkzyl530@8ina．com)．Keywords：large—mc—；driVecircuit；pulsewidthmodulationandHbridge磁扭力器是航天器的执行部件之一磁力矩器，由磁扭力器本体和为其提供特定激磁电压的驱动电路组成．因为磁扭力器在容积、质量、功耗、寿命等方面具有优势，加上地磁模型的建立，剩磁补偿、星载计算机软件算法及主动磁控技术的发展，使磁扭力器在航天器姿态控制方面得到了广泛应用，且在航天器控制工程中磁控技术也取得了一定的进展．目前国际上使用的磁扭力器输出的最大磁矩一般为5—1000A·m2【M1．国外磁扭力器已从几十A·m2发展到几千A-m2，在轨使用的磁扭力器输出的最大磁矩为400A·m2．随着中国航天事业的发展，非常是空间站的成立，小型航天器的研发势在必行．小型航天器因为容积结构庞大、姿态机动能力要求较高，因而对动量交换执行机构有较大的动量要求，对磁扭力器同样有较大的动量卸载要求，也就是对磁扭力器输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输出的最大磁矩在l的磁扭力器．500一2000A·m2磁扭力器驱动电路的功能是为磁扭力器提供特定的激磁电压，使磁扭力器输出特定的磁矩．驱动电路方式与控制系统的方案有关，目前驱动电路的方式主要有两种：一种为开关方式(输出的激磁电压是一恒定值或为0)，磁扭力器输出的磁矩为确定值；一种为线性方式(输出的激磁电压在一定范围内按照控制讯号幅值的不同呈线性变化)，磁扭力器输出的磁矩线性可控¨圳．1磁扭力器的电气模型磁扭力器的主体一般是一根圆锥形的软磁芯棒，在芯棒上缠绕一定阻值的漆包圆铝线H引，按照输出磁矩的大小，确定绕线的层数及每层绕线的阻值．芯棒上缠绕的漆包圆铝线之间存在分布电容，在通电的情况下形成电感，且导线上也必不可少的存在耗损内阻．因为分布电容既存在于同层的相邻绕线间，也存在于不同层的相邻绕线间，造成磁扭力器的电气模型比较复杂．假设绕线一共有Ⅳ层，每一层有n匝，每层相邻两匝线圈间的分布电容为菇。，层与层间相邻两匝线圈间的分布电容为五i，如图1所示磁力矩器，其中“A-A”为垂直于软磁芯棒轴向的任意剖面．图2为磁扭力器的等效电气模型№1．万方数据
