ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД РАСКРЫТИЯ
ELECTROMECHANICAL OPENING DRIVE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической технике, и может быть использовано при проектировании систем раскрытия конструкций космических аппаратов.
Настоящее изобретение предназначено для приведения в действие раскрывающихся узлов механических систем космического аппарата. Привод должен работать в системе раскрытия и выполнять две функции: обеспечивать заданную скорость раскрытия при торможении (сдерживать раскрывающуюся конструкцию, имеющую пружинный привод) и обеспечивать приложение вращающего момента и необходимую скорость раскрытия конструкций при работе в режиме привода.
Известен электропривод, содержащий корпус, с установленным в нем электродвигателем, редуктор из n (n=1, 2,…) блоков зубчатых колес, выходной вал, основной гистерезисный тормоз и дополнительный гистерезисный тормоз. Основной гистерезисный тормоз размещен в кинематической цепи между электродвигателем и выходным валом. Дополнительный гистерезисный тормоз жестко присоединен своим корпусом к корпусу электропривода, а на его валу жестко установлен один из блоков зубчатых колес, размещенный в кинематической цепи между основным гистерезисным тормозом и выходным валом. Основной тормоз предназначен для ограничения движущего момента, дополнительный - для обеспечения торможения. (патент RU 2220344, кл. F16H 57/00, 2003 г., взятый за прототип).
Этот привод обеспечивает два режима работы: торможение при отсутствии питания на электродвигателе и вращение выходного вала при подаче питания.
Недостатком этой схемы является наличие дополнительного, постоянно включенного гистерезисного тормоза для обеспечения режима торможения и, как следствие, дополнительной мощности электродвигателя, что приводит к увеличению массово-габаритных характеристик и снижению надежности, а также невозможность регулирования скорости торможения привода.
Технической задачей изобретения является повышение надежности системы раскрытия, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что привод раскрытия, обеспечивающий вращение в запитанном состоянии и торможение с заданной скоростью в запитанном и незапитанном состоянии, выполнен на основе бесконтактного моментного электродвигателя (ДБМ) с постоянными магнитами и коммутатором, обеспечивающим замыкание обмоток двигателя при отсутствии напряжения питания на электрическую нагрузку (нагрузочные сопротивления, в том числе нулевые, диоды, транзисторные ключи и т.д.). Редуктор выполнен с передаточным отношением не более 3000.
Суть изобретения поясняется чертежом, где изображена функциональная схема заявленного устройства.
Электромеханический привод раскрытия содержит корпус с установленными в нем электродвигателем ДБМ 1 и зубчатым редуктором 2, коммутатор 4 (может находиться как в корпусе, так и вне его). ДМБ 1 содержит несколько обмоток, в основном - три обмотки.
Привод в основном работает в резервируемых системах. Система раскрытия состоит из пружинного привода и электромеханического привода. Любой из этих элементов обеспечивает необходимый момент для раскрытия системы. Основное назначение электромеханического привода - обеспечение требуемой скорости раскрытия. При подаче питания привод обеспечивает вращение или торможение с заданной скоростью. Скорость вращения задается коммутатором 4. При отказе пружинного привода электромеханический привод обеспечивает раскрытие (торможение) с заданной скоростью.
Отличительная особенность данного привода раскрытия - выполнение своей основной функции торможения с заданной скоростью даже при отсутствии питания в случае аварийных ситуаций.
Функция торможения осуществляется следующим образом.
При поданном напряжения от источника питания на коммутатор 4 происходит формирование сигнала на обмотки двигателя 1, который обеспечивает вращение или торможение с заданной скоростью и создает заданный крутящий (тормозной) момент на выходном валу привода. Скорость определяется коммутатором и может выставляться при изготовлении в определенных пределах.
При отсутствии питания торможение с заданной скоростью обеспечивается генераторным режимом работы электродвигателя на электрическую нагрузку 3 (нагрузочные сопротивления, в том числе нулевые, диоды, транзисторные ключи и т.д.). Тормозной момент пропорционален скорости вращения. Заданная скорость обеспечивается настройкой электрической нагрузки 3.
За счет наличия нагрузочных сопротивлений 3 в каждой фазе система имеет резервирование, что повышает ее надежность.
Повышение надежности привода достигается и за счет уменьшения количества ступеней зубчатого редуктора и исключения дополнительных механизмов ограничения вращающего момента, как следствие, небольшого передаточного отношения (до 3000). Это обеспечивает минимальное сопротивление вращению на скоростях в несколько раз меньше рабочей скорости.
Масса привода уменьшается за счет уменьшения массы редуктора и исключения механизмов ограничения вращающего момента.
В настоящее время на предприятии выпущено техническое задание, разрабатывается конструкторская документация на привод заявленной конструкции. Материалы эскизного проектирования показали существенное повышение надежности системы раскрытия и уменьшение массы системы.