[發明專利]一種減小帆板驅動線路主備份磁耦合的方法

有效

• 申請號: 201310346790.4
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103414430A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張興國;李慶;周世安;雷海軍;范松濤;吳一帆
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H02P25/16
• 分類號: H02P25/16;H02P25/18;H02P8/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明涉及一種太陽帆板驅動線路和驅動機構的電氣連接方法，適用于采用帆板驅動機構的三軸穩定衛星平臺。

背景技術

為滿足在軌能源供給，大多數三軸穩定衛星都采用帆板式太陽電池陣列并使用太陽帆板驅動裝置使太陽電池陣對日定向。太陽帆板驅動裝置由驅動機構和驅動線路組成，驅動機構通常采用步進電機作為驅動源，為滿足高可靠性要求，電機的每相繞組都由主份繞組和備份繞組構成，如兩相電機，其繞組分2組，共有4根，8個引出線。主份繞組和備份繞組為并繞模式，正常時只對單份繞組（主份或備份）加電工作。帆板驅動線路同樣也采取冗余設計，由主份驅動線路和備份驅動線路共兩個驅動線路構成。

通常，驅動線路和電機各單相繞組的連接方式是：主份驅動線路的輸出連接到電機各單項繞組的主份繞組，備份驅動線路的輸出連接到電機各單項繞組的備份繞組。因此，雖然從原理上看這兩組線路是相互獨立的，但由于主份繞組和備份繞組是并繞模式，此時工作的電機繞組會通過電磁耦合施加電應力到非工作線路上，從而對非通電器件產生應力沖擊。

另外，單份線路輸出接口連接繞組的器件失效，如三極管CE擊穿導致連接的單份繞組對地短路，不僅自身驅動功能失去，同時會降低或改變另一份繞組線圈的電感特性，導致另一份也不能正常工作，使整機性能下降甚至失效，主備份達不到冗余設計目的。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種可以有效減小帆板驅動線路主備份線路之間磁耦合的方法。

本發明的技術解決方案是：一種減小帆板驅動線路主備份磁耦合的方法，在太陽帆板驅動裝置的主份驅動線路、備份驅動線路以及太陽帆板驅動裝置的各單相電機繞組之間增加線路切換繼電器組和繞組切換繼電器組，其中：

設定線路切換繼電器組由2n個繼電器構成，分為數量相同的A組和B組，A組的n個繼電器并聯，A組所有繼電器的靜觸點a接主份驅動線路輸出的一端，A組所有繼電器的靜觸點b接備份驅動線路輸出的一端，A組所有繼電器的動觸點匯聚在節點M；B組的n個繼電器也并聯，B組所有繼電器的靜觸點a接主份驅動線路輸出的另一端，B組所有繼電器的靜觸點b接備份驅動線路輸出的另一端，B組所有繼電器的動觸點匯聚在節點M’，n大于等于2；

設定繞組切換繼電器組也由2n個繼電器構成，分為數量相同的C組和D組，C組的n個繼電器并聯，C組所有繼電器的靜觸點a接單相電機繞組中主份繞組的一端，C組所有繼電器的靜觸點b接單相電機繞組中備份繞組的一端，C組所有繼電器的動觸點匯聚在節點M；D組的n個繼電器并聯，D組所有繼電器的靜觸點a接單相電機繞組中主份繞組的另一端，D組所有繼電器的靜觸點b接單相電機繞組中備份繞組的另一端，D組所有繼電器的動觸點匯聚在節點M’。

本發明與現有技術相比的優點在于：

（1）本發明方法通過引入切換電路，單相電機繞組連接主份驅動線路還是備份驅動線路，均可根據主備份驅動線路本身的加電狀態進行實時切換，保證驅動線路輸出的正確性和一致性。

（2）由于驅動線路和電機負載繞組都采用主備份冗余設計，為保證系統的可靠度，切換線路的繼電器進行了矩陣式設計，繼電器的驅動線路采用并聯冗余設計，確保任一繼電器或器件故障不影響系統正常工作。

（3）采用本發明方法徹底解決了主備份線路間耦合的影響，實現嚴格冷備份目標，并且通過切換控制，使帆板驅動線路驅動電機繞組工作具有四種驅動模式：主份驅動線路驅動主份電機繞組、主份驅動線路驅動備份電機繞組、備份驅動線路驅動主份電機繞組、備份驅動線路驅動備份電機繞組，在任一單份驅動線路故障和任一單份電機繞組斷路故障同時出現時，仍能保證電機正常工作，大大提高產品可靠性。

附圖說明

圖1為本發明方法的原理圖。

具體實施方式

本發明方法的基本思想是：在保留兩套相對獨立的主備份驅動線路的同時，增加切換線路，在每路驅動輸出通路上設置前后兩組繼電器，使驅動線路主備份和電機繞組負載主備份連接均可控制，保證非工作的驅動線路和非工作的電機繞組經繼電器隔離，不受工作繞組的電流影響，從而解決主備份驅動線路之間的耦合干擾問題。

帆板驅動所使用的步進電機一般為2相，即繞組為2組，對于2相、4相或更多相步進電機，本設計方法都適用，這里以1組繞組（AM1-AM1’為主份，BM1-BM1’為備份）的連接和切換方法說明，對于多相繞組切換和連接，實施方式是一致的。