بهینه سازی موتور الکتریکی بدون جاروبک (براشلس ) چرخ عکس العملی با در نظر گرفتن اثرآهنرباهای روتوربا کاربردهای فضایی

سیستم کنترل وضعیت به عنوان یکی از زیرسیستم های اصلی ماهواره محسوب می گردد، که بقای ماهواره و انجام پذیر بودن ماموریت ماهواره به دقت و صحت عملکرد آن وابسته است. در طراحی این سیستم، مهمترین بحث دقت جهت گیری و پایداری جهت می باشد. اساس عملکرد چرخ عکس العملی بر مبنای تبادل گشتاور و ممنتوم زاویه ای با یک چرخ طیار دارای ممان اینرسی جرمی بالامی باشد. چرخ عکس العملی از دو بخش کلی مکانیکی والکتریکی تشکیل شده است. بخش مکانیکی شامل چرخ ، شفت، بلبرینگ ها و محفظه بوده و بخش الکترونیکی نیز شامل استاتور، روتور، برد درایور و کنترل، پورت ارتباطی، برد سنسورهای سنجش موقعیت و سرعت می باشد. موتور الکتریکی وظیفه ایجاد گشتاور مورد نیاز چرخ عکس العملی را بر عهده دارد. در کاربردهای فضایی بهترین گزینه برای انتخاب موتور الکتریکی، موتور الکتریکی DC بدون جاروبک بصورت استوانه ای با آهنربای دایم می باشد. در این مقاله نمونه مهندسی چرخ عکس العملی با سه طرح برای آهنرباهای روتور مورد تست و ارزیابی قرار گرفته است . در طرح اول از مونتاژ آهنرباهای کوچک در کنار یکدیگر استفاده شده است. آرایه ای از آهنرباهای کوچک در کنار هم تشکیل آهنربای نیودمیومی یک تکه دو قطبی را داده اند کهتوسط شیارهایی روی چرخ در جای خود محکم می شوند. طرح دوم از دو تکه آهنربای نیم دایره ای برای ایجاد میدان مغناطیسی در داخل رینگ چرخ استفاده شده است.طرح سوم نیز همانند طرح اول می باشد با این تفاوت که به جای آهنربای نیودمیومی از آهنربای سرامیکی استفاده شده است. بعد از کنترل کیفی و انجام تست های مشخصات فیزیکی،تست های عملکردی برای محصول در آزمایشگاه خود پژوهشکده انجام گرفته است. کمیت های مورد انتظار برای تست، توان مصرفی، جریان راه اندازی و سرعت بیشینه و عملکرد و پاسخ دهی درایور برای نمونه مهندسی می باشد. نتایج تست های عملکردی نشان می دهد که تست با آهنرباهای قطعه قطعه سرامیکی در مقایسه با آهنرباهای قطعه قطعه نیودمیومی نتایج مطلوبی دارند.