【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及高能效空心磁力矩器的设计方法及制作工艺，利用通电线圈在磁场中受有磁力的基本物理原理，在空心磁力矩器尺寸、质量和功耗的约束条件下，对空心磁力矩器的磁矩进行最优化处理，从而制作出具有质量轻、功耗低、剩磁小，且输出磁矩大的高能效磁力矩器。能够满足近地轨道现代小卫星的姿态控制系统对磁力矩器的要求。对于不同约束条件的磁力矩器，都能够按照该方法制作出高能效的磁力矩器。传统的磁力矩器通常是采用磁棒方法，该方法虽然产生的磁矩较大，但对磁芯材料的要求很高，且剩磁较大。本专利技术由于采用空心线圈的方法，能够克服磁棒剩磁较大的缺点，同时由于没有磁芯，使得磁力矩器的质量也大大减小。【专利说明】高能效空心磁力矩器的设计方法及制作工艺
本专利技术涉及一种高能效空心磁力矩器的设计方法及制作工艺，应用于低轨道现代小卫星姿态控制系统的空心磁力矩器设计与实现方法，用该方法制作出的空心磁力矩器具有质量轻、功耗低、剩磁小的高能效特点，满足现代小卫星姿态控制系统对磁力矩器的要求。
技术介绍
利用地磁场来控制卫星的姿态是一种既简单又可靠的方法，这种方法特别适合于地磁场强度较强的地球低轨道卫星(Low Earth Orbit)的姿态控制系统。磁力矩器就是利用这种方法来实现卫星姿态控制的主要执行机构，由于磁力矩器具有质量轻、功耗低、剩磁小的特点，在小卫星的姿态控制系统中应用非常广泛，设计一种高能效的磁力矩器对于确保卫星的姿态控制至关重要。在国内，关于磁力矩器的制作，主要的参考文献有:孔庆松.低轨小卫星高性能磁力矩器的设计与实现;张凌云，郭雷，杨照华.微纳卫星用空芯磁力矩...
【技术保护点】
一种高能效空心磁力矩器的设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1、建立磁力矩器质量、功耗和磁矩的关系式：M=Uaπ4ρ·r2m=4πγa·Nr2P=U2π4aρ·r2N]]>其中：M为磁力矩器的磁矩，m为磁力矩器的质量，P为磁力矩器的功耗，U为供电电压，a为磁力矩器的平均边长，π为圆周率，ρ为导线的电阻率，r为导线的截面半径，γ为导线的密度，N为导线的匝数；步骤2、对空心磁力矩器进行参数优化：将磁力矩器的平均边长a、磁力矩器的工作电压U、导线的电阻率ρ和密度γ代入步骤1磁力矩器质量、功耗和磁矩的关系式，然后以给定的质量m和功耗P的限制为约束条件，以磁矩M最大为优化目标，将导线的截面半径r和导线的匝数N作为变量，对上述关系式进行优化设计，得到理论最优化参数；再结合导线的实际工程规格，选择工程上最优化参数，选择磁矩最大时所对应的导线的截面半径r，选择功耗较小时对应的匝数N，确定出空心磁力矩器的设计参数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，潘泉，冯乾，李立哲，朱海峰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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