航天公开课双电机消隙原理思维导图

在实际消隙方式下，当系统处于闭环消隙工作状态时，两通道电机是双电机电流控制曲线

通过各自的传动链去驱动天线座齿轮（该齿轮与天线座应为无隙连结结构）

系统工作时，不会出现两个电机输出转矩同时为零的情况

即任何时候两个电机至少有一个会对天线座齿轮施加不为零的转矩，在此转矩的作用下

天线座的运动间隙就不会存在。当然，此转矩必须大于传动链本身的摩擦力矩

电流环输入电压与电机输出转矩之间呈线形关系

如果速度环的输出经消隙控制单元处理后输出给两个电流通道的控制电压为电压曲线

且电流环的响应速度足够，就可以达到消隙的目的

在实际消隙方式下，当系统需要的输出合力矩为零时，两通道电机的电枢电流为±I 0 （消隙偏置电流）

其输出力矩大小相等方向相反，当系统需要的输出合力矩增加时，两通道电机的电枢电流随上图的曲线变化

其中一个通道的输出力矩将逐渐减小至零，从阻力源变为动力源

当系统需要的输出合力矩继续增加，两通道电机的电枢电流为I q （拐点电流值）

两个通道将以相同的出力对外做功

因此大功率输出时，电机的功率只需按额定功率的一半选取

电流调节器由3个独立的大功率PWM电流环构成，功率开关器采用IGBT

矢量发生器由单片机构成，是整个系统的核心部分，它通过角位移传感器获取电机的转子位置

以电压的形式获取转矩期望值，按电机的数学模型计算出相应的3个电流矢量

在标称电流、齿槽模型、矩角特性模型、内速度算子的修正下，产生三相电流的给定波形

采用旋转变压器做速度敏感器件，经R/D编码模块提供速度信号。

在精密天线驱动系统中，双马达（甚至多马达）驱动之所以受青睐

是因为除了能轻而易举地实现电消隙之外，传递同样力矩的前提

双马达驱动（两套齿轮箱）比单马达驱动（一套齿轮箱）所用的齿轮箱体积小、重量轻，易于加工制造

反过来说，在齿轮箱总体积相同的情况下，双马达驱动能提高传动链的刚度

这是提高天线结构锁定转子谐振频率的重要途径

双马达驱动的不足之处是，尽管与单马达驱动总功率容量相差无几

但驱动系统的设备数量比单马达驱动几乎增加一倍

为位置环提供良好的控制对象，使之便于校正；提高驱动马达速度响应带宽

减小传动链摩擦造成的低速爬行和驱动死区；提高马达低速平稳性，扩大调速范围

提高伺服系统抗负载扰动能力，从而减小阵风造成的误差

测速机是速度测量反馈的关键部件，应该线性度好

正反向对称，纹波小，低速输出噪声小，性能稳定，而且与驱动马达同轴连接

某测量船船载卫通站伺服驱动系统采用双电机消隙交流伺服系统

这是一种能够实现高精度跟踪的速度伺服系统

驱动分系统功率驱动单元使用开关速度快、压降小的新型IGBT功率模块

以PWM方式工作，其控制部分采用电流伺服模块构成左右通道高速电流内环

在此基础上由标准的速度环PID调节器和消隙控制模块实现高精度速度闭环控制和消隙控制