طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی موتور براشلس برای ماهواره های فضایی

موتور الکتریکی براشلس به عنوان یکی از مکانیزم های فضایی، نقش عملگر را در زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره ایفا می نماید و وظیفه آن کنترل وضعیت ، تثبیت و پایداری ماهواره می باشد. در این مقاله مراحل طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی موتورالکتریکی براشلس بررسی و تحلیل شده و نتایج حاصل از تست نرم افزاری و سخت افزاری بخش مکانیک و الکترونیک این عملگر به تفصیل بیان می شود. موتور الکتریکی براشلس ساخته شده دارای قابلیت ماکزیمم گشتاور حرکتی ۱۵mNm، ماکزیمم اندازه حرکت زاویه ای ۳۴/۰ Nms، و ماکزیمم سرعت نامی ۷۸۰۰rpm می باشد. در این سیستم یک موتور بدون جاروبک ۲ قطب و۳ فاز جهت ایجاد گشتاور استفاده شده است. اساس بر مبنای تبادل گشتاور و مومنتوم زاویه ای با یک چرخ طیار دارای ممان اینرسی جرمی بالا می باشد. شامل دوبخش کلی مکانیکی و الکتریکی می باشد بخش مکانیکی شامل چرخ، بلبرینگها، شفت و محفظه می باشد بخش الکترونیکی نیز شامل موتور الکتریکی(استاتور و روتور)، برد درایور و کنترل، پورت ارتباطی، برد سنسورهای سنجش موقعیت و سرعت می باشد .در فرآیند طراحی موتور باید به پارامترهایی از قبیل هندسه، ابعاد، تعداد دور سیم پیچی،جنس، مشخصات فیزیکی موتور دقت شود. همچنین موتور الکتریکی براشلس شامل محفظه بالایی و پایینی می باشد که ازاجزای درونی محافظت کرده و وظیفه انتقال حرارت، گشتاور و مومنتوم به بدنه ماهواره را دارد. چرخ طیار روی شفت نصب می شود و بوسیله بلبرینگها به محفظه متصل میگردد. اتصال چرخ به شفت بدلیل استحکام بهتر و ارتعاشات کمتر بصورت یکپارچه ساخته می شود. موتور مورد استفاده در این نمونه از نوع موتور بدون جاروبک سه فاز می باشد. شبیه سازیهای مربوط به طراحی موتور با نرم افزار Maxwell Ansoft انجام گردیده است. هندسه و ابعاد چرخ و شفت و دیگر عناصر مکانیکی به وسیله نرم افزار سالید طراحی شده و برای انجام تحلیلهای تنش، از نرم افزار آباکوس استفاده شده و شکل مود و فرکانس های طبیعی متناسب با سازه ماهواره استخراج شده است. در طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی سعی شده تا حد امکان ملاحظات پروازی و فضایی لحاظ شده و قیود استانداردهای فضایی در انتخاب جنس مواد، طراحی، تست و غیره اعمال شود.