Design and Analysis of a Novel Modular Electromagnetic Actuator for Micro-Nano Satellite Application

Zhang He; Kou Baoquan; Xie Yixuan

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Design and Analysis of a Novel Modular Electromagnetic Actuator for Micro-Nano Satellite Application

机译：微纳米卫星应用新型模块化电磁致动器的设计与分析

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A novel modular electromagnetic actuator for micro-nano satellite application is proposed in this article. This actuator is combined with two functional units. The permanent magnet connection unit is used to realize the static connection of two micro-nano satellites with no power loss. The electromagnetic separation unit is used for the separation motion and transposition motion. Different magnetization types and topologies for these two units are compared. The attractive force characteristics for the permanent magnet connection unit are analyzed, and the attractive force ratio is used as an index to choose the proper magnetization type. For the electromagnetic separation unit, the repulsive force per mass is an important parameter for selecting a good topology. To suppress the magnetic field interference, the magnetic shielding structures are also designed. The results are based on 3D finite element calculation. Finally, the prototype of two cube frames with the proposed electromagnetic actuator are manufactured, and they perform well in tests, which verifies the related analysis and design.

机译：本文提出了一种用于微纳米卫星应用的新型模块化电磁致动器。该执行器与两个功能单元组合。永磁连接单元用于实现两个微纳米卫星的静电连接，没有功率损耗。电磁分离单元用于分离运动和转置运动。比较了这两个单位的不同磁化类型和拓扑。分析了永磁连接单元的吸引力特性，并且具有吸引力比用作选择适当的磁化类型的指数。对于电磁分离单元，每个质量的排斥力是选择良好拓扑的重要参数。为了抑制磁场干扰，还设计了磁屏蔽结构。结果基于3D有限元计算。最后，制造了具有所提出的电磁致动器的两个立方体框架的原型，并且它们在测试中进行了良好，这验证了相关的分析和设计。

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来源
《IEEE Transactions on Energy Conversion》 |2021年第1期|402-411|共10页
作者
Zhang He; Kou Baoquan; Xie Yixuan;
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作者单位

Harbin Inst Technol Sch Elect Engn & Automat Harbin 150001 Peoples R China;

Harbin Inst Technol Sch Elect Engn & Automat Harbin 150001 Peoples R China;

Shanghai Electromech Engn Inst Shanghai 201109 Peoples R China;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Force; Satellites; Electromagnetics; Permanent magnets; Actuators; Magnetization; Attitude control; Electromagnetic actuator; electromagnetic connection; micro-nano satellite; modular design; permanent magnet; separation and transposition;

机译：力;电磁;永磁体;执行器;磁化;态度控制;电磁执行器;电磁连接;微纳卫星;模块化设计;永磁体;分离和换位;

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