航天飞行器和卫星长寿命导电滑环热真空试验检测系统性能验证
日期：2018-09-20
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属于：滑环结构原理
摘要：针对目前航天电滑环在热真空中性能不能检测的问题，设计了一个可用于热真空试验的检测系统，通过在地面模拟航天滑环的工作情况，检测其模拟工作状态下的电压降和电噪声的性能指标，提升了对电滑环的真空状态的性能验证。
1.引言
航天导电滑环是航天飞行器的电传输装置，是实现两个相对旋转运动部件间360度无限制转动过程中进行功率和信号传输的首选方案，是太阳电池翼对日定向机构的重要组成部分，是将电功率和电信号引入航天器内部维持其正常工作的“输电”装置。作为一种需要长期在轨运行的空间活动部件，其可靠性和工作寿命关系到飞行器在轨飞行任务的成败，是各类航天器上少数几个单点失效装置之一，一旦发生故障，往往会造成能源损失，甚至可能发生灾难性事故。航天导电滑环的电压降和电噪声指标直接影响到航天滑环在太空中的工作性能，因此，在地面进行的热真空模拟航天飞行器滑环转动试验过程中，检测航天滑环的性能指标非常有必要。
2.系统组成部分
导电滑环热真空转动的检测系统主要包括：电机、减速器、驱动器、转动工装、滑环全自动数字化测试仪器、电源、保护电阻等，其组成原理图如图1所示。在检测系统中，采用真空密封接插件，将电滑环的电刷线和环体线引出热真空环境试验箱外，并驱动电滑环模拟工作转速转动，测试电滑环的电压降和电噪声。下面主要介绍电机转动部分、工装部分和电连接方式。
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图1采集系统硬件结构图
3.电机驱动部分
由于需要地面模拟导电滑环的工作转速以0.6º/s的低速连续转动，同时需要承受真空环境下-55℃-+80℃的温度变化，因此，电机驱动部分要非常特殊，使导电滑环可以可靠地连续运转，该电机驱动部分采用maxtonec5直流步进电机，包括电机，驱动器，电源和上位机。通过上位机的控制程序，设定好电机的运转速度，模拟导电滑环的工作速度。
4.滑环驱动工装部分
按照电滑环的安装方式，通过转动连接工装将导电滑环安装，此案用一套电机系统驱动两台导电滑环运转，即可以对两台导电滑环进行检测，减少了实验费用，也可以在同一工作转速情况下，比较两台电滑环的检测参数。
5.导电滑环电链接部分
在电机驱动电滑环的过程中，为了防止电滑环的环体引线在测试时出现缠绕的情况，将环体引线串联在一起，电刷引线也串联一起，并引出加电线和测试线。在电滑环的电噪声和电压降测试过程中，电源通过加电线，对电滑环的1-24环路，25-50环路提供电源，检测仪器只要对测试线进行检测，就可以测试每一个回来的电压降和电噪声。
6.实验过程
在放入真空试验箱之前，将2台导电滑环，电机通过工装，安装连接并接线，完成好电滑环的安装和电连接后，对系统进行模拟控制，并开始试验，在完成测试后，记录测试数据：
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通过试验数据分析，分析导电滑环在热真空过程，试验检测的电噪声和电压降符合导电滑环的指标要求！
