轻量化45°旋转扫描镜系统

1系统结构与技术性能

本系统采用高精度磁滞同步电机，以得到高的转速稳定度，侧面设计为三角形蜂窝状的扫描镜结构，以获得重量轻、刚度大、光学质量好的扫描镜.

本系统主要由高精度驱动电机、驱动电源、轻量化45。扫描镜、动平衡块以及高精度码盘组成(见图1).本系统的主要技术参数见表1.

2驱动电机和驱动电源

本系统采用上海微电机研究所研制的11oTz磁滞同步电机，该电机以360Orpm的转速直接驱动扫描镜，以求得稳定可靠，而且该电机本身具有起动力距，能自行进人同步.电机的转速可由下式确定

式(l)中p为极对数，f为旋转磁场的频率.

电机转速在3600印m时，其转距为1000g.cm.110TZ的极对数为6.当电机达到同步转速后与电源频率严格同步.为使电机锭子产生旋转磁场，保证电机稳定运转，驱动电路给出二相绕组同一频率的交流电源.电源具备变频调速功能，以改变电机的转速，满足扫描仪不同扫描率的要求.驱动电路包括频率发生器、数字分相电路、功率放大器和开关电源，并能接受控制器指令进行程控变速，驱动电路方框图如图2所示.石英晶体振荡器的频率为32.768kHz，它提供10一6高稳定度的交变频率，经程控分频可输出180Hz、120Hz、90Hz、60Hz四种工作频率.信号处理系统的主控制器由面板操作或机上集中监控系统操作指令输出程控信号.

数字分相器将分频得到的方波转为2路相位差互为90“的方波，从逻辑真值表和卡诺图可知，可用或非门和与非门组成.2路相差90“的方波信号经无输出变压器的两组推挽式功放电路放大后驱动电机绕组，可使电机绕组处于对称运行状态，消除了通常用电容移相引起的脉冲分量，降低了电机运行的电磁振动噪声.110TZ磁滞同步电机所设计的同步转速为3600印m，但扫描仪要求扫描率分30、20、巧、和ro(c/5)4档，为此扫描电机还需降速使用.由同步电机原理可知，电机同步转速取决于电源频率，电机在降速运行时，电机绕组感抗减少，若电源电压不变，会导致流经电机绕组的驱动电流明显增加，超越电机原设计额定电流(7A)，为此，必须降低供给电机各档转速的电平，在驱动电路中我们设计了电压可变开关电源，由程控信号调节脉宽，可将飞机上仅有的28V电源电压变为各档转速所需的电压.

3轻量化反射镜及其动平衡

整机要求主光学系统的通光口经为180mm，因此，45“椭圆反射镜的长轴为254mm.

由于电机已经选定，为确保电机能正常运行，要求扫描镜及其动平衡块组成的转动体的转动惯量在限定值以下，同时还要求扫描镜的光学镜面在4个光圈内.为减轻重量，并具有良好的刚度，扫描镜侧面采用三角形蜂窝状的结构(见图3)，材料选用LY一12铝合金(比重为2.79/cm3)及镁合金(比重为1.89/cm3)两种.镜面、背面和三角筋的厚度均为2mm.