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西安微电机研究所五种电机及驱动器助力嫦娥五号圆满完成月表采样任务

2021/3/30 14:36:22 来源：作者

    2020年12月17日1时59分，嫦娥五号成功着陆至内蒙古四子王旗预定区域，凯旋而归！
    探月工程嫦娥五号返回器在历经约22天21.5小时，往返地月共计约76万公里，在闯过地月转移、环月飞行、自动采样、交会对接、再入返回等多个难关，成功携带月球样品返回地球，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成，将为深化人类对月球成因和科学认知作出贡献。
    西安微电机研究所为嫦娥五号探测器共配套五种电机（含驱动器），分别是为中国空间技术研究院总体部配套研制的四种双通道旋变发送机（以下简称“四种旋变”）以及热控系统仪器区的机械泵，以上电机应用于月表采样任务，圆满完成其使命！
    嫦娥五号探测器的主要目的就是利用其自身携带的机械臂收集月球表面的岩石和灰尘样本并带回地球，西安微电机研究所研制的四种旋变应用于月球表面采样机械臂系统的四个重要关节，用以实现月球表面采样机械臂末端位置的准确定位，是机械臂系统的核心配套部件。
    众所周知，月球严酷的高、低温环境，月球的最高温度可达160℃，最低温度可达-180℃，严酷的环境对嫦娥五号探测器的材料选择、结构设计以及工艺设计提出了巨大的挑战。月球表面有大量的月尘，这些粉尘颗粒的最大的直径不到1毫米，小的仅为几个微米，而且月球的重力只有地球的1/6，因此在取样过程中，如果月尘进入探测器内部，就可能产生故障，因此防月尘设计显得尤为重要；在确保可靠性的前提下，进行减重设计。西安微电机研究所自2013年受中国空间技术研究院总体部委托研制该项目，在没有任何借鉴的条件下，只能从零开始。
    在西安微电机研究所领导的大力支持下，由设计、工艺、制造、实验、市场以及科研等部门共同组成攻关项目组。项目组由全国劳模、著名信号电机专家樊君莉领军，陕西省五一巾帼标兵沈桂霞具体指导，集中了一批优秀青年技术骨干，全体人员加班加点，不辞辛苦，在各部门的通力合作下，仅用一年多的时间，完成了大量的电磁、力学和热学仿真计算以及多轮的试验验证。在此期间，由于验证工作急，樊君莉同志克服困难，全程现场跟随试验过程，分析试验结果，为项目倾心付出。
    最终，功夫不负有心人，通过电性件以及结构件两个阶段的研制，成功解决了耐高低温材料的选择、防月尘设计、电磁方案设计、减重设计等四大方面的问题，为后续成功通过鉴定试验以及正样产品研制奠定了坚实的基础。本次四种旋变任务的圆满完成，为后续嫦娥任务的配套产品研发奠定了坚实的基础。
    西安微电机研究所研制的机械泵电机及控制器配套于嫦娥五号探测器热控系统仪器区的机械泵，机械泵是其流体回路的关键泵阀组件之一，安装于着陆器侧板上。其中电机的主要功能是为泵提供持续可靠的动力，以保证仪器区的工作环境温度，控制器的主要功能是控制电机的稳定转动。项目团队借鉴了西微所研制的飞船用循环泵内冷电机的成功经验，在其基础上进一步突破了多项关键技术，使电机具有超低漏率、长寿命、小型化、极端耐温等特点，控制器具有体积小、重量轻、可靠性高、耐环境适应性强等特点，填补了我国航天泵用小型化控制器的空白。在该套产品研制成功的基础上，西微所近几年又研发了多款系列化航天泵用电机及控制器，广泛用于空间站、航天器、卫星等航天装备。
    历经多个寒暑，西微所人不辱使命，埋头苦干，默默奉献，为月球表面自动采样任务保驾护航，为我国探月工程任务的顺利实施贡献了一份力量！