Существует ряд механизмов с вращательным и поступательным движением исполнительного органа, которые работают на низких скоростях и имеют повышенные требования к точности и диапазону регулирования выходных координат. К таким механизмам относятся роботы, манипуляторы, металлообрабатывающие станки различного технологического назначения, радиотелескопы, средства видеонаблюдения, системы наведения вооружения, антенны радиолокационных станций (РЛС) в том числе.
Одним из главных элементов любой РЛС является антенна, вращение которой осуществляется электроприводом (ЭП). ЭП РЛС должен обеспечить высокую статическую и динамическую точность отработки угловых координат положения и скорости, быть надежным, энергоэффективным и ремонтопригодным.
На антенны РЛС действует резкопеременная ветровая нагрузка, а в случае их установки на подвижных объектах (автомобилях, судах) имеет место качка. ЭП РЛС должен быть рассчитан на безотказную работу во всем диапазоне ветровой нагрузки (1–50 м/с) и в неблагоприятных внешних условиях.
Поскольку скорость вращения большинства антенн РЛС лежит в пределах 10–60 об/мин, в системах ЭП используют редукторы, которые нуждаются в дополнительном обслуживании, вносят люфты в кинематическую цепь и тем самым ограничивают точность и долговечность всей системы.
Актуальной задачей для РЛС является повышение точности и надежности электроприводов вращения антенн, в том числе за счет использования безредукторных электроприводов (БЭП) [1].
В результате проведенных исследований, с целью решения задачи повышения точности, диапазона регулирования скорости и надежности ЭП РЛС, предложено техническое решение на основе использования безлюфтового электромеханического дифференциала в сочетании с принципом двухканального управления [2].
Сущность данного технического решения поясняется кинематической схемой двухканального БЭП вращательного движения, представленной на рис. 1, где изображены: 1 — статор основного электродвигателя, установленный на неподвижной основе; 2 — ротор основного электродвигателя с установленным на нем статором 3 вспомогательного электродвигателя; 4 — ротор вспомогательного электродвигателя и установленный на нем объект управления (антенна) 5; 6 — датчик угловой скорости ω1 ротора 2 основного электродвигателя относительно статора 1; 7 — датчик угловой скорости ω объекта управления относительно неподвижной основы. При этом основной и вспомогательный ЭП образуют двухканальную систему автоматического управления, в которой ЭП основного канала І преодолевает внешнение возмущения, а ЭП вспомогательного канала ІІ устраняет ошибку основного электропривода.