Электродвигатель-маховик с двухфазным асинхронным электродвигателем.
Двухфазные асинхронные электродвигатели достаточно широко применяются в системах автоматического регулирования.
Статор электродвигателя имеет две обмотки, которые укладываются в пазы пакета из железных пластин так, чтобы их магнитные оси были взаимно перпендикулярными (рис. III.18, а).
Одна из обмоток статора является возбуждающей и подключается к источнику питания переменного тока с фиксированным напряжением 
Вторая обмотка (управляющая) обычно питается напряжением переменного тока 
той же частоты, что и напряжение возбуждения, но через управляющий усилитель.
Изменение направления вращения достигается изменением фазы управляющего напряжения на 180°. Для получения фазового сдвига в 90° последовательно с управляющей обмоткой включают емкость С (рис. III.18, а).
Линеаризованная передаточная функция электродвигателя-маховика. При выводе передаточной функции двухфазного асинхронного электродвигателя-маховика принимаем следующие допущения:
пренебрегаем электрическими переходными процессами в обмотках электродвигателя, скорость протекания которых определяется величиной электрической постоянной времени. Возможность такого упрощенного рассмотрения обусловлена двумя факторами: повышенной несущей частотой 
Гц) напряжений 
и увеличенным по сравнению с обычным двухфазным электродвигателем моментом
инерции, что является основной специфической особенностью электродвигателя-маховика;
пренебрегаем возможностью реакции ротора электродвигателя-маховика, вследствие его значительного момента инерции, на колебания вращающего момента удвоенной несущей частоты.
Рис. III. 18. Схемы электродвигателя-маховика с двухфазным асинхронным электродвигателем: а — принципиальная электрическая схема; 
— структурная схема; в — структурная схема, соответствующая передаточной функции электродвигателя-маховика
При этих условиях работа двухфазного асинхронного электродвигателя-маховика, принципиальная схема которого изображена на рис. 111.18, а, может быть описана следующими упрощенными преобразованными по Лапласу линеаризованными уравнениями: уравнение пускового момента
уравнение электромагнитного вращающего момента, развиваемого электродвигателем,
уравнение моментов на валу электродвигателя
где 
— пусковой момент электродвигателя;
— управляющее напряжение, приложенное к обмотке управления;
— коэффициент пропорциональности между пусковым моментом и управляющим напряжением;
— коэффициент демпфирования.
Коэффициенты 
обычно определяются по экспериментальным линеаризованным пусковой и механической характеристикам электродвигателя.
Структурная схема электродвигателя-маховика, соответствующая уравнениям (III.192) — (III.194), показана на рис. III.18, б.
Исключая из уравнений (III.192) — (III.194) переменные 
получим уравнение, связывающее управляющее напряжение 
со скоростью электродвигателя-маховика и статическим моментом сухого трения, т. е.
где 
— постоянная времени разгона электродвигателя (электромеханическая постоянная времени).
Введя обозначения:
окончательно получим
Нетрудно заметить, что уравнения рассмотренных электродвигателей-маховиков переменного тока (III. 195) и постоянного тока являются однотипными. На рис. III. 18, в в соответствии с уравнением (III.195) показана структурная схема двухфазного асинхронного электродвигателя-маховика переменного тока.
Положив в уравнении (III.195) Мстр 
найдем передаточную функцию электродвигателя-маховика по отношению к управляющему воздействию:
Конструктивное исполнение электродвигателя-маховика. На рис. III. 19 приведен внешний вид электродвигателя-маховика с двухфазным асинхронным электродвигателем для систем ориентации метеорологических спутников [12].
Электродвигатель-маховик имеет следующие характеристики:
Ступица 1 маховика выполнена из титана, а внешний обод 2 из нержавеющей стали или вольфрама. При сборке электродвигателя-маховика вращающиеся части тщательно балансируются. В конструкции маховика применены серийные подшипники. Кольца и шарики подшипников сделаны из нержавеющей стали, коэффициент линейного расширения которой очень близок к коэффициенту линейного расширения титана, из которого сделаны вал 3 и корпус электродвигателя-маховика 4. Для увеличения срока службы подшипников в конструкции подшипникового узла предусмотрены смазочные резервуары 5, заполняемые вакуумной смазкой.
Корпус электродвигателя-маховика, обеспечивая герметизацию вращающихся частей, выполняет роль элемента теплоотвода.
Для уменьшения величины аэродинамического трения внутренняя полость электродвигателя-маховика после герметизации через штуцер 6 заполняется газовым составом, состоящим из смеси 2% кислорода и 98% гелия.
