Первичные СЭС КА
1 группа- без централизованного РН; наличие общей шины с нерегулируемым U, к которой подключается потребитель.
2 группа- с централизованным РН; наличие устройств, которые регулируют всю мощность, поступающую от основного и вспомогательных устройств в нагрузку и обеспечивается U заданного качества.
Вторичные СЭС КА
Многим потребителям необходима ЭЭ, параметры которой отличаются от стандартной СЭС КА U=24;32В.Количество таких потребителей несколько сотен, это обуславливает важность вторичной СЭС(совокупность всех преобразователей и РН, с выхода которых непосредственно осуществляется питание систем бортовой аппаратуры).
Структура: децентрализованная вторичная СЭС- предусматривается питание каждого потребителя от индивидуального вторичного источника, количество ВИП равно числу потребителей, а мощность каждого источника много меньше общей суммарной мощности вторичной СЭС.
«+» высокая живучесть, отсутствие ждущих режимов в работе.
Комбинированные ВИП обеспечивают группу потребителей, объединения группы может производиться по принципам: функциональный- питание от одного источника потребителей, выполняющие схожие функции(приборы радио-, телеаппаратуры); объединения по размещению; объединения по одинаковым требованиям и качеству ЭЭ и U.
«+» повышенные массогабаритные показатели.
«- » наличие высоких потерь при хх в ждущих режимах(на входе ВИП коммутатор).
Централизованное – использование одного многоканального ВИП для всех потребителей, централизованный стабилизированный преобразователь формирует вторичную сеть с заданным качеством ЭЭ и U. В целях уменьшения массы вторичной сети выходного U ВИП может быть выбрано более высоким 100 или 200В.
«+» упрощенная структура СЭС, снижает массу распределительной сети.
«- » наличие ждущих режимов.
49 СЭС с солнечными батареями в качестве первичных источников ЭЭ. Буферные СЭС. Регулируемые СЭС.
СЭС с солнечными батареями в качестве первичных источников ЭЭ
Если оговорены дополнительные требования: работа на предельно низких орбитах, постоянная ориентация на солнце, наиболее оптимальной ЭУ для КА является солнечная батарея.
Солнечная батарея – первичный источник ЭЭ, а аккумуляторная батарея работает в аварийном режиме.
Возможны следующие принципы построения СЭС КА:
Буферная СЭС- непосредственно на шинах первичного и буферного источника.
Регулируемая СЭС- взаимосвязь указанных источников и нагрузки реализуется по какой-либо схеме с использованием полупроводникового регулятора. В регулируемых СЭС может осуществляться прямая передача ЭЭ с подключением полупроводникового регулятора в цепь заряда и разряда аккумуляторных батарей, так и регулируемая между солнечной батареей и нагрузкой. СЭС может состоять из одного модуля или несколько независимых модулей.
Буферная СЭС
Отличительной чертой является наличие общей шины, непосредственно объединяющей первичные и буферные источники, а также нагрузку. В состав СЭС помимо источников и преобразователей входит блок управления и контроля, датчик, предотвращающий аварийную ситуацию(I, U, температуры, давления).
Блок управления обрабатывает информацию с датчиков и обеспечивает автоматическое регулирование СЭС солнечной батареи.
БКУ- блок контроля и управления
При повышении напряжения сети выше допустимого значения БКУ формирует команду на отключение солнечной батареи от ШИМ питания, а при недопустимом превышении на подключение. Аккумуляторная батарея работает в режиме разряда, помогает основному источнику обеспечить необходимой мощностью пиковые нагрузки(«СОЮЗ», орбитальная станция «САЛЮТ»).
«+» надежность, простота функционирования, высокое качество ЭЭ
«-» неоптимальный режим солнечной батареи, неэффективное использование источников энергии, перерасход ЭЭ потребителями, нестабильность U на шинах потребителей.
Для повышения энергии источника питания подключают большую часть к нагрузке, а меньшую к аккумуляторной батарее.
Регулируемые СЭС
Используются зарядно- разрядные регуляторы, позволяет осуществить секционирование на подсистемы относительно небольшой мощности. Отказ одной или двух секций не полностью снижает энергию.
Основной источник питания- двукрыльевая СБ(8 неподвижных и 6 подвижных батарей). Регулятором избирательной мощности является транзистор, работает в режиме ШИ регулирования.
В СЭС с СБ применяется блочно- модульный принцип построения в цепь, каждый модуль из одной или нескольких аккумуляторных батарей, секции СБ с индукционным регулятором увеличивает надежность, живучесть системы электропитания(орбитальная станция «МИР»).
50 СЭС с химическими источниками тока и радиоизотопными генераторами. Космические СЭС большой мощности.
В пилотируемых КА и непилотируемых
Резервные батареи, регулируемые и нерегулируемые источники шин, преобразователи.
История с ЭХГ полеты американских КА «Apollo», а в отечественной космонавтике для использования на КА лунной серии, орбитальная станция «Буран».
Структурная схема СЭС «Apollo»
Основные источники ЭЭ трёх ЭХГ, два из которых генерировали ЭЭ для двигательного отсека, а один обеспечивал бортовые аппаратуры и работал параллельно с буферными СЭС. Три статических преобразователя питаются от шин ЭХГ, обеспечивая бортовые СЭС корабля. Управление осуществляется вручную или автоматизировано. Контроль на пульте, и передавался на Землю.
Космические СЭС большой мощности
Проектирование сопряжено с проблемами, их решение требует новые нетрадиционные подходы. Габариты увеличивают массу. Нужен новый источник энергии и буферный накопитель. Показатель повышения U – улучшение показателей. При повышении U снижается масса, увеличивается КПД преобразовательных устройств, уменьшается масса борт – сети, улучшается удельные показатели СБ. Но повышаем U должны быть новые потребители ЭЭ КА, поэтому полностью новая структура СЭС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.