Энергобалансный расчет системы электроснабжения космического аппарата, страница 6

Как правило, мощность БФ регулируют либо включением/отключением отдельных секций (дискретное регулирование), либо с помощью ШИМ-регулятора (аналоговое регулирование). Каждая секция БХ представляет собой отдельный автономный генератор выполненный на рабочее напряжение БХ; все секции соединены последовательно и снабжены ключами, которые позволяют их включить/отключить. ШИМ (широтно-импульсная модуляция) регулятор представляет собой  включенный параллельно БФ полупроводниковый ключ, включающийся с высокой частотой и заданной скважностью испульсов. В итоге уменьшение мощности БХ пропорционально скважности управляющих импульсов ключа (скважность импульсов – соотношение времени включения одиночного импульса к периоду импульсов).

В том случае, если генерируемая мощность меньше мощности, которую потребляет нагрузка, а БХ полностью разряжена, то во избежание теперь уже переразряда БХ, которое также, почти неминуемо, приводит к выходу ее из строя - необходимо ограничивать потребление нагрузки. Как правило, ограничение производится частичным либо полным запретом на включение сеансной нагрузки, а в особо опасных случаях и частичным запретом дежурной нагрузки до уровня аварийной дежурной нагрузки.

Итак, РОЗ включается, если БХ полностью заряжена и отключается когда БХ разрядится до установленного определенного уровня, как правило, 75-90% от полной заряженности. РОН включается если БХ полностью разряжена и по условиям обеспечения надежной работы СЭС отключается только когда БХ полностью зарядится. НР, РОЗ, РОН – это состояния СЭС. Переход из одного состояния в другое обуславливается наступлением некоторых событий, которые сопровождают работу СЭС. Этими событиями являются срабатывания специальных датчиков, которые следят за состоянием заряженности БХ и управляющие сигналы системы управления СЭС.

Для управления СЭС, как правило, используются несколько дополняющих друг друга  параллельных контуров управления, отслеживающих состояние заряженности БХ:

- по напряжению на клеммах БХ;

- по температуре корпуса БХ;

- по давлению внутри аккумуляторов;

- по индивидульному контролю напряжения на клеммах аккумуляторов;

- по счетчику ампер-часов (САЧ).

Управление по напряжению на клеммах БХ заключается  в том, что датчик напряжения (ДН) непрерывно отслеживает напряжение на клеммах БХ. При достижении величины напряжения некоторых наперед заданных значений (уставок ДН) генерируются сигналы. Традиционно, это:

- ДПН (срабатывание датчика предельного напряжения) – когда напряжение на клеммах БХ на заряде начинает устойчиво превышать уставку ДПН; ДПН используется для включения РОЗ.

Здесь иозначают, соответственно, значения TRUE и FALSE для одноименной логической переменной.

- ДСН (срабатывание датчика среднего напряжения) – когда напряжение на клеммах БХ на разряде устойчиво падает ниже уставки ДСН; ДСН используется для включения НР после РОЗ;

- ДМН (срабатывание датчика минимального напряжения) – когда напряжение на клеммах БХ на разряде устойчиво падает ниже уставки ДМН; ДМН используется для включения РОН.

Главное достоинство управления по напряжению – это простота реализации. Существенным недостатком является то, что напряжение на клеммах БХ зависит не только от степени ее заряженности, но еще и от величины тока заряда-разряда (омическая составляющая падения напряжения), температуры аккумуляторов и степени деградации БХ (изменяется внутреннее сопротивление БХ). В некоторой мере этот недостаток помогают преодолевать токо- и термозависимые уставки ДН.

При перезаряде БХ, когда подводимая энергия уже не может быть направлена на заряд активной массы, начинает резко возрастать температура аккумуляторов. Для традиционных в космической технике НКГ и НВ аккумуляторов этот процесс также сопровождается интенсивным газовыделением. Интенсивным газовыделением сопровождается также и чрезмерный переразряд аккумуляторов (т.н. переполюсовка).