Энергобалансный расчет системы электроснабжения космического аппарата, страница 7

Управление по температуре корпуса БХ заключается  в том, что когда температура корпуса БХ повышается выше определенного значения генерируется соответствующий сигнал. Этот сигнал служит для включения РОЗ.

Аналогичным образом, превышение газового давления выше допустимого значения в полости любого из аккумуляторов приводит к замыканию контактов специальных датчиков и к включению РОЗ на заряде, либо РОН на разряде. Датчики давления достаточно громоздки, поэтому не используются в БХ небольшой емкости (примерно менее 20-25 А·ч).

Выход на переполюсовку отдельных аккумуляторов возникает из-за того, что уровни заряженности аккумуляторов в БХ разнятся и при значительной разности заряженности аккумуляторов вполне может случиться ситуация, когда отдельные аккумуляторы уже полностью разрядились, но в целом батарея все еще продолжает разряжаться и тогда эти отдельные аккумуляторы и выходят на уже упомянутый режим переполюсовки, что почти наверняка означает выход БХ из строя. Чтобы этого не допустить используется индивидуальный поэлементный контроль напряжения на клеммах каждого аккумулятора. При падении напряжения на любом из аккумуляторов ниже допустимого уровня блоком поэлементного контроля (БПК) генерируется сигнал, включающий РОН, причем, как правило, в данном случае нагрузка ограничивается до аварийной дежурной нагрузки.

Управление по САЧ (кулонометрический способ) заключается  в том, что в цепи БХ счетчик ампер-часов непрерывно отслеживает состояние БХ, подсчитывая взятую или сообщенную ей емкость:

Здесь Q_САЧ – разряженность БХ по САЧ, А·час (традиционно принято измерять именно разряженность, а не заряженность БХ, т.е. Q_САЧ=0 соответствует полностью заряженной БХ);

k_п – коэффициент перезаряда, учитывающий потери по току заряда (принято принимать на разряде k_п =1 и k_п >1 на заряде).

При достижении Q_САЧ определенных уставок значений САЧ генерирует сигналы (обычно их обозначают С0, С1, С2), аналогичные по смыслу ДПН, ДСН, ДМН.

Для совмещения шкалы САЧ со шкалой разряженности БХ используют корректировку показаний САЧ:

- при срабатывании на заряде или ДПН, или датчика предельной температуры, или датчика предельного давления Q_САЧ обнуляется, а k_п увеличивается;

- при болем раннем срабатывании на заряде ДСН перед С1 k_п уменьшается.

Таким образом, все контуры управляения дополняют и подстраховывают друг друга.  На рисунке 3.2 показаны примерные уровни заряженности БХ, соответствующие срабатыванию тех или иных датчиков. При нормальной работе управление циклированием БХ производится прежде всего, по показаниям САЧ в пределах от С0 до С1. Если при полном заряде БХ по каким-либо причинам нe сработал САЧ, то следующий «рубеж обороны» это датчик напряжения. Еще дальше «в тылу» - датчик давления и датчик температуры. Также и на разряде – «эшелонированная оборона»: сначала С2, затем ДМН, БПК, датчик давления.

Рис. 3.2 - Контуры управления циклированием БХ в составе СЭС КА.

3.2 Структура динамической энергобалансной модели СЭС

Действующее значение мощности нагрузки в зависимости от режима работы СЭС складывается либо из дежурной и сеансной нагрузки в режимах РОЗ и НР, либо только дежурной нагрузки в режиме РОН. Таким образом

Мощность, которую может дать солнечная батарея без ограничения ее выходной мощности (располагаемая мощность БФ), равна

где  - установленная (исходная на начало ресурса) мощность солнечной батареи;

 - коэффициент деградации мощности солнечной батареи (см. 2.1);

 - определяет местоположение КА (свет, тень) и расположение БФ относительно солнца (для неориентируемых БФ); наклонение орбиты; долгота восходящего узла; время.

Действующее значение мощности БФ в зависимости от режима работы СЭС либо равно располагаемой мощности (в режимах НР и РОН), либо (в идеальном случае) равно мощности нагрузки (при условии что мощность нагрузки не превышает располагаемую на данный момент мощность БФ.