Понятие системы электропитания. Структура системы электропитания. Каналы электроснабжения, страница 4

2.2.2. Структура системы электропитания автономного объекта. Особенности работы и общее регулирование параметров автономной СЭП.

Структура системы электропитания объектов отделенных от общей электрической сети. Это так называемые автономные системы электроснабжения и, соответственно, электропитания. Таким системам присущи многие признаки СЭС, например, нашей страны, но они реализуются либо не в полном объеме, либо происходит объединение многих функций в одном объекте и т.д. К автономным системам можно отнести очень разные по сложности от системы электроснабжения какого-нибудь села отделенного от СЭС страны, до систем питания переносного радиоприемника, магнитофона и т.п. К таким же системам можно отнести и систему обеспечения электроэнергией КА на кратком рассмотрении, которой мы и остановимся (рисунок 2.2.3.а.).

Наличие в структуре СЭП солнечной батареи требует введения стабилизирующих средств, компенсирующих вариации параметров вольтамперной характеристики. В разработанных системах этим компенсатором (приемником избыточной энергии СБ) является аккумулятор. Блок контроля источников питания при достижении выходным напряжением верхнего порогового уровня отключает СБ от нагрузки и буферной батареи. Затем АБ, обеспечивая потребителей питанием, разряжается, уровень ее напряжения снижается, и при достижении нижнего уровня происходит подключение СБ на заряд АБ и питание потребителей. По сути это релейная система регулирования с большим гистерезисом, в который из-за ограничений по энергетическим показателям невозможно реализовать точные законы регулирования. Разница в порогах срабатывания достигает 30 %, поэтому каких-либо дополнительных исследований, связанных с качеством процессов регулирования, устойчивости систем, не требуется.

В структурах с параллельным регулированием требуемое напряжение на нагрузке поддерживается шунтовым стабилизатором или разрядным устройством АБ.

Включение и отключение разрядного устройства (РУ) производился пороговым устройством, для которого входным сигналом является значение выходного напряжения. Напряжения срабатывания и отпускания порогового устройства находятся внутри зоны допуска на изменение номинального значения выходного напряжения. При снижении выходного напряжения до нижнего уровня срабатывания реле отключает напряжение питания от узлов управления шунтового (параллельного) стабилизатора (ШС) и зарядного устройства (ЗУ) и одновременно падает питание на узел управления РУ. При повышении выходного напряжения до верхнего уровня срабатывания реле отключает РУ и АБ и вновь падает напряжение питания на узлы управления ШС и ЗУ. Подобную систему можно рассматривать как дискретную с малым гистерезисом и стабилизацией выходного параметра в рабочей зоне. Как показал опыт эксплуатации, при указанном способе управления для выхода ШС, ЗУ или РУ на режим необходимо 20...30 мс, что приводит к значительной динамической нестабильности при переходных процессах в момент захода на теневой участок орбиты.

Из изложенного следует, что основной недостаток дискретных систем управления — низкое качество выходных параметров при переходе из режима в режим. Устранить этот недостаток можно при непрерывном контроле регулируемых параметров и непрерывном управлении блоками, в том числе и вне рабочей зоны, чтобы при включении блока в работу сигнал управления адекватно соответствовал реально сложившейся обстановке в СЭП в функции отклонения выходного напряжения и степени заряженности АБ.

После допуска на выходное напряжение СЭП разделено на зоны, каждая из которых соответствует работе широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) схемы управления силовых блоков (зарядного устройства ЗУ, разрядного устройства РУ, стабилизатора напряжения (СН)) комплекса автоматики и стабилизации КАС (рисунок 2.2.4.).