Понятие системы электропитания. Структура системы электропитания. Каналы электроснабжения, страница 6

Принцип зонного управления может быть использован для построения СЭП с параллельными стабилизаторами, при этом процессы управления в обеих системах практически идентичны, что позволяет распространить результаты исследования последовательно-параллельных структур на структуры с параллельными регуляторами мощности СБ.

Параллельная структура может быть предпочтительнее для достижения лучших энергетических характеристик в случае геостационарных орбит с постоянной освещенностью при реализации на борту КА равномерного графика нагрузки. При согласовании характеристик СБ и нагрузки шунтовой стабилизатор может быть отключен.

В рамках исследования параллельно-последовательной структуры СЭП с зонным принципом управления необходимо определить основные структуры решения, направленные на уменьшение установленной мощности полупроводниковых преобразователей, снижение потерь при регулировании и преобразовании, а, следовательно, и на улучшение массогабаритных характеристик. К ним относятся:

1.  согласование напряжений первичного источника, буферной батареи, нагрузки для исключения излишних преобразований энергии;

2.  выбор оптимальных значений частоты преобразования, коэффициентов загрузки электрорадиоэлементов;

3.  определение оптимальных параметров напряжения (тока), распределяемого по бортовой кабельной сети при больших мощностях нагрузки.

При проектировании систем электропитания с КАС основное внимание должно быть уделено оптимальной взаимосвязи параметров СБ, АБ и устройству КАС.

Число вариантов схем в существующих системах электропитания ограничено тем, что напряжение СБ выбирается всегда выше зоны допуска на выходное напряжение при номинально» освещенности панелей. В этом случае СН для принятой последовательно-параллельной структуры выполняется в виде импульсного понижающего регулятора, имеющего наилучшие массогабаритные и энергетические характеристики.

Схемы регуляторов ЗУ и РУ полностью определяются значением номинального напряжения аккумуляторной батареи.

Важная характеристика СЭП - это КПД разрядного устройства. Повышение КПД на 1 % дает выигрыш по массе первичного источника и буферной батареи примерно 3 кг/кВт.

СЭП имеет разветвленную силовую цепь (СЦ), в которой непосредственно осуществляется преобразование и регулирование электроэнергии. СЦ включает источники энергии, аккумуляторные батареи и импульсные преобразователи напряжения (ИПН), согласующие фильтры и нагрузки. Регулирующие и преобразующие полупроводниковые элементы силовой цепи работают в соответствии с их алгоритмами функционирования.

2.2.3. Понятие канала электропотребления. Классификация КЭП. Структура КЭП автономных СЭП.

Для формализации и упрощения анализа математического описания, СЭП представляется в виде взаимодействующих подсистем. Подсистема – это часть, вычленяемая из СЭП по функциональному назначению, топологии и алгоритму функционирования СЦ.

В дальнейшем СЭП КА представляется в виде двух взаимодействующих подсистем, соединенных общими шинами (ОШ). По ходу потока электроэнергии СЭП от первичных источников питания до ОШ будем называть собственно системой электропитания, а нагрузку, подключенную к ОШ, системой каналов электропотребления (КЭП).

Комплекс бортовых приборов и устройств КА, получающих электропитание от ОШ, принято делить по выполняемым функциям на аппаратуру двух видов: служебную и специальную. К служебной относятся системы, приборы и агрегаты общего назначения, обеспечивающие работоспособность КА, а также контроля его состояния и управления в полете, независимо от характера выполняемых задач. Кроме системы электроснабжения основными из служебных систем являются:

1.  - система ориентации и стабилизации, обеспечивающая требуемое положение КА в пространстве относительно Земли и Солнца, а также точное наведение антенн и ориентации БФ;