Системы электроснабжения, их типы. Общие характеристики, состав, структурно-функциональные схемы, страница 3

       Р – число пар полюсов электрической машины.

            Оптимальными по массе являются шести-восьмиполюсные машины.

            Высокая частота вращения роторов обеспечивает малую массу и габаритные размеры электрических машин, турбокомпрессоров, насосов и т.д. Поэтому оптимальная частота тока находится в диапазоне 300…500 Гц. Принята стабилизированная стандартная частота f=400 Гц. В системах нестабилизированной частоты f=320…1050 Гц.

            Мощность СЭС определяется количеством, составом и типом потребителей электроэнергии. Она может равняться нескольким десяткам ватт до нескольких сотен киловатт и выше. Большинство современных КА имеют СЭС мощностью до 8…10 кВт. Проектируют большие орбитальные комплексы, имеющие СЭС мощностью 100…200 кВт. Возможны в будущем большие солнечные энергетические спутники Земли на геостационарной орбите, вырабатывающие электроэнергию генераторами тока, имеющими мощность порядка 20; 40 ГВт и выше.

            К бортовым СЭС летательных аппаратов предъявляют следующие технические требования:

-  надежность и безотказность в работе;

-  минимальная масса и габаритные размеры;

-  механическая прочность. Элементы СЭС должны выдерживать перегрузки при старте до 10 g;

-  электрическая прочность. Электроизоляция должна выдерживать напряжения порядка 600…1500 В;

-  термическая прочность;

-  химическая стойкость;

-  взрыво- и пожаробезопасность;

-  нормальная работа при изменении давления, температуры и влажности окружающей среды;

-  независимость работы оборудования от положения в пространстве и скорости полета;

-  отсутствие помех радиоаппаратуре и магнитным компасам;

-  работоспособность при невесомости;

-  быстрота готовности к действию;

-  удобство и безопасность в обращении;

-  простота ухода при эксплуатации;

-  низкая стоимость.

На работоспособность энергоустановки, ее узлов и основные характеристики большое влияние оказывают условия эксплуатации.

Летательные аппараты, в том числе и космического назначения, базируются в различных географических районах Земли и совершают полеты на различных высотах в широком  диапазоне скоростей и ускорений. Энергетическое оборудование устанавливают в двигательных отсеках, в специальных энергетических отсеках с системой терморегулирования, в корпусе летательного аппарата, в герметичных кабинах экипажа, в крыльях и т.д.

С увеличением высоты и снижением плотности воздуха ухудшаются условия воздушного охлаждения электрооборудования, что приводит к увеличению теплопередающих поверхностей системы охлаждения, и как следствие, - к росту массы СЭС.

Снижение влажности и содержания кислорода по мере увеличения высоты полета ухудшает коммутацию и приводит к росту износа коллекторов и скользящих контактов электрических машин, переключателей и т.д.

Снижение плотности воздуха с увеличением высоты полета ухудшает электроизолирующие свойства воздуха, что заставляет выбирать большие изоляционные промежутки в узлах ЭУ. Это также увеличивает массу энергоузлов.

Широкий диапазон изменения температуры при полете затрудняет выбор электроизоляции и смазки. Колебания температуры вызывают нарушение посадок, снижение точности регулирования. Низкая температура снижает емкость химических аккумуляторов (вяло протекают химические реакции или вовсе прекращаются), а высокая – их срок службы.