×
20.01.2018
218.016.1384

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: в области электротехники в системах электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА). Технический результат - обеспечение штатного отключения сеансной нагрузки при нештатной ситуации. Способ управления автономной системой электроснабжения, которая содержит солнечную батарею и n аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батарей и нагрузкой и по n зарядных и разрядных устройств заключается в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении предельного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи и снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи. Нагрузку делят на дежурную и сеансную составляющие и при достижении предельного уровня разряженности какой-либо аккумуляторной батареи проводят отключение сеансной части нагрузки, а запрет на работу соответствующего разрядного устройства устанавливают после отключения сеансной части нагрузки. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ).

Известен способ управления автономной системой электроснабжения (патент РФ №2059988, H02J 7/35), содержащей солнечную батарею (СБ), стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батареей и нагрузкой, «n» аккумуляторных батарей (n≥1) и по «n» (по числу АБ) зарядных и разрядных устройств, а также для каждой АБ - устройства контроля степени заряженности.

В известной СЭС осуществляется непрерывное управление стабилизатором напряжения, зарядными и разрядными устройствами в зависимости от входного (напряжение СБ) и выходного напряжений СЭС. При этом зарядные устройства обеспечивают заряд АБ, а стабилизатор напряжения и разрядное устройство обеспечивают питание потребителей.

Цепи непрерывного управления (обратной связи) зарядного устройства подключены к шине СБ и шине нагрузки, а цепи непрерывного управления стабилизатора напряжения и разрядного устройства подключены к шине нагрузки.

В зависимости от степени заряженности или разряженности АБ производится запрет или разрешение работы зарядного устройства и разрядного устройства.

Такое управление обеспечивает длительную автономную работу СЭС. Однако оно не обеспечивает сохранение работоспособности СЭС при нештатных или аварийных ситуациях на КА. В случае нештатного, незапланированного нарушения ориентации солнечных батарей КА на Солнце происходит нарушение энергобаланса в СЭС. Если потеря ориентации будет достаточно длительной, может произойти полный разряд всех АБ. Питание бортовых потребителей после этого прекратится.

Известен способ управления автономной системой электроснабжения (патент РФ №2168828, H01J 7/36), содержащей солнечную батарею и n аккумуляторных батарей, где n≥1, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батарей и нагрузкой и по n зарядных и разрядных устройств, заключающийся в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении предельного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, отличающийся тем, что в случае потери ориентации солнечных батарей на Солнце, аварийном разряде аккумуляторных батарей и отключении части разрядных устройств, когда мощности оставшихся в работе разрядных устройств недостаточно для питания нагрузки, запрещают работу всех разрядных устройств, а также прекращают управление разрядными устройствами по сигналам об уровне заряженности, после восстановления ориентации солнечных батарей на Солнце сначала производят заряд аккумуляторных батарей до некоторого значения емкости, а затем разрешают работу разрядных устройств и возобновляют управление разрядными устройствами по сигналам об уровне заряженности.

Этот способ принят за прототип заявляемому изобретению.

Известный способ решает задачу предотвращения выхода из строя аккумуляторов АБ, восстановления нормального функционирования СЭС после нештатной или аварийной ситуации. Однако известный способ предполагает полное снятие электропитания с нагрузки КА, что не гарантирует штатное отключение сеансной нагрузки.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение штатного отключения сеансной нагрузки при нештатной ситуации.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе при управлении автономной системой электроснабжения космического аппарата, содержащей солнечную батарею и n аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батарей и нагрузкой и по n зарядных и разрядных устройств, заключающемся в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении предельного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, нагрузку делят на дежурную и сеансную составляющие и при достижении предельного уровня разряженности какой-либо аккумуляторной батареи проводят отключение сеансной части нагрузки, а запрет на работу соответствующего разрядного устройства устанавливают после отключения сеансной части нагрузки.

В процессе эксплуатации КА при разряде любой АБ до нижнего установленного уровня проводят отключение сеансной части нагрузки, а запрет на работу соответствующего разрядного устройства устанавливают после отключения сеансной части нагрузки.

После отключения соответствующего разрядного устройства питание нагрузки осуществляется оставшимися включенными разрядными устройствами от других АБ, еще не достигших установленного предельного уровня разряженности.

При этом электропотребление КА при отключенной сеансной части нагрузки будет значительно меньше, что дает время для (маневра) устранения причины нештатного глубокого разряда АБ.

В качестве примера, на фиг. 1, приведен вариант функциональной схемы автономной системы электропитания КА для реализации заявляемого способа.

Автономная система электропитания КА содержит: солнечную батарею 1, подключенную к нагрузке 2, через преобразователь напряжения 3, аккумуляторные батареи 41-4n, подключенные через зарядные преобразователи 51-5n к солнечной батарее 1, а через разрядные преобразователи 61-6n к входу выходного фильтра преобразователя напряжения 3. Кроме того, аккумуляторные батареи 41-4n содержат в своем составе байпасные разрядные цепи, состоящие из диодов, подключенных параллельно каждому аккумулятору в разрядном направлении.

При этом нагрузка 2 функционально разделена на дежурную 2-1 и сеансную 2-2 составляющие и в своем составе содержит бортовую ЭВМ, систему телеметрии и командно-измерительную радиолинию.

Параллельно аккумуляторным батареям 41-4n подключены устройства контроля аккумуляторных батарей 71-7n, связанные входом с аккумуляторными батареями 41-4n для контроля напряжения, давления и температуры аккумуляторов, а выходом с нагрузкой 2. Кроме того, устройства контроля аккумуляторных батарей 71-7n содержат в своем составе разрядные сопротивления (на схеме не показано) для проведения профилактических разрядов аккумуляторных батарей 41-4n.

В цепи заряда-разряда аккумуляторных батарей установлены измерительные шунты 81-8n.

Зарядные преобразователи 51-5n состоят из регулирующего ключа 9, управляемого схемой управления 10, вольтодобавочного узла, выполненного на трансформаторе 5-5, транзисторах 5-1 и 5-2 и выпрямителя на диодах 5-3 и 5-4.

Разрядные преобразователи 61-6n состоят из регулирующего ключа 11, управляемого схемой управления 12.

Преобразователь напряжения 3 состоит из регулирующего ключа 13, управляемого схемой управления 14, входного фильтра на конденсаторе 3-1 и выходного фильтра на диоде 3-2, дросселе 3-3 и конденсаторе 3-4.

Схемы управления: 10 зарядных преобразователей 51-5n, 12 - разрядных преобразователей 61-6n, 14 - преобразователя напряжения 3, выполнены в виде широтно-импульсных модуляторов, входом подключенных к шинам стабилизируемого напряжения. Схемы управления 10 зарядных преобразователей 51-5n дополнительно связаны с измерительными шунтами 81-8n и нагрузкой 2.

Устройство работает следующим образом. В процессе эксплуатации аккумуляторные батареи 41-4n работают, в основном, в режиме хранения и периодических дозарядов от солнечной батареи 1 через зарядные преобразователи 51-5n. Такой режим работы позволяет содержать их в постоянной готовности на случай аварийных ситуаций (потеря ориентации КА на Солнце) или на прохождение штатных теневых участков орбиты.

Питание нагрузки 2 осуществляется при этом от солнечной батареи 1 через преобразователь напряжения 3.

При прохождении теневых участков орбиты, либо при нарушении ориентации КА на Солнце, нагрузка 2 питается от аккумуляторных батарей 41-4n через разрядные преобразователи 61-6n.

Устройства контроля 71-7n контролируют напряжение, давление и температуру аккумуляторов аккумуляторных батарей 41-4n и передают информацию об их состоянии в нагрузку 2.

В процессе эксплуатации КА, по результатам анализа информации о состоянии АБ (в основном - напряжение аккумуляторов и АБ в целом), по аппаратной логике или по заранее заложенной в бортовую ЭВМ программе формируется команда на отключение сеансной части нагрузки 2-2, а после завершения процесса отключения формируется запрет на работу соответствующего разрядного устройства.

Необходимость завершения процесса отключения сеансной части нагрузки до блокировки разрядного устройства обусловлена тем, что штатное отключение сеансной части нагрузки производится по заданной циклограмме, является длительным во времени процессом, и может быть не обеспечено при блокировке всех разрядных устройств с одновременным пропаданием питания на выходных бортовых шинах СЭС. Данная ситуация возникнет, например, в случае нештатной потери ориентации солнечных батарей КА на Солнце.

После восстановления (частичного или полного) ориентации солнечных батарей на Солнце и оценки данных телеметрии запрет снимают по команде с Земли.

Таким образом, заявляемый способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата обеспечивает штатное отключение сеансной нагрузки при нештатной ситуации.

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата, содержащей солнечную батарею и n аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батарей и нагрузкой и по n зарядных и разрядных устройств, заключающийся в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении предельного уровня разряженности данной аккумуляторной батареи и снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, отличающийся тем, что нагрузку делят на дежурную и сеансную составляющие и при достижении предельного уровня разряженности какой-либо аккумуляторной батареи проводят отключение сеансной части нагрузки, а запрет на работу соответствующего разрядного устройства устанавливают после отключения сеансной части нагрузки.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 200.
20.07.2014
№216.012.de33

Способ электрических проверок космического аппарата

Изобретение относится к наземным проверкам космических аппаратов (КА) и их подготовке к штатной эксплуатации. Способ заключается в проведении включения и выключения КА, в т.ч. бортовых источников его электропитания, в частности аккумуляторных батарей (АБ). Перед включением КА к АБ подключают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522669
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.08.2014
№216.012.e617

Способ управления автономной системой электроснабжения геостационарного космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) геостационарных космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524696
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f472

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Заявляемая группа изобретений относится к электротехнике и может быть использована при создании и эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528411
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f6c6

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом изобретения является повышение надежности эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529011
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.11.2014
№216.013.052e

Передающая антенна

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции передающей антенны для создания радиопомех приемным устройствам радиоэлектронных средств связи, передачи данных, радиоэлектронных и навигационной аппаратуры потребителей сетевых среднеорбитальных спутниковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532724
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2014
№216.013.0d03

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534748
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0f2c

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535301
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.12.2014
№216.013.108f

Способ питания нагрузки постоянным током в автономный системе электропитания искусственного спутника земли

Изобретение относится к электротехнической промышленности. Способ заключается в стабилизации напряжения на нагрузках и согласовании работы первичного и вторичного источников электроэнергии, причем вначале стабилизируют напряжение на нагрузке, имеющей максимальное выходное напряжение питания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535662
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.1131

Способ изготовления космического аппарата

Изобретение относится к электропитанию космических аппаратов (КА), в частности телекоммуникационных КА. Способ включает сборку КА, в т.ч. системы его электропитания, содержащей солнечные (СБ) и аккумуляторные (АБ) батареи, а также стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535824
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.11e4

Способ изготовления космического аппарата

Изобретение относится к космической технике. Способ изготовления космического аппарата, содержащего систему электропитания в составе солнечных батарей, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения, включающий сборку космического аппарата, проведение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536003
Дата охранного документа: 20.12.2014
Показаны записи 21-30 из 133.
20.07.2014
№216.012.de33

Способ электрических проверок космического аппарата

Изобретение относится к наземным проверкам космических аппаратов (КА) и их подготовке к штатной эксплуатации. Способ заключается в проведении включения и выключения КА, в т.ч. бортовых источников его электропитания, в частности аккумуляторных батарей (АБ). Перед включением КА к АБ подключают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522669
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.08.2014
№216.012.e617

Способ управления автономной системой электроснабжения геостационарного космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) геостационарных космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524696
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.09.2014
№216.012.f472

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Заявляемая группа изобретений относится к электротехнике и может быть использована при создании и эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528411
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f6c6

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Заявляемое изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом изобретения является повышение надежности эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529011
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.11.2014
№216.013.052e

Передающая антенна

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции передающей антенны для создания радиопомех приемным устройствам радиоэлектронных средств связи, передачи данных, радиоэлектронных и навигационной аппаратуры потребителей сетевых среднеорбитальных спутниковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532724
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2014
№216.013.0d03

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания космического аппарата и автономная система электропитания для его реализации

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании никель-водородных аккумуляторных батарей и автономных систем электропитания космических аппаратов (КА). Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности эксплуатации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534748
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0f2c

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535301
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.12.2014
№216.013.108f

Способ питания нагрузки постоянным током в автономный системе электропитания искусственного спутника земли

Изобретение относится к электротехнической промышленности. Способ заключается в стабилизации напряжения на нагрузках и согласовании работы первичного и вторичного источников электроэнергии, причем вначале стабилизируют напряжение на нагрузке, имеющей максимальное выходное напряжение питания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535662
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.1131

Способ изготовления космического аппарата

Изобретение относится к электропитанию космических аппаратов (КА), в частности телекоммуникационных КА. Способ включает сборку КА, в т.ч. системы его электропитания, содержащей солнечные (СБ) и аккумуляторные (АБ) батареи, а также стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535824
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.11e4

Способ изготовления космического аппарата

Изобретение относится к космической технике. Способ изготовления космического аппарата, содержащего систему электропитания в составе солнечных батарей, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения, включающий сборку космического аппарата, проведение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536003
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД