Патенты автора Пушкин Валерий Иванович (RU)
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение живучести и надежности функционирования автономной системы электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА). Способ управления системой электропитания КА, содержащей включенные параллельно между собой аппаратуру регулирования и контроля (АРК), секционированную на m частей батарею фотоэлектрическую (БФ), n (n ≥ 1) аккумуляторных батарей (АБ), где m=k⋅n (k ≥ 2), заключается в циклировании АБ в режиме заряда-разряда, контроле параметров СЭП, например выходного напряжения, тока БФ, токов заряда и разряда АБ, текущей электрической емкости каждой АБ; формировании управляющего сигнала в бортовой комплекс управления КА для отключения части бортовой аппаратуры (БА) при аварийном разряде АБ до минимального уровня заряженности; отключении всех АБ от нагрузки при снижении выходного напряжения СЭП до заданного минимального значения; включении всех АБ к нагрузке после заряда всех АБ до заданного уровня заряженности. В качестве АРК применяют регулятор избыточной мощности (РИМ) БФ. Сброс избытка мощности БФ в зависимости от текущих значений параметров СЭП выполняют путем введения/отключения с помощью РИМ режима короткого замыкания необходимого количества секций БФ, при этом на теневом участке орбиты КА выходное напряжение СЭП поддерживают в диапазоне изменения, соответствующем диапазону изменения напряжений n АБ, находящихся в режиме разряда; причем в составе СЭП используют АБ с пологими вольтамперными характеристиками, например, литий-ионные АБ. На световом участке орбиты КА осуществляют стабилизацию выходного напряжения СЭП относительно постоянного опорного напряжения, при этом значение опорного напряжения принимают равным максимально допустимому значению выходного напряжения СЭП и близким к максимальному зарядному напряжению АБ. Сигнал, пропорциональный разности между выходным напряжением СЭП и опорным напряжением, равный AU, используют для принудительного изменения и получения необходимого соотношения между мощностью БФ, используемой для питания БА и заряда АБ, и мощностью БФ, рассеиваемой РИМ, таким образом, чтобы AU стремился к нулю; причем аккумуляторные батареи заряжают током, пропорциональным разности напряжений на выходной шине СЭП и данной АБ, при этом количество (n) и тип АБ выбирают исходя из параметров БФ и обеспечения энергобаланса СЭП по критериям: k⋅(IБФ)мах ≤ (Iзар)мах, (Iнагр)мах ≤ n⋅(Iраз)мах, где (IБФ)мах - максимальный ток одной секции БФ, (Iзар)мах = c1⋅Qном.АБ, (Iраз)мах = c2 Qном.АБ, с1 и с2 - коэффициенты, характеризующие нагрузочную способность каждой АБ по токам заряда и разряда соответственно, Qном.АБ - номинальная электрическая емкость одной АБ, (Iнагр)мах - максимальный ток, потребляемый БА от АБ, к - количество секций БФ, подключенных к одной АБ. 3 ил.
Изобретение относится к наземным электротехническим испытаниям космических аппаратов. Способ заключается в проведении заряда и разряда аккумуляторных батарей (АБ) с активным термостатированием и контролем температуры штатных АБ и в хранении их без проведения термостатирования. Вначале на посадочные места штатных АБ устанавливают блоки согласования (габаритные макеты) имитаторов АБ. На корпусе каждого блока монтируют входные и выходные электрические соединители, соответствующие соединителям АБ. Выходные соединители всех блоков подключают к бортовой кабельной сети, а входные соединители через технологическую и наземную кабельные сети - к имитаторам АБ. По завершении наземных испытаний указанные блоки согласования, кабельные сети и имитаторы АБ демонтируют. На термоплаты системы терморегулирования устанавливают штатные АБ, образуя штатную конфигурацию системы электропитания. Техническим результатом является сохранение ресурсных характеристик и повышение надежности эксплуатации различных типов аккумуляторных батарей (АБ) на разных этапах их жизненного цикла. 3 ил.
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Повышение надежности работы никель-водородных АБ путем увеличения их ресурса и, как следствие, продолжительности их штатной эксплуатации является техническим результатом изобретения. В способе эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата проводят циклирование двух или более аккумуляторных батарей в режиме заряда-разряда, контроль параметров каждой аккумуляторной батареи (текущей электрической емкости, напряжения, температуры), введение периодически, один раз в 6-9 месяцев, запрета заряда для одной из АБ для выполнения формовочного цикла. В предложенном способе также осуществляется контроль значения текущей емкости m аккумуляторов батареи на основании выходного напряжения m аналоговых датчиков давления, установленных внутри этих аккумуляторов, причем выбирают m < n, где n - число аккумуляторов в АБ, затем формируют для каждой АБ обновляемые с заданной частотой информационные подмассивы СЭП, содержащие в своем составе ее электрические характеристики, в том числе множества текущих значений напряжений аккумуляторов и выходных напряжений аналоговых датчиков давления; по запросу с наземного комплекса управления информационные подмассивы СЭП периодически отправляют в состав массива информации оперативного контроля (ИОК) для контроля параметров СЭП, при этом о разбалансе аккумуляторов по напряжению судят по величине разности между максимальным и минимальным значениями напряжений аккумуляторов, а по емкости - по величине разности между выходными напряжениями аналоговых датчиков давления, зафиксированными в массиве ИОК в один и тот же момент времени. 2 ил.
СПОСОБ НАЗЕМНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА // 2661187
Изобретение относится к наземным испытаниям космических аппаратов (КА). Способ наземной эксплуатации аккумуляторных батарей (АБ) системы электропитания (СЭП) космического аппарата (КА) заключается в циклировании двух или более АБ в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой СЭП, ограничении степени заряда АБ по уровню срабатывания сигнальных датчиков, контролировании параметров каждой АБ, например текущей электрической емкости, напряжения, температуры; периодическом оценивании состояния АБ. Штатные или технологические АБ монтируют на технологические термоплаты, расположенные вне КА в замкнутом негерметичном отсеке. В качестве циркулирующего в термоплатах теплоносителя используют охлаждаемую наземными средствами обеспечения теплового режима (НСОТР) воздушную массу. Контур охлаждения АБ, включающий в себя технологические термоплаты, трубопроводы и другие элементы НСОТР, выполняют разомкнутым. Оконечную часть трубопровода контура охлаждения размешают внутри отсека с АБ. Техническим результатом изобретения является повышение надежности эксплуатации различных типов аккумуляторных батарей СЭП КА на этапе проведения наземных испытаний. 3 ил.
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и живучести систем электропитания и уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций. Согласно способу управления системой электропитания космического аппарата (КА), содержащей фотоэлектрическую батарею, и n АБ, стабилизатор напряжения, и по n зарядных и разрядных устройств, управляют стабилизатором напряжения, зарядными и разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжений СЭП; контролируют степень заряженности АБ; вводят запрет на работу соответствующего зарядного устройства при достижении максимального уровня заряженности данной АБ и снимают этот запрет при снижении уровня заряженности; вводят запрет на работу соответствующего разрядного устройства при достижении установленного минимального уровня заряженности данной АБ и снимают этот запрет при повышении уровня заряженности данной АБ; контролируют выходное напряжение с помощью порогового датчика. При аварийном разряде нескольких m (m≤n) АБ до минимального уровня заряженности формируют управляющий сигнал в бортовой комплекс управления КА для отключения части бортовой аппаратуры и запоминают его; при аварийном разряде всех n работающих АБ до минимального уровня заряженности снимают запрет на работу всех разрядных устройств; в случае если после запоминания управляющего сигнала выходное напряжение СЭП снижается до заданного порогового значения, запрещают работу всех разрядных устройств; после восстановления ориентации батареи фотоэлектрической (БФ) на Солнце производят питание оставшейся включенной части бортовой нагрузки от БФ; сброс запоминания управляющего сигнала производят после заряда всех АБ или по внешней разовой команде, в качестве параметра для оценки состояния аккумуляторных батарей выбирают напряжение аккумулятора или группы включенных между собой параллельно аккумуляторов; для управления режимами функционирования АБ формируют соответствующие управляющие сигналы, отличающиеся между собой по величине порогового напряжения аккумулятора или группы аккумуляторов; отключение АБ от заряда выполняют ступенчато; введение и снятие запрета на работу соответствующего зарядного устройства осуществляют соответственно при превышении температуры в какой-либо АБ максимально допустимого уровня и снимают при снижении температуры до заданного уровня; введение и снятие запрета на работу соответствующего зарядного устройства осуществляют в зависимости от температуры АБ; контроль глубины разряда каждой АБ осуществляют с помощью счетчиков ампер-часов (САЧ), включенных в разрядно-зарядные цепи каждой из n АБ; при этом показания САЧ со всех n АБ суммируют и определяют интегральную глубину разряда; в случае достижения интегральной глубины разряда пороговых значений формируют соответствующие команды управления для изменения режима функционирования КА. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. В вариантах способа при разбалансе аккумуляторов АБ по емкости и напряжению задействуют резервную группу сигнальных датчиков давления и вводят блокировку датчика минимального напряжения формуемой АБ путем соответствующих разовых команд с наземного комплекса управления, а необходимую и достаточную глубину разряда АБ определяют по уровню ее текущей емкости и по величине тока разряда. По одному из вариантов восполнение формуемой АБ осуществляют в режиме штатного циклирования до срабатывания сигнального датчика давления резервной группы, причем этот номинальный уровень срабатывания сигнальных датчиков давления резервной группы выбирают большим, чем номинальный уровень срабатывания сигнальных датчиков давления, при этом и аналогичную последовательность операций для АБ проводят в полном объеме повторно и отключают сигнальные датчики давления резервной группы из контура управления зарядом формуемой АБ. По второму варианту после восполнения формуемой АБ все аккумуляторные батареи СЭП переводят в режим подзаряда током, превосходящим ток саморазряда АБ, для чего используют бестеневые орбиты функционирования КА для обеспечения необходимой электроэнергией бортовой аппаратуры и аккумуляторных батарей для их штатного функционирования. Изобретение обеспечивает повышение надежности и долговечности эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи, а также живучести СЭП без ухудшения ее технических характеристик и КА в целом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Техническим результатом изобретения является повышение надежности эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи, а также живучести СЭП, в том числе и модульного исполнения, без ухудшения ее технических характеристик и КА в целом. Указанный результат достигается тем, что в известном способе эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата, заключающемся в циклировании m АБ в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания; ограничении степени заряда АБ по уровню срабатывания сигнальных датчиков давления, размещенных в отдельных аккумуляторах каждой АБ; контроле параметров каждой АБ, например текущей электрической емкости, напряжения, температуры; введении периодически один раз в каждые 6-9 месяцев запрета заряда для одной из АБ (АБi) для выполнения формовочного цикла (ФЦ); использовании в качестве разрядной нагрузки для формуемой АБ бортовой аппаратуры КА; повторении аналогичной последовательности операций для последующей АБ; снабжении СЭП аварийной шиной с управляемой по командам управления коммутационной аппаратурой для изменения ее конфигурации; подключении при необходимости АБi к другому работоспособному ЗРУj, образующему с «собственной» АБj подсистему и одновременном отключении от данной подсистемы «собственной» АБj с переводом ее в режим «саморазряда» на время разряда/заряда формуемой АБi; подсоединении АБi после ее восполнения до срабатывания сигнального датчика давления к исправному ЗРУj параллельно АБj для дальнейшего штатного функционирования СЭП, при аномальной работе ЗРУ (ЗРУi), связанной с отказом зарядного устройства, формовочный цикл АБi разбивают условно на два этапа в режиме как разряда, так и осуществляемого путем штатного цитирования АБ заряда (восполнения), для чего выбирают значение промежуточного (разделительного) уровня заряженности (глубины разряда) АБi, соответствующее, например, половине номинальной емкости формуемой АБi; в начале первого в режиме разряда АБ этапа ФЦ подключают АБi к собственному ЗРУi с неисправным зарядным устройством и одновременно вводят запрет заряда АБj, входящей в состав модуля с АБi; при разряде АБi до промежуточного уровня заряженности, соответствующего началу второго в режиме разряда АБ этапа ФЦ снимают запрет заряда АБj на время дальнейшего разряда формуемой АБi до требуемой глубины и последующего восполнения ее в штатном режиме циклирования; затем при восполнении АБi до заданного промежуточного уровня заряженности АБi, соответствующего окончанию первого (или началу второго) в режиме заряда этапа ФЦ, подсоединяют ее к исправному ЗРУj параллельно АБj. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для периодической компенсации дрейфа нуля в усилителях при усилении малых напряжений и измерительных сигналов от источников с большим выходным сопротивлением
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проектировании системы электропитания космического аппарата
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проектировании и отработке космических аппаратов
