Патенты автора Миненко Сергей Иванович (RU)
БЛОК ВЫВЕДЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА // 2726302
Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к блокам выведения (БВ) космических аппаратов (КА). БВ КА состоит из выполненной в виде полого усеченного конуса силовой оболочки (СО) с нижним и верхним шпангоутами и адаптером КА. Имеются дублированные тепловые трубы (ТТ), состоящие из испарителя и конденсатора. Испаритель ТТ имеет тепловой контакт с размещенным на отдельном кронштейне охлаждаемым прибором, а соответствующий конденсатор - с теплопроводящей поверхностью силовой оболочки для бортовой аппаратуры (БА), расположенной внутри БВ. Конденсатор может быть выполнен в виде автономного радиатора-охладителя с образованием теплового контакта между конденсаторами ТТ для БА, расположенной снаружи БВ. На нижнем шпангоуте установлен донный экран с жаропрочными накладками. На верхнем шпангоуте установлен верхний экран, выполненный из теплоизоляционного материала. Силовая оболочка с теплоизоляционным материалом, верхний и донный экраны образуют замкнутый тепловой контур. Достигается снижение массы и повышение живучести БВ КА. 6 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. В предложенном способе повышение ресурса АБ при их длительной эксплуатации достигается путем проведения циклирования АБ в режиме заряда-разряда, при котором формуемую АБ однократно выдерживают не менее 24 часов в режиме саморазряда при снятии ограничения глубины разряда, после чего проводят режим восполнения формуемой АБ, который проводят по сигналам «жесткой» логики по расчетному или заданному значению давления газовой среды, при этом то или иное пороговое значение давления газовой среды выбирают исходя из пороговой температуры АБ, после окончания режима восполнения повторно проводят режимы глубокого разряда с последующим циклическим восполнением, после завершения второго режима восполнения восстанавливают режимы ограничения глубины разряда и управления зарядом формуемой АБ, при этом включение режима ограничения глубины разряда по величине напряжения АБ осуществляют по разовым командам, выдаваемым из наземного комплекса управления. Повышение надежности функционирования никель-водородных аккумуляторных батарей в СЭП является техническим результатом изобретения. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батареи фотоэлектрические (БФ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ). Управляют зарядными и разрядными устройствами. Вводят запрета на работу разрядного устройства при достижении минимального уровня заряженности АБ и снимают запрет при повышении уровня заряженности. Формируют управляющий сигнал для отключения части бортовой аппаратуры при аварийном разряде нескольких m (m≤n) АБ до минимального уровня заряженности. Запрещают работу всех разрядных устройств, если выходное напряжение СЭП снижается до заданного порогового значения. Производят сброс запоминания управляющего сигнала по запрету всех разрядных устройств после заряда всех АБ до заданного уровня заряженности. Считывают параметры СЭП. Считывание осуществляют из комплекса автоматики и стабилизации напряжения по мультиплексному каналу обмена. Вычисляют суммарную глубину разряда всех АБ и производят сравнение вычисленной суммарной глубины разряда с заданными в бортовой программе СЭП пороговыми значениями. Повторяют считывание параметров СЭП, продолжительность уставки выбирают, сравнимую с периодом обновления информации о параметрах СЭП. Выполняют вновь сравнение с пороговыми значениями суммарной глубины разряда, формируют/не формируют управляющий сигнал в бортовом комплексе управления по смене режима функционирования КА. Повышается надежность и живучесть СЭП и КА в целом. 2 ил.
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.
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 функционирования системы электропитания (СЭП). Способ управления системой электропитания космического аппарата (КА) повышенной живучести, содержащей фотоэлектрическую батарею (БФ), n аккумуляторных батарей (АБ) и по n зарядных и разрядных устройств, заключается в том, что управляют зарядными и разрядными устройствами в зависимости от освещенности БФ, степени заряженности всех АБ, входного и выходного напряжения СЭП; вводят запрет на работу соответствующего зарядного устройства при достижении максимального уровня заряженности данной АБ и снимают этот запрет при снижении уровня заряженности данной АБ; 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; формируют управляющий сигнал в бортовой комплекс управления КА для отключения части бортовой аппаратуры при аварийном разряде нескольких m (m≤n) АБ до минимального уровня заряженности; запрещают работу всех разрядных устройств, если выходное напряжение СЭП снижается до заданного порогового значения; производят сброс запоминания управляющего сигнала по запрету всех разрядных устройств после заряда всех АБ до заданного уровня заряженности. При этом для связи с бортовой вычислительной системой (БВС), осуществляемой по дублированному магистральному последовательному интерфейсу (мультиплексному каналу обмена), в качестве устройства интерфейса используют оконечное устройство (ОУ) с контроллером. Каждое зарядно-разрядное устройство (ЗРУm) оснащают основным (ОУi-m) и резервным (ОУj-m) оконечными устройствами. С заданной периодичностью опрашивают параметры (массивы) СЭП и идентифицируют отказ (работоспособность) каждого ОУi-m. В качестве критерия отказа ОУ принимают факт появления ошибки обмена. После идентификации отказа ОУi-m в каком-либо ЗРУm программно перезагружают ОУi-m, при этом перезагрузку ОУ выполняют путем перехода на резервное ОУj-m с последующим возвратом на основное ОУi-m. Повторяют последовательность данных операций, в случае парирования отказа ОУi-m обмен продолжают с использованием ОУi-m, в случае повторной идентификации отказа ОУi-m осуществляют программно переход на резервное оконечное устройство ОУj-m, используя соответствующую КУ, последовательность функционирования ОУj-m выбирают аналогичной последовательности функционирования ОУi-m, возврат с ОУj-m на ОУi-m при необходимости выполняют по разовой команде с наземного комплекса управления. 2 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.
Использование: в области электротехники при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Технический результат - повышение эффективности управления зарядом/разрядом АБ. Согласно способу в случае отказа передающего устройства штатной бортовой системы телеметрической информации (БСТИ) в силу каких-либо технических причин для контроля состояния СЭП, в том числе и формуемой АБ, используют информацию контрольного и рабочего подмассивов из состава массива информации оперативного контроля (ИОК), формируемых и отображаемых в нем по исходным данным, выдаваемым БСТИ в бортовой комплекс управления. При этом в процессе проведения режима разряда формуемой АБ организуют не менее трех сеансов связи с КА со съемом ИОК на каждом сеансе связи. Указанные подмассивы, составленные из аналоговых и сигнальных параметров АБ, разбивают на отдельные информационные группы, отличающиеся друг от друга комбинацией параметров АБ, причем группы параметров АБ одного из подмассивов, представляющего собой контрольную телеметрическую информацию, формируют и отображают в составе массива ИОК по факту срабатывания либо сигнальных датчиков давления любой из n АБ, либо по факту срабатывания пороговых датчиков минимального напряжения любой АБ или минимального напряжения любого аккумулятора. Группы параметров АБ другого подмассива, представляющего собой рабочую телеметрическую информацию, формируют и отображают в составе массива ИОК в определенной временной последовательности, причем количество групп параметров АБ и временные промежутки между ними задают в составе рабочей программы (РП). Скорость разряда формуемой АБ вычисляют, используя данные массива ИОК, как минимум, с двух сеансов связи с КА, а по известной скорости разряда формуемой АБ определяют расчетный номер витка орбиты N для принудительной отмены режима глубокого разряда формуемой АБ. Разовые команды (РК), необходимые для фактического завершения режима разряда формуемой АБ, выдают в сеансе связи на витке (N+1) либо (N+2), причем в сеансах связи, в которых выдаются РК по управлению режимами функционирования формуемой АБ или изменению конфигурации СЭП с использованием коммутационной аппаратуры аварийной шины, осуществляют второй съем ИОК. При этом параметры АБ, отображаемые в составе ИОК, соответствуют моменту времени выдачи РК для второго съема ИОК. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батареи фотоэлектрические (БФ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ). Техническим результатом изобретения является создание способа управления автономной системой электропитания КА, позволяющего существенно уменьшить вероятность возникновения аварийной ситуации из-за нарушения энергобаланса СЭП. Указанный результат достигается тем, что в способе управления автономной системой электропитания космического аппарата, содержащей фотоэлектрическую батарею и n аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между БФ и нагрузкой, и по n зарядных и разрядных устройств, заключающемся в управлении стабилизатором напряжения, зарядными и разрядными устройствами, в зависимости от освещенности БФ, степени заряженности всех АБ, входного и выходного напряжения системы электропитания (СЭП); введении запрета на работу соответствующего разрядного устройства при достижении установленного минимального уровня заряженности данной АБ и снятии этого запрета при повышении уровня заряженности данной АБ; формировании управляющего сигнала в бортовой комплекс управления КА для отключения части бортовой аппаратуры (БА) при аварийном разряде нескольких m (m≤n) АБ до минимального уровня заряженности, запрете работы всех разрядных устройств, если выходное напряжение СЭП снижается до заданного порогового значения; произведении сброса запоминания управляющего сигнала по запрету всех разрядных устройств после заряда всех АБ до заданного уровня заряженности; выборе величины номинального входного напряжения, соответствующего напряжению в рабочей точке вольт-амперной характеристики (ВАХ) БФ, исходя из величины ее номинальной мощности, необходимой для обеспечения в штатном режиме функционирования СЭП электроэнергией для питания БА и заряда всех АБ; установлении и поддержании при необходимости входного напряжения в иной рабочей точке ВАХ БФ с помощью экстремального регулятора мощности БФ при превышении мощности потребления БА номинальной величины; осуществлении изменения напряжения в рабочей точке ВАХ БФ автоматически или дискретно по заранее заданным пороговым значениям входного напряжения, о влиянии температуры и деградации параметров фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на электрические характеристики БФ судят по величине уменьшения ее максимальной мощности, для чего составляют фактическую ВАХ БФ при заданной температуре ФЭП, аппроксимируя координаты ее характерных точек, получаемые путем измерения фактических значений напряжения и соответствующего ему тока БФ; при этом в качестве координат первой характерной точки принимают координаты ВАХ БФ, соответствующие режиму короткого замыкания БФ, при котором входное напряжение равно нулю, причем измерение параметров БФ осуществляют в лабораторных условиях, в качестве координат второй характерной точки выбирают координаты, соответствующие номинальному режиму функционирования БФ на световом участке орбиты КА; координаты характерной точки, соответствующие режиму максимального отбора мощности БФ, устанавливают, включая в штатную работу экстремальный регулятор мощности БФ, входящий в состав стабилизатора напряжения; координаты других характерных точек ВАХ БФ определяют путем изменения тока нагрузки СЭП; при этом в качестве переменной нагрузки используют АБ, находящиеся в режиме заряда; сравнивают между собой ВАХ БФ, полученную в лабораторных условиях при нормальной температуре окружающей среды, и фактическую ВАХ БФ, соответствующую режиму штатного функционирования КА при максимальной освещенности панелей БФ; при этом фактическую ВАХ БФ составляют расчетно-экспериментальным путем; результаты сравнения данных ВАХ БФ используют для прогнозирования энергобаланса СЭП и планирования программы работы целевой аппаратуры; аналогичную последовательность операций повторяют периодически, например в каждые 90 суток штатной эксплуатации КА. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батарей фотоэлектрических (БФ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Техническим результатом является создание способа управления системой электропитания КА, позволяющего существенно уменьшить вероятность возникновения аварийной ситуации из-за нарушения энергобаланса СЭП путем оперативной оценки фактической максимальной мощности расчетно-экспериментальным методом. Указанный технический результат достигается тем, что в способе управления системой электропитания космического аппарата (КА), содержащей фотоэлектрическую батарею (БФ) и n аккумуляторных батарей (АБ), стабилизатор напряжения, включенный между БФ и нагрузкой, и по n зарядных и разрядных устройств, заключающемся в управлении стабилизатором напряжения, зарядными и разрядными устройствами в зависимости от освещенности БФ, степени заряженности всех АБ, входного и выходного напряжений системы электропитания (СЭП); введении запрета на работу соответствующего разрядного устройства при достижении установленного минимального уровня заряженности данной АБ и снятии этого запрета при повышении уровня заряженности данной АБ; формировании управляющего сигнала в бортовой комплекс управления КА для отключения части бортовой аппаратуры (БА) при аварийном разряде нескольких m (m и n) АБ до минимального уровня заряженности, запрете работы всех разрядных устройств, если выходное напряжение СЭП снижается до заданного порогового значения; произведении сброса запоминания управляющего сигнала по запрету всех разрядных устройств после заряда всех АБ до заданного уровня заряженности, оценку фактической максимальной мощности БФ проводят расчетно-экспериментальным путем, для чего вольт-амперную характеристику (ВАХ), представляющую собой графическую зависимость между током и напряжением БФ и составленную по результатам испытаний штатной БФ в лабораторных условиях при нормальной температуре окружающей среды, выбирают в качестве базовой ВАХ; в процессе штатной эксплуатации БФ в составе СЭП КА определяют координаты не менее n характерных точек фактической ВАХ БФ, отличающихся от координат базовой ВАХ в силу воздействия на ФЭП факторов космического пространства; при этом измерения напряжения и соответствующего ему тока БФ осуществляют, используя телеметрическую информацию, полученную для одного и того же значения температуры и одинаковых условий освещенности ФЭП; с целью определения координат характерных точек фактической ВАХ БФ формируют режимы скачкообразного изменения тока нагрузки СЭП, применяя в качестве переменной нагрузки находящиеся в режиме заряда аккумуляторные батареи; причем в качестве координат первой характерной точки используют значения тока и напряжения БФ, соответствующих режиму питания бортовой аппаратуры (БА) и заряда (n-1) аккумуляторных батарей, а для определения координат n-й характерной точки используют значения аналогичных параметров БФ, соответствующих режиму питания только БА; для каждой характерной точки фактической ВАХ БФ вычисляют разность напряжений ΔUi между базовой и фактической ВАХ, определяемых при фиксированной величине тока БФ; полученные n=i значений ΔUi суммируют и находят их среднее арифметическое значение ΔUСР; по данным базовой ВАХ составляют графическую зависимость PБФ=f(UБФ), где PБФ - мощность БФ, равная произведению напряжения на ток БФ, UБФ - текущее значение напряжения БФ; на этой зависимости фиксируют значение оптимального напряжения (UБФ)опт, при котором штатной БФ в лабораторных условиях генерируется максимальная мощность; вычитают из (UБФ)опт значение ΔUCP и получают расчетную величину напряжения БФ Uрасч; значение мощности БФ, определенного по базовой ВАХ для UБФ=Uрасч, принимают в качестве фактической максимальной мощности БФ; аналогичную последовательность операций выполняют периодически, например в каждые 6 месяцев штатной эксплуатации КА. 3 ил.
Изобретение относится к эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. В способе постоянно контролируют степень разбаланса параметров аккумуляторов АБ, используя данные не менее трех аналоговых датчиков давления, расположенных в различных аккумуляторах каждой АБ, по которым рассчитывают эквивалентную текущую электрическую емкость. Обрабатывая зависимость эквивалентной электрической емкости от времени на заданном промежутке времени устанавливают максимум уровня заряженности АБ, используя вычислительный алгоритм СЭП. Сравнивают между собой значения эквивалентной емкости АБ и емкости, измеренной телеметрическим датчиком до начала формовочного чикла АБ, и для выполнения сравнительного анализа выбирают на заданном световом участке орбиты КА значение текущей электрической емкости и максимальное значение эквивалентной электрической емкости АБ, по величине относительного разброса значений электрической емкости АБ определяют степень разбаланса аккумуляторов по емкости. Изобретение обеспечивает повышение ресурса эксплуатации АБ, а также живучести СЭП. 2 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.
Предполагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батареи фотоэлектрические (БФ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ). Задачей предлагаемого изобретения является создание способа управления автономной системой электропитания КА, позволяющего сдерживать процесс возникновения аварийной ситуации из-за нарушения энергобаланса путем создания и поддержания режима максимального отбора мощности БФ и парировать аварийную ситуацию, в случае ее возникновения. Задача достигается тем, что в заявленном способе при функционировании СЭП в режиме питания бортовой аппаратуры и заряда аккумуляторных батарей панели солнечной батареи ориентируют на Солнце под углом 90°; величину номинального входного напряжения, соответствующего напряжению в рабочей точке вольт-амперной характеристики БФ, выбирают, исходя из величины ее номинальной мощности, необходимой для обеспечения в штатном режиме функционирования СЭП электроэнергией для питания бортовой аппаратуры и заряда всех АБ; экстремальный регулятор мощности БФ выполняют в виде устройства, предназначенного устанавливать и поддерживать при необходимости напряжение в рабочей точке ВАХ БФ, отличное от номинального значения; изменение напряжения в рабочей точке ВАХ БФ осуществляют дискретно по заранее заданным уставкам входного напряжения, соответствующим различным уровням отбираемой от БФ мощности, при этом перевод от одной уставки входного напряжения на другую обеспечивают с наземного комплекса управления по разовым командам, а отбор требуемой для питания бортовой аппаратуры и заряда всех АБ мощности БФ при переходе на последующую уставку производят за счет выбора оптимального соотношения между пороговым значением тока заряда АБ и количеством (n) АБ, используемых в СЭП КА, причем ток заряда (n-1) АБ при отключенной от заряда одной АБ выбирают равным пороговому значению; электрические характеристики БФ и экстремального регулятора мощности проектируют с учетом выполнения необходимого и достаточного условия Uвых.<Uвх.ном.<Uопт., где Uвых. - выходное напряжение СЭП; Uвх.ном. - номинальное входное напряжение в рабочей точке ВАХ при отключенном экстремальном регуляторе мощности БФ; Uопт. - входное напряжение, соответствующее максимальной (оптимальной) мощности БФ. 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. Техническим результатом является повышение надежности функционирования НВАБ путем увеличения ее ресурса, т.е. продолжительности штатной эксплуатации. Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) системы электропитания космического аппарата, заключающийся в том, что две или более аккумуляторные батареи циклируют в режиме заряда-разряда, задаваемом бортовой автоматикой системы электропитания, контролируют параметры каждой аккумуляторной батареи, например текущую электрическую емкость, напряжение, температуру, периодически один раз в 6-9 месяцев вводят запрет заряда для одной из АБ для выполнения формовочного цикла, в качестве разрядной нагрузки используют бортовую аппаратуру космического аппарата, критерием ограничения глубины разряда выбирают величину напряжения АБ, причем значение граничного уровня напряжения устанавливают в вольтах равным числу n либо (n+1) аккумуляторов в аккумуляторной батарее, при достижении которого снимают запрет заряда АБ, а определяемое в процессе завершения формовочного цикла значение максимального напряжения АБ при заряде используют для оценки состояния аккумуляторной батареи и прогнозирования ее деградации, аналогичную последовательность операций повторяют для последующей АБ, отличающийся тем, что степень заряда аккумуляторных батарей ограничивают или аппаратно по «жесткой» логике, или программно по «гибкой» логике, причем управление зарядом АБ по «гибкой» логике выбирают в качестве основного варианта, а по «жесткой» логике - в качестве резервного варианта, при этом отключение АБ от заряда по «жесткой» логике выполняют по признаку превышения давления газовой среды в АБ i-го порогового значения, выбранного в качестве рабочего из множества дискретных, заранее заданных пороговых значений давления, причем перевод на другое рабочее пороговое значение давления из данного множества осуществляют по разовой команде, исходя из величины температуры АБ, а отключением АБ от заряда по «гибкой» логике управляют дискретно при переходе из одного диапазона температур в другой и плавно внутри каждого диапазона, используя систему зависящих от ее температуры t линейных уравнений, справедливых соответственно в конкретном диапазоне изменения температуры АБ. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующих в качестве первичных источников энергии батареи фотоэлектрические (БФ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ). Техническим результатом изобретения является сдерживание процесса возникновения аварийной ситуации из-за нарушения энергобаланса. Это достигается тем, что одну из двух панелей солнечной батареи поворачивают с нейтрального положения по тангажу по ходу часовой стрелки, другую панель таким же образом поворачивают против хода часовой стрелки или наоборот соответственно на углы φ1,
φ2, образованные продольными осями космического аппарата и передней и задней панелей солнечных батарей, при этом освещаемые плоскости панелей солнечной батареи после перекладок панелей образуют тупой угол, равный (180°+φ1+φ2); о наличии режима максимального отбора мощности фотоэлектрической батареи судят по закону изменения входного напряжения от времени на световом участке орбиты космического аппарата, при этом данную схему перекладок панелей используют для относительно малых углов β между плоскостью орбиты и направлением на Солнце, например, в диапазоне его изменения от «минус» 30° до «плюс» 30°, а допустимые углы перекладок панелей φ1доп и φ2доп определяют из условия:
φ1доп≤φ1опт=arccos(R3/(R3+H1)),
φ2доп≤φ2опт=arccos(R3/(R3+H2)),
где φ1опт - оптимальный угол перекладки, при котором обеспечивается режим максимального отбора мощности передней панели; φ2опт - оптимальный угол перекладки, при котором обеспечивается режим максимального отбора мощности задней панели; R3 - радиус Земли; Н1 - высота орбиты КА в точке выхода его из теневого участка; Н2 - высота орбиты КА в точке входа его в теневой участок. 5 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 способам эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (НВАБ) в автономных системах электропитания космических аппаратов (СЭКА)
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при проектировании системы электропитания космического аппарата
