Автономная система электроснабжения



Автономная система электроснабжения

 


Владельцы патента RU 2522728:

Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к системам электроснабжения автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей. Технический результат - уменьшение количества оборудования. Сущность технического решения заключается в том, что использование солнечной батареи с дополнительной промежуточной шиной, включенной в цепь второго входного силового вывода стабилизатора напряжения, уменьшает амплитуду пульсации напряжения на обмотках дросселя стабилизатора напряжения при коммутации его ключевого элемента на величину напряжения промежуточной шины солнечной батареи, а введение в стабилизатор напряжения двухобмоточного дросселя и второго конденсатора реализует сглаживающий магнитно-связанный фильтр, который совместно с дополнительным диодом и четырьмя ключевыми элементами интегрирует в стабилизатор напряжения дополнительные функции заряда и разряда аккумуляторной батареи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей.

Известна автономная система электроснабжения (СЭС), состоящая из солнечной и аккумуляторной батарей, стабилизатора напряжения, зарядного и разрядного устройств, первые входные силовые выводы стабилизатора напряжения и зарядного устройства соединены с потенциальной шиной солнечной батареи, первый выходной силовой вывод зарядного устройства и первый входной силовой вывод разрядного устройства соединены с потенциальной шиной аккумуляторной батареи, первые выходные силовые выводы стабилизатора напряжения и разрядного устройства соединены с выходной потенциальной шиной СЭС, вторые входные и выходные силовые выводы стабилизатора напряжения, зарядного и разрядного устройств, а также нулевая шина солнечной и аккумуляторной батарей соединены с нулевой выходной шиной СЭС [1].

При наличии энергии в солнечной батарее стабилизатор напряжения передает ее энергию бортовым потребителям, а зарядное устройство питает аккумуляторную батарею. При отсутствии энергии в солнечной батарее питание бортовых потребителей осуществляется разрядным устройством от аккумуляторной батареи.

Недостатком известной СЭС является большое количество оборудования, а также большая величина коммутируемого напряжения на дросселе стабилизатора напряжения, что ухудшает массогабаритные показатели системы.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является СЭС, состоящая из солнечной и аккумуляторной батарей, зарядного и разрядного устройств и стабилизатора напряжения, первые входные силовые выводы стабилизатора напряжения и зарядного устройства соединены с потенциальной шиной солнечной батареи, первый выходной силовой вывод зарядного устройства, первый входной силовой вывод разрядного устройства и второй входной силовой вывод стабилизатора напряжения соединены с потенциальной шиной аккумуляторной батареи, первые выходные силовые выводы стабилизатора напряжения и разрядного устройства соединены с выходной потенциальной шиной СЭС, вторые входные и выходные силовые выводы зарядного поразрядного устройств, второй выходной силовой вывод стабилизатора напряжения, а также нулевые шины солнечной и аккумуляторной батарей соединены с нулевой выходной шиной СЭС [2].

В известной СЭС соединение второго входного силового вывода стабилизатора напряжения с потенциальной шиной аккумуляторной батареи уменьшает величину коммутируемого напряжения на дросселе стабилизатора напряжения на значение напряжения аккумуляторной батареи.

Недостатком известной СЭС является большое количество оборудования.

Цель предлагаемого изобретения состоит в уменьшении количества оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в СЭС, состоящей из солнечной и аккумуляторной батарей и стабилизатора напряжения, который содержит ключевой элемент, диод, обмотку дросселя и конденсатор, первый силовой вывод ключевого элемента соединен с первым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, первый вывод диода соединен со вторым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод ключевого элемента и второй вывод диода соединены с первым выводом обмотки дросселя, второй вывод обмотки дросселя и первый вывод конденсатора соединены с первым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй вывод конденсатора соединен со вторым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения, первый входной силовой вывод стабилизатора напряжения соединен с потенциальной шиной солнечной батареи, первый выходной силовой вывод стабилизатора напряжения соединен с выходной потенциальной шиной СЭС, нулевые шины солнечной и аккумуляторной батарей, второй выходной силовой вывод стабилизатора напряжения соединены с нулевой выходной шиной СЭС, солнечная батарея выполнена с дополнительной промежуточной шиной, которая соединена со вторым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, а в стабилизатор напряжения дополнительно введены: вторая обмотка дросселя, второй конденсатор и второй ключевой элемент, второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, первый вывод второго конденсатора соединен с первым выводом первой обмотки дросселя, второй вывод второй обмотки дросселя соединен с первым силовым выводом второго ключевого элемента, второй силовой вывод второго ключевого элемента соединен со вторым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения, кроме того, в стабилизатор напряжения дополнительно введены: третий входной силовой вывод, третий и четвертый ключевые элементы, первые силовые выводы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с третьим входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод третьего ключевого элемента соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, второй силовой вывод четвертого ключевого элемента соединен с первым выводом первой обмотки дросселя, кроме того, в стабилизатор напряжения дополнительно введены: пятый ключевой элемент и второй диод, первый силовой вывод пятого ключевого элемента соединен с первым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод пятого ключевого элемента соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, первый вывод второго диода соединен со вторым выводом второй обмотки дросселя, второй вывод второго диода соединен с третьим входным силовым выводом стабилизатора напряжения.

Сущность технического решения заключается в том, что использование солнечной батареи с дополнительной промежуточной шиной, включенной в цепь второго входного силового вывода стабилизатора напряжения, уменьшает амплитуду пульсации напряжения на обмотках дросселя стабилизатора напряжения при коммутации его ключевого элемента на величину напряжения промежуточной шины солнечной батареи, а введение в стабилизатор напряжения двухобмоточного дросселя и второго конденсатора реализует сглаживающий магнитно-связанный фильтр [3], который совместно с дополнительным диодом и четырьмя ключевыми элементами интегрирует в стабилизатор напряжения дополнительные функции заряда и разряда аккумуляторной батареи.

На чертеже приведена схема предлагаемой СЭС, она содержит солнечную батарею 1, аккумуляторную батарею 2, стабилизатор напряжения 3 и бортовые потребители 4. Солнечная батарея 1 имеет нулевую, потенциальную U1СБ и промежуточную U2СБ шины. Стабилизатор напряжения 3 состоит из пяти ключевых элементов 5, 10-13, двух диодов 6 и 14, двухобмоточного дросселя 7 с обмотками 7.1 и 7.2, двух конденсаторов 8 и 9, первые силовые выводы ключевых элементов 5 и 13 соединены с первым входным силовым выводом стабилизатора напряжения 3, первый вывод диода 6 соединен со вторым входным силовым выводом стабилизатора напряжения 3, первые силовые выводы ключевых элементов 11, 12 и второй вывод диода 14 соединены с третьим входным силовым выводом стабилизатора напряжения 3, второй силовой вывод ключевых элементов 5 и 12, второй вывод диода 6, первый вывод конденсатора 9 и первый вывод обмотки 7.1 дросселя 7 соединены между собой, вторые силовые выводы ключевых элементов 11 и 13, второй вывод конденсатора 9 и первый вывод обмотки 7.2 дросселя 7 соединены между собой, второй вывод обмотки 7.1 дросселя 7, первый вывод конденсатора 8 соединен с первым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения 3, второй вывод обмотки 7.2 дросселя 7, первый вывод диода 14 и первый силовой вывод ключевого элемента 10 соединены между собой, второй вывод ключевого элемента 10 и второй вывод конденсатора 8 соединены со вторым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения 3. Первый входной силовой вывод стабилизатора напряжения 3 соединен с потенциальной шиной U1СБ солнечной батареи 1, второй входной силовой вывод стабилизатора напряжения 3 соединен с промежуточной шиной U2СБ солнечной батареи 1, третий входной силовой вывод стабилизатора напряжения 3 соединен с потенциальной шиной UАБ аккумуляторной батареи 2, первый выходной силовой вывод стабилизатора напряжения 3 соединен с потенциальной шиной бортовых потребителей 4, являющейся выходной шиной Uн СЭС, нулевая шина солнечной батареи 1, нулевая шина аккумуляторной батареи 2 и второй выходной силовой вывод стабилизатора напряжения 3 соединены с нулевой шиной бортовых потребителей 4, являющейся нулевой выходной шиной U0 СЭС.

Автономная СЭС, состоящая из (см. чертеж) солнечной батареи 1, аккумуляторной батареи 2, стабилизатора напряжения 3 и бортовых потребителей 4 со стабилизатором напряжения 3, содержащим пять ключевых элементов 5, 10-13, дроссель 7 с обмотками 7.1 и 7.2, два диода 6, 14 и два конденсатора 8, 9, работает следующим образом:

При наличии энергии в солнечной батарее 1 и заряженной аккумуляторной батарее 2 стабилизацию напряжения на выходной потенциальной шине Uн осуществляют коммутацией ключевого элемента 5 при замкнутом ключевом элементе 10 и разомкнутых ключевых элементах 11-13. При этом на периоде коммутации при замкнутом состоянии ключевого элемента 5 энергия солнечной батареи 1 с потенциальной шины UСБ1 поступает на выходную шину Uн и накапливается в дросселе 7, увеличивая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = ( U С Б 1 U н ) t з L ,

где L - индуктивность обмоток дросселя 7, tз - длительность замкнутого состояния ключевого элемента 5, (UСБ1-Uн) - значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

При разомкнутом состоянии ключевого элемента 5 на выходную шину Uн поступают энергия солнечной батареи, 1 с промежуточной шины UСБ2 и накопленная в дросселе 7, уменьшая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением

Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = ( U С Б 2 U н ) t р L ,

где tр - длительность разомкнутого.состояния ключевого элемента 5, (UСБ2-Uн) - значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

В этом режиме соединение второго входного силового вывода стабилизатора напряжения 3 с промежуточной шиной UСБ2 солнечной батареи 1 уменьшает величину коммутируемого напряжения на обмотках дросселя 7 на значение напряжения промежуточной шины UСБ2 солнечной батареи 1, что, в свою очередь, уменьшает амплитуду переменной составляющей суммарного тока обмоток дросселя 7, при этом на выходную шину Uн СЭС поступает ток обмотки 7.1 дросселя 7.

При отсутствии энергии в солнечной батарее 1 и заряженной аккумуляторной батареи 2 стабилизация напряжения на выходной потенциальной шине Uн осуществляют поочередной коммутацией ключевых элементов 11 и 12 при разомкнутых ключевых элементах 5, 13 и замкнутом ключевом элементе 10. При этом на периоде коммутации при замкнутом состоянии ключевого элемента 11 и разомкнутом состоянии ключевого элемента 12 энергия аккумуляторной батареи 2 с потенциальной шины UАБ накапливается в дросселе 7, увеличивая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением

Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = U А Б t з L ,

где tз - длительность замкнутого состояния ключевого элемента 11, (UАБ) - значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

При разомкнутом состоянии ключевого элемента 11 и замкнутом состоянии ключевого элемента 12 на выходную шину Uн поступают энергия аккумуляторной батареи 2 с потенциальной шины UАБ и энергия, накопленная в дросселе 7, уменьшая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением

Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = ( U А Б U н ) t р L ,

где tр - длительность разомкнутого состояния ключевого элемента 11, (UАБ-Uн) - значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

В этом режиме переключение суммарного тока обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 с ключевого элемента 11 на ключевой элемент 12 и обратно происходит через конденсатор 9, а на выходную шину Uн СЭС поступает ток обмотки 7.1 дросселя 7.

При наличии энергии в солнечной батарее 1 и разряженной аккумуляторной батареи 2 стабилизация напряжения на выходной потенциальной шине Uн осуществляют коммутацией ключевого элемента 13 при разомкнутом состоянии ключевых элементов 5, 10-12. При этом на периоде коммутации при замкнутом состоянии ключевого элемента 13 энергия солнечной батареи 1 с потенциальной шины UСБ1 поступает на потенциальную шину UАБ аккумуляторной батареи (заряжает аккумуляторную батарею) и накапливается в дросселе 7, увеличивая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением

Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = ( U С Б 1 U А Б ) t з L ,

где tз - длительность замкнутого состояния ключевого элемента 13, (UСБ1-UАБ) - значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

При разомкнутом состоянии ключевого элемента 13 на выходную шину Uн поступают энергия солнечной батареи 1 с промежуточной шины UСБ2 и энергия, накопленная в дросселе 7, уменьшая суммарный ток обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 в соответствии с выражением

Δ ( I L 7 . 1 + I L 7 . 2 ) = ( U С Б 2 U н ) t р L ,

где tр - длительность разомкнутого состояния ключевого элемента 13, (UСБ2-Uн) -значение напряжения, поступающего на обмотки дросселя 7.

В этом режиме переключение суммарного тока обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7 с ключевого элемента 13 на диод 6 и обратно происходит через конденсатор 9, на выходную шину Uн СЭС поступает ток обмотки 7.1 дросселя 7, а заряд аккумуляторной батареи осуществляют током обмотки 7.2 дросселя 7.

Таким образом, использование в СЭС солнечной батареи 1 с дополнительной промежуточной шиной, включенной в цепь второго входного силового вывода стабилизатора напряжения 3, уменьшает амплитуду пульсации напряжения на обмотках дросселя 7 в режиме стабилизации выходного напряжения СЭС от солнечной батареи 1, а введение в состав стабилизатора напряжения 3 дросселя 7 с двумя обмотками 7.1, 7.2 и второго конденсатора 9 реализует сглаживающий магнитно-связанный фильтр, который совместно с дополнительным диодом 14 и четырьмя ключевыми элементами 10-13 интегрирует в стабилизатор напряжения 3 дополнительные функции заряда и разряда аккумуляторной батареи 2, кроме того, на выходную шину Uн СЭС во всех режимах работы поступает ток обмотки 7.1 дросселя 7, величина переменной составляющей которого меньше переменной составляющей суммарного тока обмоток 7.1 и 7.2 дросселя 7.

ЛИТЕРАТУРА

1. Варианты построения экстремальных шаговых регуляторов мощности солнечных батарей. / Ю.А.Шиняков, К.Г.Гордеев, С.П.Черданцев, П.В.Обрусник // Труды ВНИИЭМ. -М., 1997. Т.97. Электромеханические устройства космических аппаратов. С.83-92.

2. Патент РФ №2402136, МПК7 Н02J 7/00, Н02J 7/34, опубл. 20.10.2010Э, БИПМ №29 (прототип).

3. Магнитно-связанный сглаживающий фильтр для импульсных регуляторов и преобразователей постоянного напряжения. / А.Г.Поликарпов и др. - ЭТвА, 1986, вып.17, с.116-121.

1. Автономная система электроснабжения (СЭС), состоящая из солнечной и аккумуляторной батарей и стабилизатора напряжения, содержащего ключевой элемент, диод, дроссель с одной обмоткой и конденсатор, первый силовой вывод ключевого элемента соединен с первым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, первый вывод диода соединен со вторым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод ключевого элемента и второй вывод диода соединены с первым выводом обмотки дросселя, второй вывод обмотки дросселя и первый вывод конденсатора соединены с первым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй вывод конденсатора соединен со вторым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения, первый входной силовой вывод стабилизатора напряжения соединен с потенциальной шиной солнечной батареи, первый выходной силовой вывод стабилизатора напряжения соединен с выходной потенциальной шиной СЭС, нулевые шины солнечной и аккумуляторной батарей, второй выходной силовой вывод стабилизатора напряжения соединены с нулевой выходной шиной СЭС, отличающаяся тем, что солнечная батарея выполнена с дополнительной промежуточной шиной, которая соединена со вторым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, а в стабилизатор напряжения дополнительно введены: вторая обмотка дросселя, второй конденсатор и второй ключевой элемент, второй вывод второго конденсатора соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, первый вывод второго конденсатора соединен с первым выводом первой обмотки дросселя, второй вывод второй обмотки дросселя соединен с первым силовым выводом второго ключевого элемента, второй силовой вывод второго ключевого элемента соединен со вторым выходным силовым выводом стабилизатора напряжения.

2. СЭС по п.1, отличающаяся тем, что в стабилизатор напряжения дополнительно введены: третий входной силовой вывод, третий и четвертый ключевые элементы, первый силовой вывод третьего и четвертого ключевых элементов соединены с третьим входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод третьего ключевого элемента соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, второй силовой вывод четвертого ключевого элемента соединен с первым выводом первой обмотки дросселя.

3. СЭС по п.1, отличающаяся тем, что в стабилизатор напряжения дополнительно введены пятый ключевой элемент и второй диод, первый силовой вывод пятого ключевого элемента соединен с первым входным силовым выводом стабилизатора напряжения, второй силовой вывод пятого ключевого элемента соединен с первым выводом второй обмотки дросселя, первый вывод второго диода соединен со вторым выводом второй обмотки дросселя, второй вывод второго диода соединен с третьим входным силовым выводом стабилизатора напряжения.



 

Похожие патенты:

Заявляемое изобретение относится к области космической энергетики, конкретнее к бортовым системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА). Технический результат заключается в повышении эффективности использования солнечной батареи и надежности системы электропитания КА, позволяющий осуществлять возможность поддержания стабилизации номиналов напряжения постоянного и переменного тока, необходимого для питания разнообразных нагрузок КА.

Изобретение относится к системе бесперебойного электропитания и, в частности, к системе бесперебойного электропитания, имеющей упрощенную схему индикации наличия напряжения.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к области энергетики, и позволяет осуществлять прецизионное регулируемое питание потребителей постоянного тока, и может быть реализовано в сложных технологических комплексах большой мощности.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности энергоснабжения.

Система автономного электроснабжения относится к области электроэнергетики. Технический результат - повышение перегрузочной способности системы в автономном режиме работы при возникновении пиковых и дополнительных нагрузок путем обеспечения параллельной работы инвертора и электрогенератора. Задача решена за счет того, что в схему дополнительно введены блок синхронизации и распределения нагрузки с информационным входом и двумя информационными выходами и блок управления возбуждением генератора, а первый выход блока синхронизации и распределения нагрузки соединен посредством блока управления возбуждением с системой управления генератором, его второй выход - с системой управления ДВС, его вход - с дополнительно введенным третьим информационным выходом блока коммутации, причем первый вход инвертора соединен с выходом генератора, его первый выход - с первым входом блока коммутации, а первый выход блока коммутации подключен к потребителю электроэнергии. Обеспечение параллельной работы инвертора и электрогенератора позволяет решить проблему энергоснабжения охранной сигнализации загородного дома, на производстве и т.д. в период отсутствия электроэнергии. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение качества и эффективности бесперебойного электроснабжения потребителей, а также увеличение ресурса работы аккумуляторов. Согласно способу напряжение постоянного тока источника стабилизируют при помощи стабилизаторов с гальванической развязкой до уровня напряжения заряда аккумулятора, при помощи стабилизаторов осуществляют параллельный заряд последовательно соединенных аккумуляторов, электропитание потребителю подают с полюсов, образованных последовательно соединенными аккумуляторами, при этом через аккумуляторы постоянно протекает ток, являющийся разницей тока разряда и тока заряда. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение бесперебойности питания в случае отказа любых собственных узлов источника электропитания. Источник содержит два входных AC/DC преобразователя и выходной DC/DC преобразователь напряжения, систему управления преобразователями и аккумуляторную батарею (АБ). Выход первого входного AC/DC преобразователя напряжения подключается через диод к нагрузке, а выход второго выходного преобразователя через другой диод - к АБ. Выходной DC/DC преобразователь напряжения включен между катодами указанных диодов после входных преобразователей. Параллельно выходному DC/DC преобразователю напряжения включен электронный ключ и выходной контактор. 3 ил.

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 посредством параллельного стабилизированного преобразователя, а стабилизацию напряжения остальных нагрузок проводят от шин питания первой нагрузки сериесными стабилизированными преобразователями, при этом согласование работы первичного и вторичного источников электроэнергии проводят только на первом уровне стабилизации напряжения. Первичный источник ограниченной мощности делят на «m» секций, силовой транзисторный ключ параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя делят на «m» единичных силовых транзисторных ключей и каждую секцию первичного источника ограниченной мощности стабилизируют соответствующим силовым транзисторным ключом параллельного стабилизированного преобразователя, при этом управление силовыми транзисторными ключами проводят от общей схемы управления с широтно-импульсным модулятором. Технический результат - повышение функциональной надёжности. 1 з.п. ф-лы, 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 области электротехники и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей в автономных системах электропитания, в частности в системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ), малых космических аппаратов. Технический результат - увеличение обеспечиваемого количества заряд-разрядных циклов батареи, имеющей в своем составе последовательно соединенные основные и резервные аккумуляторы, повышение эффективности использования энергии резервных аккумуляторов. В процессе эксплуатации батареи осуществляют подзаряд от индивидуальных источников напряжения только наиболее разряженных аккумуляторов в составе батареи. Питание индивидуальных источников, которые выполнены в виде выходных каскадов преобразователя постоянного напряжения, осуществляют от резервных аккумуляторов батареи. При этом на выходах индивидуальных источников формируют напряжения, равные текущему среднему значению напряжений на аккумуляторах батареи, а для питания нагрузки используют электрическую энергию только основных аккумуляторов батареи. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании автономных систем электропитания (СЭП) искусственных спутников Земли (ИСЗ). Техническим результатом изобретения является повышение функциональной надежности автономной системы электропитания ИСЗ. Для достижения технического результата предлагается способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника Земли от первичного источника ограниченной мощности, например солнечной батареи, и вторичного источника электроэнергии, например аккумуляторной батареи, заключающийся в стабилизации «n» номиналов напряжения нагрузки и согласовании работы первичного и вторичного источников электроэнергии, причем вначале стабилизируют напряжение на нагрузке, имеющей максимальное входное напряжение питания посредством параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя, содержащего силовой транзисторный ключ и схему управления с широтно-импульсным модулятором, а стабилизацию напряжения остальных нагрузок проводят от шин питания первой нагрузки сериесными стабилизированными преобразователями, при этом согласование работы первичного и вторичного источников электроэнергии проводят только на первом уровне стабилизации напряжения, кроме того, первичный источник ограниченной мощности делят на «m» секций, стабилизируемых индивидуально посредством «m» секций параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании автономных систем электропитания (СЭП) искусственных спутников Земли (ИСЗ). Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение функциональной надежности автономной системы электропитания ИСЗ.Указанный технический результат достигается тем, что предусматривают дополнительные, к «m», одну или несколько секций параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя, которые подключают через развязывающие диоды к секциям первичного источника ограниченной мощности. При этом мощность дополнительных секций параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя рассчитывают исходя из мощности допустимого количества отказавших секций параллельного короткозамкнутого стабилизированного преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов, и может быть использовано в системе питания автоматических космических аппаратов на основе солнечных и аккумуляторных батарей. Система электропитания содержит солнечную батарею(СБ), аккумуляторную батарею (АБ), регулятор напряжения и разрядное устройство, которые выполнены в виде мостовых инверторов. Зарядное устройство, два отдельных согласующих трансформатора, систему управления с экстремальным регулированием мощности, нагрузку с различными номиналами питающего напряжения. СБ подключена к регулятору напряжения, выход которого соединен с первичной обмоткой первого трансформатора. АБ подключена к разрядному устройству, выход которого соединен с первичной обмоткой второго трансформатора и к зарядному устройству, вход которого соединен с вторичной обмоткой первого трансформатора. Вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены последовательно и через выпрямитель питают нагрузку. Технический результат - повышение энергетической эффективности за счет реализации экстремального регулирования мощности как в режиме заряда АБ, так и в режиме совместного питания бортовой нагрузки от СБ и АБ. 3 ил.

Изобретение относится к энергоустановкам на топливных элементах и может использоваться при проектировании автономных, резервных и транспортных энергоустановок. В энергоустановке, содержащей генератор на топливных элементах, блок аккумуляторных батарей, три контактора, два разделительных диода, инвертор, зарядное устройство, систему автоматического управления и контроля, потребители собственных нужд, датчик напряжения генератора, коммутационные элементы и внешнюю нагрузку, контактор, подключающий внешнюю нагрузку, снабжен дополнительным силовым контактом, включенным параллельно диоду между генератором и инвертором. В результате достигается технический результат - существенно снижаются потери мощности на указанном диоде и повышается КПД энергоустановки. Кроме того, отпадает необходимость в установке мощного теплоотвода для диода, что упрощает конструкцию и повышает надежность эксплуатации энергоустановки в целом. 1ил.
Наверх