CN103414430B - 一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法 - Google Patents

Abstract

一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法，在太阳帆板驱动装置的主份驱动线路、备份驱动线路以及太阳帆板驱动装置的各单相电机绕组之间增加线路切换继电器组和绕组切换继电器组，其中线路切换继电器组用于切换电机绕组使用主份驱动线路还是使用备份驱动线路，绕组切换继电器组用于切换电机使用主份绕组还是备份绕组。本发明方法通过引入切换电路，彻底解决了主备份线路间耦合的影响，实现严格冷备份目标，并且通过切换控制，使帆板驱动线路驱动电机绕组工作具有四种驱动模式，在任一单份驱动线路故障和任一单份电机绕组断路故障同时出现时，仍能保证电机正常工作，大大提高了产品可靠性。

Description

一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法

技术领域

本发明涉及一种太阳帆板驱动线路和驱动机构的电气连接方法，适用于采用帆板驱动机构的三轴稳定卫星平台。

背景技术

为满足在轨能源供给，大多数三轴稳定卫星都采用帆板式太阳电池阵列并使用太阳帆板驱动装置使太阳电池阵对日定向。太阳帆板驱动装置由驱动机构和驱动线路组成，驱动机构通常采用步进电机作为驱动源，为满足高可靠性要求，电机的每相绕组都由主份绕组和备份绕组构成，如两相电机，其绕组分2组，共有4根，8个引出线。主份绕组和备份绕组为并绕模式，正常时只对单份绕组（主份或备份）加电工作。帆板驱动线路同样也采取冗余设计，由主份驱动线路和备份驱动线路共两个驱动线路构成。

通常，驱动线路和电机各单相绕组的连接方式是：主份驱动线路的输出连接到电机各单项绕组的主份绕组，备份驱动线路的输出连接到电机各单项绕组的备份绕组。因此，虽然从原理上看这两组线路是相互独立的，但由于主份绕组和备份绕组是并绕模式，此时工作的电机绕组会通过电磁耦合施加电应力到非工作线路上，从而对非通电器件产生应力冲击。

另外，单份线路输出接口连接绕组的器件失效，如三极管CE击穿导致连接的单份绕组对地短路，不仅自身驱动功能失去，同时会降低或改变另一份绕组线圈的电感特性，导致另一份也不能正常工作，使整机性能下降甚至失效，主备份达不到冗余设计目的。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可以有效减小帆板驱动线路主备份线路之间磁耦合的方法。

本发明的技术解决方案是：一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法，在太阳帆板驱动装置的主份驱动线路、备份驱动线路以及太阳帆板驱动装置的各单相电机绕组之间增加线路切换继电器组和绕组切换继电器组，其中：

设定线路切换继电器组由2n个继电器构成，分为数量相同的A组和B组，A组的n个继电器并联，A组所有继电器的静触点a接主份驱动线路输出的一端，A组所有继电器的静触点b接备份驱动线路输出的一端，A组所有继电器的动触点汇聚在节点M；B组的n个继电器也并联，B组所有继电器的静触点a接主份驱动线路输出的另一端，B组所有继电器的静触点b接备份驱动线路输出的另一端，B组所有继电器的动触点汇聚在节点M’，n大于等于2；

设定绕组切换继电器组也由2n个继电器构成，分为数量相同的C组和D组，C组的n个继电器并联，C组所有继电器的静触点a接单相电机绕组中主份绕组的一端，C组所有继电器的静触点b接单相电机绕组中备份绕组的一端，C组所有继电器的动触点汇聚在节点M；D组的n个继电器并联，D组所有继电器的静触点a接单相电机绕组中主份绕组的另一端，D组所有继电器的静触点b接单相电机绕组中备份绕组的另一端，D组所有继电器的动触点汇聚在节点M’。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明方法通过引入切换电路，单相电机绕组连接主份驱动线路还是备份驱动线路，均可根据主备份驱动线路本身的加电状态进行实时切换，保证驱动线路输出的正确性和一致性。

（2）由于驱动线路和电机负载绕组都采用主备份冗余设计，为保证系统的可靠度，切换线路的继电器进行了矩阵式设计，继电器的驱动线路采用并联冗余设计，确保任一继电器或器件故障不影响系统正常工作。

（3）采用本发明方法彻底解决了主备份线路间耦合的影响，实现严格冷备份目标，并且通过切换控制，使帆板驱动线路驱动电机绕组工作具有四种驱动模式：主份驱动线路驱动主份电机绕组、主份驱动线路驱动备份电机绕组、备份驱动线路驱动主份电机绕组、备份驱动线路驱动备份电机绕组，在任一单份驱动线路故障和任一单份电机绕组断路故障同时出现时，仍能保证电机正常工作，大大提高产品可靠性。

附图说明

图1为本发明方法的原理图。

具体实施方式

本发明方法的基本思想是：在保留两套相对独立的主备份驱动线路的同时，增加切换线路，在每路驱动输出通路上设置前后两组继电器，使驱动线路主备份和电机绕组负载主备份连接均可控制，保证非工作的驱动线路和非工作的电机绕组经继电器隔离，不受工作绕组的电流影响，从而解决主备份驱动线路之间的耦合干扰问题。

帆板驱动所使用的步进电机一般为2相，即绕组为2组，对于2相、4相或更多相步进电机，本设计方法都适用，这里以1组绕组（AM1-AM1’为主份，BM1-BM1’为备份）的连接和切换方法说明，对于多相绕组切换和连接，实施方式是一致的。

切换线路按功能区分主要包括两部分线路，一是切换绕组使用主份驱动线路还是使用备份驱动线路，一是切换电机使用主份绕组还是备份绕组。

如图1所示，当上位机对主份驱动线路加电时，切换电路识别到主份电源上电信号有效，发出“连主份线路”指令，继电器K1、K1’、K2、K2’都切到触点a，使得AC1、AC1’被选通连接，BC1、BC1’断开连接。同理，当上位机对备份驱动线路加电时，切换电路识别到备份电源上电信号有效，发出“连备份线路”指令，继电器K1、K1’、K2、K2’都切到触点b，BC1、BC1’被选通连接，AC1、AC1’断开连接。

绕组切换指令为主备份系统的控制线路接收上位机发出的脉宽信号，当发出“使用绕组A”脉冲指令时，产生“切主份绕组”指令，继电器K3、K3’、K4、K4’都切到触点a，使得AM1、AM1’被选通连接，BM1、BM1’断开连接。当发出“使用绕组B”脉冲指令时，产生“切备份绕组”指令，继电器K3、K3’、K4、K4’都切到触点b，使得BM1、BM1’被选通连接，AM1、AM1’断开连接。

图1中，单相电机绕组的每端由两个继电器并联切换，且绕组两端同时切换，每个绕组两端的切换不在同一个继电器上。这种矩阵结构保证了任意一个继电器出现故障时对切换功能没有影响。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种减小帆板驱动线路主备份磁耦合的方法，其特征在于：在太阳帆板驱动装置的主份驱动线路、备份驱动线路以及太阳帆板驱动装置的各单相电机绕组之间增加线路切换继电器组和绕组切换继电器组，其中：

设定线路切换继电器组由2n个继电器构成，分为数量相同的A组和B组，A组的n个继电器并联，A组所有继电器的静触点a接主份驱动线路输出的一端，A组所有继电器的静触点b接备份驱动线路输出的一端，A组所有继电器的动触点汇聚在节点M；B组的n个继电器也并联，B组所有继电器的静触点a接主份驱动线路输出的另一端，B组所有继电器的静触点b接备份驱动线路输出的另一端，B组所有继电器的动触点汇聚在节点M’，n大于等于2；

设定绕组切换继电器组也由2n个继电器构成，分为数量相同的C组和D组，C组的n个继电器并联，C组所有继电器的静触点a接单相电机绕组中主份绕组的一端，C组所有继电器的静触点b接单相电机绕组中备份绕组的一端，C组所有继电器的动触点汇聚在节点M；D组的n个继电器并联，D组所有继电器的静触点a接单相电机绕组中主份绕组的另一端，D组所有继电器的静触点b接单相电机绕组中备份绕组的另一端，D组所有继电器的动触点汇聚在节点M’。