RU117194U1 - Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата - Google Patents
Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU117194U1 RU117194U1 RU2012105520/08U RU2012105520U RU117194U1 RU 117194 U1 RU117194 U1 RU 117194U1 RU 2012105520/08 U RU2012105520/08 U RU 2012105520/08U RU 2012105520 U RU2012105520 U RU 2012105520U RU 117194 U1 RU117194 U1 RU 117194U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- controller
- main
- backup
- control unit
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
1. Аппаратура регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения космического аппарата, включающая центральный блок управления (ЦБУ) и преобразователи энергии, каждый из которых содержит основной и резервный регуляторы, содержащие каждый силовой модуль (СМ), контроллер, модуль последовательного интерфейса (МПИ) и датчик рассогласования, ЦБУ содержит контроллер центрального управления, МПИ, блок фильтров и шину нагрузки АРК, объединенные входы СМ основного и резервного регулятора каждого преобразователя энергии предназначены для подключения к источнику питания, например аккумуляторным и солнечным батареям, при этом в каждом преобразователе выходы всех СМ подключены к блоку фильтров ЦБУ, входы контроллеров основного и резервного регуляторов через датчики рассогласования подключены к шине нагрузки ЦБУ, предназначенной для подключения нагрузок СЭС, контроллеры основного и резервного регулятора подключены к основному и резервному МПИ соответственно, соединенными между собой дублированными линиями, отличающаяся тем, что каждый преобразователь энергии дополнен четырьмя управляемыми регистрами и блоком контроля, объединенные входы первого и второго регистра подключены к выходу контроллера основного регулятора, а третьего и четвертого регистра к выходу контроллера резервного регулятора, объединенные выходы первого и третьего регистра подключены к выходу СМ основного регулятора, второго и четвертого регистра к выходу СМ резервного регулятора, входы блока контроля связаны с выходными портами контроллеров основного и резервного регуляторов, генерирующих непрерывные прямоугольные импульсы, а вы�
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения космических аппаратов. Техническим результатом является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.
Известна аппаратура регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения (СЭС) космического аппарата (КА), содержащая n регуляторов, каждый из которых содержит регулирующий силовой орган (силовой модуль - СМ), блок управления (контроллер) и датчик рассогласования, выходы всех СМ предназначены для подключения к шине нагрузки СЭС через блок фильтров, входы СМ предназначены для подключения к источникам питания (аккумуляторным и солнечным батареям), входы контроллеров через датчики рассогласования подключены к шине нагрузки, а выходы контроллеров к управляющим входам СМ, все датчики рассогласования связаны между собой линиями связи через сумматоры напряжений. (Патент №2152069, G05F 1/59, Тищенко А.К., Ганкевич П.Т., В.В.Савенков, Ливший Г.Д., 2000 г.)
К недостаткам АРК следует отнести недостаточные надежность и стабильность работы, а также сложность управления в связи с большим количеством линий связи между регуляторами и бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ), а также между датчиками рассогласований и сумматорами напряжений.
В качестве прототипа принята аппаратура регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения космического аппарата, включающая дублированный центральный блок управления (ЦБУ) и n дублированных (основной и резервный) регулятора, каждый из которых содержит регулирующий силовой орган (модуль СМ), контроллер, модуль последовательного интерфейса (МПИ) и датчик рассогласования, ЦБУ содержит контроллер центрального управления, модуль последовательного интерфейса, блок фильтров и шину нагрузки АРК, объединенные входы основного и резервного СМ каждого регулятора предназначены для подключения к источникам питания (аккумуляторным и солнечным батареям), входы контроллеров регуляторов через датчики рассогласования подключены к шине нагрузки, выходы всех СМ подключены к входу блока фильтров ЦБУ, шина нагрузки АРК предназначена для подключения нагрузки СЭС, выходы основного и резервного контроллера подключены к управляющим входам СМ, основного и резервного, соответственно, все контроллеры подключены к модулям последовательного интерфейса, соединенным между собой дублированными линиями связи. («Средства измерения параметров и управления режимами в аппаратуре регулирования и контроля электроснабжения космических аппаратов», Ф.С.Власов, В.А.Михайлов, А.К.Тищенко, В.Н.Поспелов, журнал «Технологии ЭМС», 2008 г., №4, стр.24-33, ISSN 1729-2670, УДК 621.317.7:621.372).
Резервирование элементов регуляторов и линий связи последовательного интерфейса повышает уровень отказоустойчивости АРК, однако общая надежность АРК остается недостаточной, т.к. при выходе из строя в каждом из резервированных регуляторов одного любого блока, регулятор в целом оказывается неработоспособен, несмотря на наличие в системе работоспособных ресурсов. Кроме того, использование в каждом регуляторе автономных датчиков рассогласования напряжений создает предпосылки для повышения пульсаций выходного напряжения из-за возникновения биений напряжений регуляторов, работающих в режиме ШИМ на близких частотах.
Задачей, предлагаемого технического решения является повышение надежности АРК путем использования при отказах работоспособных ресурсов системы, а также снижение пульсаций выходного напряжения и исключение автоколебаний и повышение стабильности работы АРК.
Поставленная задача решается тем, что в аппаратуре регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения космического аппарата, включающей центральный блок управления (ЦБУ) и преобразователи энергии, каждый из которых содержит основной и резервный регуляторы, содержащие каждый силовой модуль (СМ), контроллер, модуль последовательного интерфейса (МПИ) и датчик рассогласования, ЦБУ содержит контроллер центрального управления, МПИ, блок фильтров и шину нагрузки АРК, объединенные входы СМ основного и резервного регулятора каждого преобразователя энергии предназначены для подключения к источнику питания, например, аккумуляторным и солнечным батареям, при этом в каждом преобразователе выходы всех СМ подключены к блоку фильтров ЦБУ, входы контроллеров основного и резервного регуляторов через датчики рассогласования подключены к шине нагрузки ЦБУ, предназначенной для подключения нагрузок СЭС, контроллеры основного и резервного регулятора подключены к основному и резервному МПИ соответственно, соединенным между собой дублированными линиями, каждый преобразователь энергии дополнен четырьмя управляемыми регистрами и блоком контроля, объединенные входы первого и второго регистра подключены к выходу контроллера основного регулятора, а третьего и четвертого регистра к выходу контроллера резервного регулятора, объединенные выходы первого и третьего регистра подключены к выходу СМ основного регулятора, второго и четвертого регистра к выходу СМ резервного регулятора, входы блока контроля связаны с выходными портами контроллеров основного и резервного регуляторов, генерирующих непрерывные прямоугольные импульсы, а выходы блока контроля подключены ко входам всех четырех регистров.
Предусмотрено, что центральный блок управления дополнен датчиком рассогласования напряжения, подключенного входом к шине нагрузок, а выходом к контроллеру центрального управления, при этом все контроллеры основных и резервных регуляторов каждого преобразователя энергии в каждый момент времени через МПИ соединены только с одним датчиком рассогласования.
На фигуре представлена структурная схема аппаратуры регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения космического аппарата, включающая следующие элементы:
1 - центральный блок управления (ЦБУ); 2 - преобразователь энергии (ПЭ); 3 - регулятор основной (РО); 4 - регулятор резервный (РР); 5 - силовой модуль (СМ), 6 - контроллер (К); 7 - модуль последовательного интерфейса (МПИ); 8 - датчик рассогласования (ДР); 9 - контроллер центрального управления (КЦУ); 10 - блок фильтров (БФ); 11 - шина нагрузок (ШН); 12 - управляемый регистр (УР1-УР4); 13 - блок контроля (БК); 14 - источник питания (ИП); 15 - нагрузка СЭС (Нсэс).
АРК работает следующим образом:
В каждом регуляторе 3 РО, 4 РР контроллер 6 К по сигналу датчика рассогласования 8 ДР через управляемые регистры 12 УР выдает ШИМ-сигналы управления на силовые модули 5 CM регуляторов, преобразуя исходные напряжения источников питания в требуемые сигналы на шине АРК.
Выходные потоки энергии отдельных преобразователей энергии 2 ПЭ суммируются 1 ЦБУ, фильтруются с помощью 10 БФ и через шину нагрузки 11 ШН передаются на нагрузку 15 СЭС.
При отсутствии отказов в системе, определяемых блоком контроля основной контроллер 6 К через 12 УР1 управляет основным 5 CM, а резервный контроллер 6 К через 12 УР4 - резервным 5 СМ, а оба силовых модуля СМ, основной и резервный, работают в горячем резерве.
При возникновении одного отказа в любом из контроллеров 6 К, например, основном, блок контроля 13 БК снимает управляющий сигнал с УР1 и выдает управляющий сигнал на УР3, переключая управление обоих СМ на резервный контроллер 6 К.
Таким образом, при одном отказе любого контроллера оба силовых модуля 5 CM продолжают работу в горячем резерве без внешних проявлений отказа. При двух отказах (одного в 5 CM и одного в контроллере 6 К) любой контроллер может управлять любым 5 СМ, а система остается работоспособной при двух отказах в АРК, а не при одном, как в прототипе. Исключение составляют два отказа однотипных блоков, например, два контроллера 6 К или два силовых модуля 5 CM, что согласно вероятностным расчетам втрое менее вероятно, чем отказ одного 5 CM и одного контроллера 6 К.
Следовательно, предлагаемое решение позволяет втрое повысить безотказность АРК, практически не увеличивая его массу и ресурсы.
Использование для всех регуляторов единовременно только одного датчика рассогласования позволяет исключить биение выходных напряжений отдельных преобразователей энергии, а следовательно повысить стабильность их работы и снизить пульсации выходного напряжения.
Claims (2)
1. Аппаратура регулирования и контроля (АРК) системы электроснабжения космического аппарата, включающая центральный блок управления (ЦБУ) и преобразователи энергии, каждый из которых содержит основной и резервный регуляторы, содержащие каждый силовой модуль (СМ), контроллер, модуль последовательного интерфейса (МПИ) и датчик рассогласования, ЦБУ содержит контроллер центрального управления, МПИ, блок фильтров и шину нагрузки АРК, объединенные входы СМ основного и резервного регулятора каждого преобразователя энергии предназначены для подключения к источнику питания, например аккумуляторным и солнечным батареям, при этом в каждом преобразователе выходы всех СМ подключены к блоку фильтров ЦБУ, входы контроллеров основного и резервного регуляторов через датчики рассогласования подключены к шине нагрузки ЦБУ, предназначенной для подключения нагрузок СЭС, контроллеры основного и резервного регулятора подключены к основному и резервному МПИ соответственно, соединенными между собой дублированными линиями, отличающаяся тем, что каждый преобразователь энергии дополнен четырьмя управляемыми регистрами и блоком контроля, объединенные входы первого и второго регистра подключены к выходу контроллера основного регулятора, а третьего и четвертого регистра к выходу контроллера резервного регулятора, объединенные выходы первого и третьего регистра подключены к выходу СМ основного регулятора, второго и четвертого регистра к выходу СМ резервного регулятора, входы блока контроля связаны с выходными портами контроллеров основного и резервного регуляторов, генерирующих непрерывные прямоугольные импульсы, а выходы блока контроля подключены ко входам всех четырех регистров.
2. Аппаратура регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата по п.1, отличающаяся тем, что ЦБУ дополнен датчиком рассогласования напряжения, подключенным входом к шине нагрузок, а выходом к контроллеру центрального управления, при этом все контроллеры основных и резервных регуляторов каждого преобразователя энергии в каждый момент времени через МПИ соединены только с одним датчиком рассогласования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105520/08U RU117194U1 (ru) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105520/08U RU117194U1 (ru) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU117194U1 true RU117194U1 (ru) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105520/08U RU117194U1 (ru) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU117194U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704656C1 (ru) * | 2018-11-12 | 2019-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Система электроснабжения космического аппарата с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи |
-
2012
- 2012-02-16 RU RU2012105520/08U patent/RU117194U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704656C1 (ru) * | 2018-11-12 | 2019-10-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Система электроснабжения космического аппарата с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2735070B1 (en) | Method and apparatus for controlling a hybrid power system | |
JP6923231B2 (ja) | 直流バス制御システム | |
Gupta et al. | Hybrid AC–DC microgrid: Systematic evaluation of control strategies | |
Georgakis et al. | Operation of a prototype microgrid system based on micro-sources quipped with fast-acting power electronics interfaces | |
US20110025130A1 (en) | Systems and method for limiting maximum voltage in solar photovoltaic power generation systems | |
AU2012328766A1 (en) | Master-slave architecture for controlling operation of photovoltaic power plants | |
JP2014063282A (ja) | パワーコンディショナ及びその制御方法 | |
EP3026521B1 (en) | Power conversion device, power management method, and power management system | |
JP2008099527A (ja) | 電力系統に接続された自家発電設備における蓄電池設備および蓄電池設備の運転方法 | |
KR20160097865A (ko) | 직류버스전압 정보를 이용한 하이브리드 에너지 저장 시스템 및 방법 | |
WO2012128252A1 (ja) | 蓄電システム | |
US11025056B2 (en) | Power conversion apparatus, power conversion system, and method for controlling power conversion apparatus | |
CN103597694A (zh) | 太阳能发电系统的运行控制装置 | |
JP2016082874A (ja) | 系統連系太陽光発電システム | |
Jena et al. | Distributed cooperative control for autonomous hybrid AC/DC microgrid clusters interconnected via back-to-back converter control | |
WO2016084400A1 (ja) | 蓄電池システムおよび蓄電方法 | |
RU117194U1 (ru) | Аппаратура для регулирования и контроля системы электроснабжения космического аппарата | |
JP6412777B2 (ja) | 電力貯蔵システム | |
KR20140043987A (ko) | 신재생 에너지 연계 전력 시스템 | |
CN107465188A (zh) | 四象限双向变换装置及微网系统 | |
JP2015052966A (ja) | 電力変換装置 | |
Arnedo et al. | Hybrid solar inverter based on a standard power electronic cell for microgrids applications | |
JP2021035313A (ja) | パワーコンディショナおよびパワーコンディショナシステム | |
RU2483396C1 (ru) | Аэродромный энергомодуль на топливных элементах | |
Zhang et al. | Analysis and design of DC distributed DC power system with modular three-port converter |