RU159208U1 - COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS - Google Patents

COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU159208U1
RU159208U1 RU2015145047/28U RU2015145047U RU159208U1 RU 159208 U1 RU159208 U1 RU 159208U1 RU 2015145047/28 U RU2015145047/28 U RU 2015145047/28U RU 2015145047 U RU2015145047 U RU 2015145047U RU 159208 U1 RU159208 U1 RU 159208U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
power
terminal
dpn
Prior art date
Application number
RU2015145047/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Енис Аврумович Мизрах
Роман Владимирович Балакирев
Дмитрий Константинович Лобанов
Степан Борисович Ткачев
Александр Сергеевич Федченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ)
Priority to RU2015145047/28U priority Critical patent/RU159208U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU159208U1 publication Critical patent/RU159208U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Комплекс для наземных испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий последовательно соединенные источник бесперебойного питания (ИБП), выпрямитель-стабилизатор (ВС), который через первый развязывающий диод (РД1) подключен к имитатору солнечной батареи (ИСБ), испытываемую систему электропитания (СЭП), блок нагрузочных устройств (БНУ), содержащий несколько модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа на основе управляемого импульсного преобразователя (УИП), подключенных своими входами к выходу системы электропитания, причем число модулей зависит от необходимой мощности нагружения системы электропитания, каждый модуль содержит первый датчик тока (ДТ1), включенный в одну входную силовую шину модуля, и второй развязывающий диод (РД2), включенный в выходную силовую шину модуля, и имитатор аккумуляторной батареи (ИАБ), воспроизводящий режимы заряда и разряда, отличающийся тем, что имитатор аккумуляторной батареи содержит двунаправленный преобразователь напряжения (ДПН), первый непрерывный регулирующий элемент (НРЭ1), второй датчик тока (ДТ2) и третий датчик тока (ДТ3), первый датчик напряжения (ДН1), устройство управления двунаправленного преобразователя напряжения (УУ ДПН) и устройство управления первого непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ1), при этом входная плюсовая клемма имитатора аккумуляторной батареи через ДТ2 соединена с положительной входной клеммой ДПН и входной силовой клеммой НРЭ1, а входная минусовая клемма соединена с минусовой входной клеммой ДПН, выходные плюсовая и минусовая клеммы ДПН соединены соответственно с выходными плюсовой и минусовой клеммами ИСБ, входные клеммы ДН1 соединены A complex for ground-based tests of spacecraft power systems, containing a series-connected uninterruptible power supply (UPS), a rectifier-stabilizer (BC), which is connected through a first decoupling diode (RD1) to a solar battery simulator (ISB), a tested power supply system (SES), block of load devices (BNU), containing several modules of regenerative type load devices based on a controlled pulse converter (UIP), connected by their inputs to the output of the electric system power, and the number of modules depends on the required load power of the power supply system, each module contains a first current sensor (DT1) included in one input power bus of the module, and a second decoupling diode (RD2) included in the output power bus of the module, and a battery simulator (IAB), reproducing the charge and discharge modes, characterized in that the battery simulator contains a bi-directional voltage converter (DPN), a first continuous control element (NRE1), a second current sensor (DT2) and a third d current sensor (ДТ3), first voltage sensor (ДН1), bidirectional voltage converter control device (УУ ДПН) and first continuous control element control device (УУ НРЭ1), while the positive input terminal of the battery simulator is connected via ДТ2 to the positive input terminal ДПН and the input power terminal NRE1, and the input negative terminal is connected to the negative input terminal of the DPN, the output positive and negative terminals of the DPN are connected respectively to the output positive and negative terminals of the ISB, input the bottom terminals DN1 are connected

Description

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована при наземных испытаниях мощных систем электропитания космических аппаратов.The utility model relates to converting technology and can be used in ground tests of powerful spacecraft power systems.

Известен энергосберегающий нагрузочный комплекс для испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий последовательно соединенные первый фильтр, блок повышающих преобразователей на основе управляемых ключей, второй фильтр и инвертор, ведомый сетью, блок управления, коммутатор, соединяющий испытываемую систему электропитания с нагрузочным комплексом, датчик тока, подключенный на входе первого фильтра, при этом, выход датчика тока связан с блоком управления, блок повышающих преобразователей, состоящий из нескольких параллельно соединенных модулей повышающих преобразователей, количество которых определяется необходимой мощностью, блок конверторов, состоящий из нескольких параллельно соединенных автономных инверторов напряжения с трансформаторной нагрузкой в диагонали, количество которых также определяется входной мощностью (патент на полезную модель RU 151494, МПК G01R 31/40).Known energy-saving load complex for testing power systems of spacecraft, containing a series-connected first filter, a block of step-up converters based on controlled keys, a second filter and an inverter driven by the network, a control unit, a switch connecting the tested power supply system to the load complex, a current sensor connected at the input of the first filter, in this case, the output of the current sensor is connected to the control unit, a block of step-up converters, consisting of several are parallel connected modules boost converters, the number of which is determined by the required power converter unit consisting of several parallel-connected with the autonomous voltage inverter transformer load in the diagonal, the number of which is also determined by the power input (utility model patent RU 151494, IPC G01R 31/40).

Недостатками комплекса являются необходимость использования натурных образцов солнечных батарей, аккумуляторных батарей и систем обеспечения их функционирования при проведении испытаний, что существенно усложняет и удорожает проведение испытаний, невозможность работы комплекса при аварийном отключении промышленной сети переменного тока и увеличение массы и габаритов комплекса вследствие необходимости использования ведомых сетью инверторов.The disadvantages of the complex are the need to use full-scale samples of solar batteries, rechargeable batteries and systems to ensure their functioning during testing, which significantly complicates and increases the cost of testing, the inability of the complex to operate during an emergency shutdown of an industrial AC network and the increase in the mass and dimensions of the complex due to the need to use slaves inverters.

Известен комплекс для испытания систем электропитания содержащий имитатор солнечной батареи, испытываемую систему электропитания, имитатор аккумуляторной батареи и нагрузочное устройство рекуперативного типа переменного тока, содержащее ведомый сетью инвертор, причем энергия, потребляемая нагрузочным устройством рекуперативного типа возвращается в промышленную сеть переменного тока [Автоматизированная система контроля энергопреобразующей аппаратуры систем электропитания космических аппаратов / Ю.А. Кремзуков, В.М. Рулевский, Ю.А. Шиняков, М.Н. Цветков // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2010. - Т. 22, №2. - с. 274-280].A known complex for testing power systems containing a simulator of a solar battery, a tested power supply system, a battery simulator and a regenerative type AC load device containing an inverter driven by the network, and the energy consumed by the regenerative type load device is returned to the industrial AC network [Automated energy-monitoring control system equipment of power supply systems for spacecraft / Yu.A. Kremzukov, V.M. Rulevsky, Yu.A. Shinyakov, M.N. Tsvetkov // Reports of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. - 2010. - T. 22, No. 2. - from. 274-280].

Недостатком комплекса является невозможность его работы при аварийном отключении промышленной сети переменного тока, кроме того, обеспечение требований по качеству возвращаемой электроэнергии приводит к увеличению массы и габаритов комплекса вследствие необходимости использования ведомых сетью инверторов.The disadvantage of the complex is the impossibility of its operation during an emergency shutdown of an industrial AC network, in addition, providing requirements for the quality of the returned electricity leads to an increase in the mass and dimensions of the complex due to the need to use inverters driven by the network.

Наиболее близким к изобретению является комплекс для наземных испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий источник бесперебойного питания, два выпрямителя-стабилизатора, имитатор солнечной батареи, испытываемую систему электропитания, два нагрузочных устройства рекуперативного типа и имитатор аккумуляторной батареи, который содержит имитатор режима заряда аккумуляторной батареи и имитатор режима разряда аккумуляторной батареи (патент RU 154432, МПК G01R 31/02).Closest to the invention is a complex for ground testing of power systems for spacecraft, containing an uninterruptible power supply, two rectifier-stabilizer, a solar cell simulator, a tested power system, two regenerative-type load devices and a battery simulator that contains a battery charge simulator and simulator of the discharge mode of the battery (patent RU 154432, IPC G01R 31/02).

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- сложность устройства, вызванная необходимостью использования отдельно для имитатора солнечной батареи и отдельно для имитатора аккумуляторной батареи выпрямителей-стабилизаторов с разными величинами выходного напряжения, а также необходимостью использования двух различных нагрузочных устройств, из которых первое рекуперирует избыточную электроэнергию в сеть имитатора солнечной батареи, а второе рекуперирует избыточную электроэнергию в сеть имитатора аккумуляторной батареи, с системой распределения тока между ними пропорционально потребляемой мощности;- the complexity of the device, caused by the need to use separately for the solar simulator and separately for the battery simulator, stabilizer rectifiers with different output voltages, as well as the need to use two different load devices, of which the first recovers excess electricity to the solar simulator network, and the second recuperates excess electricity into the battery simulator network, with a current distribution system between them proportionally no power consumption;

- недостаточно высокое быстродействие нагрузочного устройства рекуперативного типа и имитатора аккумуляторной батареи, связанное с импульсными законами управления в этих устройствах, что не позволяет с требуемой точностью имитировать переходные процессы в реальной аккумуляторной батарее и в реальной нагрузке.- insufficiently high speed performance of the regenerative-type loading device and the battery simulator associated with impulse control laws in these devices, which does not allow simulating transient processes in a real battery and in a real load with the required accuracy.

Задачей, решаемой полезной моделью, является упрощение устройства и повышение качества испытаний систем электропитания космических аппаратов.The problem solved by the utility model is to simplify the device and improve the quality of testing power systems for spacecraft.

Поставленная задача решается тем, что тем, что в известный комплексе для наземных испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий последовательно соединенные источник бесперебойного питания (ИБП), выпрямитель-стабилизатор (ВС), который через первый развязывающий диод (РД1) подключен к имитатору солнечной батареи (ИСБ), испытываемую систему электропитания (СЭП), блок нагрузочных устройств (БНУ), содержащий несколько модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа на основе управляемого импульсного преобразователя (УИП), подключенных своими входами к выходу системы электропитания, причем число модулей зависит от необходимой мощности нагружения системы электропитания, а каждый модуль содержит первый датчик тока (ДТ1), включенный в одну входную силовую шину модуля, и второй развязывающий диод (РД2), включенный в выходную силовую шину модуля, и имитатор аккумуляторной батареи (ИАБ), воспроизводящий режимы заряда и разряда, согласно техническому решению, имитатор аккумуляторной батареи содержит двунаправленный преобразователь напряжения (ДПН), первый непрерывный регулирующий элемент (НРЭ1), второй датчик тока (ДТ2) и третий датчик тока (ДТ3), первый датчик напряжения (ДН1), устройство управления двунаправленного преобразователя напряжения (УУ ДПН) и устройство управления первого непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ1), при этом входная плюсовая клемма имитатора аккумуляторной батареи через ДТ2 соединена с положительной входной клеммой ДПН и входной силовой клеммой НРЭ1, а входная минусовая клемма соединена с минусовой входной клеммой ДПН, выходные плюсовая и минусовая клеммы ДПН соединены соответственно с выходными плюсовой и минусовой клеммами ИСБ, входные клеммы ДН1 соединены с входными плюсовой и минусовой клеммами ИАБ, выход ДН1 присоединен к первому управляющему входу УУ НРЭ1, ко второму управляющему входу которого подключен выход ДТ2, выход УУ НРЭ1 соединен с управляющим входом НРЭ1, одна силовая клемма НРЭ1 через ДТ3 соединена с минусовой входной клеммой ДПН, вторая силовая клемма НРЭ1 присоединена к плюсовой входной клемме ДПН, выход третьего датчика тока соединен с входом УУ ДПН, выход которого соединен с управляющим входом ДПН; а в каждый модуль нагрузочного устройства рекуперативного типа введены второй непрерывный регулирующий элемент (НРЭ2), подключенный одной силовой клеммой через четвертый датчик тока (ДТ4) к силовому входу управляемого импульсного преобразователя (УИП), а второй силовой клеммой - ко второму силовому входу УИП; второй датчик напряжения (ДН2), подключенный входными клеммами к силовым входам модуля; устройство управления второго непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ2), первый управляющий вход которого соединен с выходом второго ДН2, второй управляющий вход соединен с выходом ДТ1, а выход присоединен к управляющему входу НРЭ2, причем выход ДТ4 присоединен к управляющему входу УИП, а выходы всех модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа объединены и подключены, соответственно, к плюсовому и минусовому входам ИБС.The problem is solved by the fact that in the well-known complex for ground-based tests of spacecraft power systems containing a series-connected uninterruptible power supply (UPS), a rectifier-stabilizer (BC), which is connected through a first decoupling diode (RD1) to a solar battery simulator (HMB), the tested power supply system (SES), a block of load devices (BNU), containing several modules of load devices of a regenerative type based on a controlled pulse converter ( IP) connected by their inputs to the output of the power supply system, the number of modules depending on the required load power of the power supply system, and each module contains a first current sensor (DT1), included in one input power bus of the module, and a second decoupling diode (RD2), included into the output power bus of the module, and the battery simulator (IAB), reproducing the charge and discharge modes, according to the technical solution, the battery simulator contains a bi-directional voltage converter (DPN), the first one is not a breakaway control element (NRE1), a second current sensor (DT2) and a third current sensor (DT3), a first voltage sensor (DN1), a bi-directional voltage converter control device (УУ ДПН) and a first continuous control element control device (УУ НРЭ1), at the positive terminal of the battery simulator through DT2 is connected to the positive input terminal of the DPN and the input power terminal of NRE1, and the input negative terminal is connected to the negative input terminal of DPN, the output positive and negative terminals of DPN are connected they are connected respectively with the output positive and negative terminals of the ISB, the input terminals ДН1 are connected to the input positive and negative terminals of the ИАБ, the output ДН1 is connected to the first control input of УУ НРЭ1, the output of which is connected to the output of ДТ2, the output of УУ НРЭ1 is connected to the control input of НРЭ1, one power terminal NRE1 through DT3 is connected to the negative input terminal of the DPN, the second power terminal NRE1 is connected to the positive input terminal of the DPN, the output of the third current sensor is connected to the input of the UU DPN, the output of which is connected to the control DPN conductive input; and in each module of the regenerative type load device, a second continuous control element (NRE2) is introduced, connected by one power terminal through the fourth current sensor (DT4) to the power input of the controlled pulse converter (TPS), and the second power terminal to the second power input of TPS; a second voltage sensor (DN2) connected by input terminals to the power inputs of the module; control device of the second continuous control element (UE NRE2), the first control input of which is connected to the output of the second DN2, the second control input is connected to the output of DT1, and the output is connected to the control input of NRE2, and the output of DT4 is connected to the control input of the UIP, and the outputs of all modules regenerative-type load devices are combined and connected, respectively, to the positive and negative inputs of the IHD.

Техническим результатом является упрощение устройства вследствие того, что используется общий выпрямитель-стабилизатор для имитатора аккумуляторной батареи и имитатора солнечной батареи, двунаправленный преобразователь напряжения в имитаторе аккумуляторной батареи и общее нагрузочное устройство рекуперативного типа при имитации работы на освещенном и теневом участке орбиты; повышение качества испытаний систем электропитания за счет увеличения быстродействия имитатора аккумуляторной батареи и блока нагрузочных устройств вследствие применения в каждом устройстве непрерывного регулирующего элемента параллельного типа с системой управления.The technical result is to simplify the device due to the fact that a common rectifier-stabilizer is used for a battery simulator and a solar battery simulator, a bi-directional voltage converter in a battery simulator, and a general regenerative-type load device when simulating operation in an illuminated and shadowed portion of the orbit; improving the quality of testing power systems by increasing the speed of the battery simulator and the block of load devices due to the use of a continuous parallel control element with a control system in each device.

Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежей.The essence of the utility model is illustrated using the drawings.

На фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого комплекса, на фиг. 2 - блок-схема имитатора аккумуляторной батареи, на фиг. 3 - блок-схема нагрузочного устройства рекуперативного типа.In FIG. 1 shows a block diagram of the claimed complex, in FIG. 2 is a block diagram of a battery simulator; FIG. 3 is a block diagram of a regenerative type loading device.

Комплекс содержит источник бесперебойного питания (ИБП) 1, выпрямитель-стабилизатор (ВС) 2, имитатор солнечной батареи (ИСБ) 3, испытываемую систему электропитания (СЭП) 4, блок нагрузочных устройств (БНУ) 5, имитатор аккумуляторной батареи (ИАБ) 6, первый развязывающий диод 7. Входные клеммы ИБП 1 подключаются к внешней питающей трехфазной сети, а выходные клеммы ИБП 1 подключаются к входным клеммам ВС 2. Выходная плюсовая клемма ВС 2 подключена к аноду первого развязывающего диода 7, катод которого соединен с плюсовой выходной клеммой 31 БНУ 5, входной плюсовой клеммой ИСБ 3 и выходной положительной клеммой 35 ИАБ 6. Выходная минусовая клемма ВС 2 соединена с входной минусовой клеммой ИСБ 3, минусовой выходной клеммой 32 БНУ 5 и минусовой выходной клеммой 36 ИАБ 6. Выходные плюсовая и минусовая клеммы ИСБ 3 подключены соответственно к плюсовой 23 и минусовой 24 входным клеммам СЭП 4. Плюсовая 25 и минусовая 26 выходные клеммы СЭП 4 подключены соответственно к плюсовой 29 и минусовой 30 входным клеммам БНУ 5. Плюсовой 27 и минусовой 28 выводы СЭП 4 для подключения аккумуляторной батареи соединены соответственно с плюсовым 33 и минусовым 34 входами ИАБ 6.The complex contains an uninterruptible power supply (UPS) 1, a rectifier-stabilizer (BC) 2, a simulator of a solar battery (ISB) 3, a tested power supply system (BES) 4, a block of load devices (BNU) 5, a simulator of a battery (IAB) 6, the first isolation diode 7. The input terminals of UPS 1 are connected to the external three-phase supply network, and the output terminals of UPS 1 are connected to the input terminals of BC 2. The output positive terminal BC 2 is connected to the anode of the first isolation diode 7, the cathode of which is connected to the positive output terminal 31 of the BNU 5, input the positive terminal of ISB 3 and the positive output terminal 35 of IAB 6. The negative output terminal BC 2 is connected to the input negative terminal of the ISB 3, the negative output terminal 32 of the BNU 5 and the negative output terminal 36 of the IAB 6. The output positive and negative terminals of the ISB 3 are connected respectively to plus 23 and minus 24 input terminals of BOT 4. Plus 25 and minus 26 output terminals of BOT 4 are connected respectively to positive 29 and minus 30 input terminals of BNU 5. Plus 27 and minus 28 leads of BOT 4 for connecting the battery are connected respectively Actually with plus 33 and minus 34 inputs of IAB 6.

ИАБ 6 (фиг. 2) содержит двунаправленный преобразователь напряжения (ДПН) 8, первый непрерывный регулирующий элемент (НРЭ1) 9, второй датчик тока (ДТ2) 10 и третий датчик тока (ДТ3) 11, первый датчик напряжения (ДН1) 12, устройство управления двунаправленного преобразователя напряжения (УУ ДПН) 13 и устройство управления первого непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ1) 14. Клемма 33 через ДТ2 10 соединена с положительной входной клеммой ДПН 8 и входной клеммой НРЭ1 9, клемма 34 соединена с минусовой входной клеммой ДПН 8. Выходные плюсовая и минусовая клеммы ДПН 8 соединены соответственно с клеммами 35 и 36. Входные клеммы ДН1 12 соединены с клеммами 33 и 34, при этом его выход и выход ДТ2 10 соединены с входами УУ НРЭ1 14, выход которого соединен с управляющим входом НРЭ1 9. Выходная клемма НРЭ1 9 через ДТ3 11 соединена с минусовой входной клеммой ДПН 8. Выход ДТ3 11 соединен с входом УУ ДПН 13, выход которого соединен с управляющим входом ДПН 8.IAB 6 (Fig. 2) contains a bi-directional voltage converter (DPN) 8, a first continuous control element (NRE1) 9, a second current sensor (DT2) 10 and a third current sensor (DT3) 11, the first voltage sensor (DN1) 12, the device control of a bi-directional voltage converter (УУ ДПН) 13 and a control device of the first continuous control element (УУ НРЭ1) 14. Terminal 33 is connected via ДТ2 10 to the positive input terminal ДПН 8 and the input terminal НРЭ1 9, terminal 34 is connected to the negative input terminal ДПН 8. Output positive and negative terminals DPN 8 is connected respectively to terminals 35 and 36. Input terminals ДН1 12 are connected to terminals 33 and 34, while its output and output ДТ2 10 are connected to the inputs of УУ НРЭ1 14, the output of which is connected to the control input of НРЭ1 9. Output terminal НРЭ1 9 through DT3 11 is connected to the negative input terminal of DPN 8. The output of DT3 11 is connected to the input of UU DPN 13, the output of which is connected to the control input of DPN 8.

БНУ 5 (фиг. 3) содержит несколько (N) параллельно соединенных модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа на основе управляемого импульсного преобразователя (УИП) 16, причем число модулей зависит от необходимой мощности нагружения системы электропитания. Каждый модуль подключен своими входами к входам БНУ 5, выходами - к выходам БНУ 5. Каждый из модулей содержит УИП 16, второй развязывающий диод (РД2) 15, второй непрерывный регулирующий элемент (НРЭ2) 17, первый датчик тока (ДТ1) 18 и четвертый датчик тока (ДТ4) 19, второй датчик напряжения (ДН2) 20 и устройство управления второго непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ2) 21. Клемма 29 соединяется с входом НРЭ2 17 и положительным входом УИП 16, клемма 30 через ДТ1 18 соединена с отрицательным входом УИП 16. Выходная плюсовая клемма УИП 16 подключена к аноду РД2 15, катод которого соединен с клеммой 31. Выходная минусовая клемма УИП 16 соединена с клеммой 32. Входные клеммы ДН2 20 соединены с клеммами 29 и 30, при этом его выход и выход ДТ1 18 соединены с входами УУ НРЭ2 21, выход которого соединен с управляющим входом НРЭ2 17. Выходная клемма НРЭ2 17 через ДТ4 19 соединена с отрицательной входной клеммой УИП 16. Выход ДТ4 19 соединен с управляющим входом УИП 16, выход которого соединен с управляющим входом УИП 16.BNU 5 (Fig. 3) contains several (N) parallel-connected modules of regenerative-type load devices based on a controlled pulse converter (UIP) 16, and the number of modules depends on the required load power of the power supply system. Each module is connected by its inputs to the inputs of the BNU 5, the outputs to the outputs of the BNU 5. Each of the modules contains a UIP 16, a second decoupling diode (RD2) 15, a second continuous control element (NRE2) 17, the first current sensor (DT1) 18 and the fourth current sensor (DT4) 19, the second voltage sensor (DN2) 20 and the control device of the second continuous control element (UE NRE2) 21. Terminal 29 is connected to the input of the NRE2 17 and the positive input of the UIP 16, terminal 30 is connected through the DT1 18 to the negative input of the UIP 16. The output positive terminal UIP 16 is connected to the anode RD2 15, to the method of which is connected to terminal 31. The negative output terminal of the УИП 16 is connected to the terminal 32. The input terminals ДН2 20 are connected to the terminals 29 and 30, while its output and the output ДТ1 18 are connected to the inputs of the УУ НРЭ2 21, whose output is connected to the control input НРЭ2 17. The output terminal NRE2 17 through DT4 19 is connected to the negative input terminal of the UIP 16. The output of DT4 19 is connected to the control input of the UIP 16, the output of which is connected to the control input of the UIP 16.

Комплекс для испытания систем электропитания космических аппаратов работает следующим образом.The complex for testing spacecraft power systems works as follows.

Комплекс обеспечивает следующие режимы работы системы электропитания космического аппарата:The complex provides the following modes of operation of the spacecraft’s power supply system:

- режим работы на освещенном участке орбиты - электропитание осуществляется от солнечной батареи, при этом испытываемая система электропитания снабжает электроэнергией потребителя и может заряжать аккумуляторную батарею;- operating mode in the illuminated portion of the orbit - the power is supplied from the solar battery, while the tested power supply system supplies the consumer with electricity and can charge the battery;

- режим работы на теневом участке орбиты - электропитание осуществляется от аккумуляторной батареи, работающей в режиме разряда;- operating mode in the shadow portion of the orbit - the power is supplied from the battery operating in the discharge mode;

- режим максимальной мощности - электропитание осуществляется одновременно от солнечной и аккумуляторной батарей через испытываемую систему электропитания.- maximum power mode - power is supplied simultaneously from the solar and storage batteries through the tested power supply system.

В исходном состоянии комплекс находится в режиме имитации работы на теневом участке орбиты, при этом СЭП 4 работает в режиме разряда аккумуляторной батареи. ИБП 1 получает электроэнергию от промышленной сети переменного тока и обеспечивает электроснабжение ВС 2. РД1 7 препятствует обратному протеканию тока рекуперации через ВС 2. При появлении напряжения на выходных клеммах ВС 2 через ДПН 8 начинает протекать ток разряда Iраз (фиг. 2), при этом УУ НРЭ1 14 формирует сигнал управления для первого НРЭ1 9, обеспечивающий работу ИАБ 6 в режиме разряда. Ограничение мощности рассеивания первого НРЭ1 9 достигается путем стабилизации тока через первый НРЭ1 9 с помощью ДПН 8, ДТ3 11 и УУ ДПН 13.In the initial state, the complex is in the simulation mode of work in the shadow portion of the orbit, while the SEP 4 operates in the discharge mode of the battery. UPS 1 receives electricity from the AC commercial power supply and provides power WP1 sun 2. 7 prevents the flow of reverse recovery current through the sun 2. When the voltage at VS 2 through DPN output terminals 8 begins to flow again, the discharge current I (Fig. 2), this UE NRE1 14 generates a control signal for the first NRE1 9, ensuring the operation of the IAB 6 in discharge mode. Limiting the dissipation power of the first NRE1 9 is achieved by stabilizing the current through the first NRE1 9 using DPN 8, DT3 11 and UU DPN 13.

При переходе в режим работы на освещенном участке орбиты электропитание СЭП 4 осуществляется от ИСБ 3, при этом в СЭП 4 переключается в режим заряда аккумуляторной батареи. Напряжение UИАБ становится больше напряжения на клеммах 37 и 38, что приводит к изменению направления тока на Iзар, протекающего через ДТ2 10, вследствие чего УУ НРЭ1 14 формирует сигнал управления для НРЭ1 9, обеспечивающий работу ИАБ 6 в режиме заряда. В этом режиме ДПН 8 выполняет две функции: 1) стабилизирует ток, протекающий через НРЭ 9 с помощью ДТ3 11 и УУ ДПН 13; 2) рекуперирует через клеммы 35 и 36 избыточную электроэнергию в сеть питания постоянного тока ИСБ 3.Upon transition to the operating mode on the illuminated portion of the orbit, the power of the SEP 4 is supplied from the ISB 3, while in the SEP 4 it switches to the charge mode of the battery. The voltage U of the IAB becomes greater than the voltage at terminals 37 and 38, which leads to a change in the direction of the current to I charge passing through the DT2 10, as a result of which the UE NRE1 14 generates a control signal for the NRE1 9, which ensures the operation of the IAB 6 in charge mode. In this mode, DPN 8 performs two functions: 1) stabilizes the current flowing through the NRE 9 using DT3 11 and UU DPN 13; 2) recovers through terminals 35 and 36 the excess electricity to the DC power network of the ISB 3.

При переходе в режим максимальной мощности СЭП 4 переключается в режим заряда аккумуляторной батареи, ИАБ 6 переходит в режим разряда и работает совместно с ИСБ 3 на БНУ 5.Upon transition to the maximum power mode, the SEP 4 switches to the battery charge mode, the IAB 6 switches to the discharge mode and works together with the ISB 3 on the BNU 5.

БНУ 5 обеспечивает требуемые режимы нагружения СЭП 4 и рекуперацию избыточной электроэнергии через клеммы 31 и 32 и РД2 15 в сеть питания постоянного тока ИСБ 3. РД2 15 препятствует обратному протеканию тока рекуперации через модули БНУ 5. НРЭ2 17, ДТ1 18, ДН2 20 и УУ НРЭ2 21 образуют контур формирования режима нагружения. УУ НРЭ2 21 вырабатывает управляющее воздействие для НРЭ2 17, которое регулирует ток IНУК в соответствии с одним из следующих режимов нагружения:BNU 5 provides the required modes of loading the SEP 4 and recovery of excess electricity through terminals 31 and 32 and RD2 15 to the DC power supply of ISB 3. RD2 15 prevents the recuperation current from flowing back through the BNU 5. NRE2 17, DT1 18, DN2 20 and UU NRE2 21 form the contour of the formation of the loading mode. UE NRE2 21 generates a control action for NRE2 17, which regulates the current I of the NUK in accordance with one of the following loading modes:

а) стабилизация входного тока;a) stabilization of the input current;

б) стабилизация входного сопротивления;b) stabilization of the input resistance;

в) стабилизация входной мощности.c) stabilization of input power.

Обозначим коэффициенты усиления блоков ДТ1 18, ДН2 20 и УУ НРЭ2 21 как K18, K20 и K21.Denote the gain of the blocks ДТ1 18, ДН2 20 and УУ НРЭ2 21 as K 18 , K 20 and K 21 .

В режиме стабилизации входного тока Iнук БНУ 5 в соответствии с требуемым Iтр, выходное напряжение U21 УУ НРЭ2 21 определяется выражением:The input current stabilization mode I NUS BNU 5 according to the desired I tr, the output voltage U 21 CU NRE2 21 is given by:

U21=K21*(Iтр-Iнук*K18).U 21 = K 21 * (I tr -I nuk * K 18 ).

В режиме воспроизведения требуемого входного сопротивления Rтр БНУ 5, выходное напряжение U21 УУ НРЭ2 21 определяется выражением:In playback mode, the desired input resistance R mp BNU 5, the output voltage U 21 CU NRE2 21 is given by:

U21=K21*(Uнук*K20/Rтр-Iнук*K18).U 21 = K 21 * (U nuk * K 20 / R tr -I nuk * K 18 ).

В режиме стабилизации требуемой входной мощности Pтр БНУ 5, выходное напряжение U21 УУ НРЭ2 21 определяется выражением:The required input power stabilization mode P tr BNU 5, the output voltage U 21 CU NRE2 21 is given by:

U21=K21*(Pтр/(Uнук*K20)-Iнук*K18).U 21 = K 21 * (P tr / (U knock * K 20 ) -I knock * K 18 ).

УИП 16 выполняет две функции: 1) стабилизирует ток, протекающий через НРЭ 17 с помощью ДТ4 19; 2) рекуперирует через клеммы 31 и 32 избыточную электроэнергию в сеть питания постоянного тока ИСБ 3.UIP 16 performs two functions: 1) stabilizes the current flowing through the NRE 17 using DT4 19; 2) recovers through terminals 31 and 32 the excess electricity to the DC power supply of the ISB 3.

УИП может быть реализован в виде импульсного регулятора напряжения, выполненного по мостовой повышающей схеме (патент на изобретение US 4864479).UIP can be implemented in the form of a pulse voltage regulator, made according to the bridge boost circuit (patent for invention US 4864479).

НРЭ может быть реализован по схеме параллельного транзисторного регулятора тока (патент на изобретение US 3882372).NRE can be implemented according to the circuit of a parallel transistor current regulator (patent US 3882372).

ДПН может быть реализован в виде обратимого импульсного конвертора с обратноходовыми модуляторами (патент на полезную модель RU 139329).DPN can be implemented as a reversible pulse converter with flyback modulators (patent for utility model RU 139329).

Остальные устройства комплекса реализуются по известным схемам.The remaining devices of the complex are implemented according to well-known schemes.

Использование общего выпрямителя-стабилизатора для имитатора аккумуляторной батареи и имитатора солнечной батареи, двунаправленного преобразователя напряжения в имитаторе аккумуляторной батареи и общего нагрузочного устройства позволяет существенно упростить конструкцию системы управления комплекса, а также процесс настройки и наладки комплекса. Использование непрерывных регулирующих элементов в имитаторе аккумуляторной батареи и нагрузочном устройстве рекуперативного типа приводит к повышению быстродействия этих устройств и позволяет более точно воспроизводить требуемые динамические характеристики аккумуляторных батарей и потребителей электроэнергии, что повышает качество испытаний систем электропитания космических аппаратов.Using a common rectifier-stabilizer for a battery simulator and a solar battery simulator, a bi-directional voltage converter in a battery simulator and a common load device can significantly simplify the design of the complex control system, as well as the setup and commissioning process of the complex. The use of continuous control elements in a battery simulator and a regenerative-type load device leads to an increase in the speed of these devices and allows more accurate reproduction of the required dynamic characteristics of batteries and power consumers, which improves the quality of testing power systems for spacecraft.

Claims (1)

Комплекс для наземных испытаний систем электропитания космических аппаратов, содержащий последовательно соединенные источник бесперебойного питания (ИБП), выпрямитель-стабилизатор (ВС), который через первый развязывающий диод (РД1) подключен к имитатору солнечной батареи (ИСБ), испытываемую систему электропитания (СЭП), блок нагрузочных устройств (БНУ), содержащий несколько модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа на основе управляемого импульсного преобразователя (УИП), подключенных своими входами к выходу системы электропитания, причем число модулей зависит от необходимой мощности нагружения системы электропитания, каждый модуль содержит первый датчик тока (ДТ1), включенный в одну входную силовую шину модуля, и второй развязывающий диод (РД2), включенный в выходную силовую шину модуля, и имитатор аккумуляторной батареи (ИАБ), воспроизводящий режимы заряда и разряда, отличающийся тем, что имитатор аккумуляторной батареи содержит двунаправленный преобразователь напряжения (ДПН), первый непрерывный регулирующий элемент (НРЭ1), второй датчик тока (ДТ2) и третий датчик тока (ДТ3), первый датчик напряжения (ДН1), устройство управления двунаправленного преобразователя напряжения (УУ ДПН) и устройство управления первого непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ1), при этом входная плюсовая клемма имитатора аккумуляторной батареи через ДТ2 соединена с положительной входной клеммой ДПН и входной силовой клеммой НРЭ1, а входная минусовая клемма соединена с минусовой входной клеммой ДПН, выходные плюсовая и минусовая клеммы ДПН соединены соответственно с выходными плюсовой и минусовой клеммами ИСБ, входные клеммы ДН1 соединены с входными плюсовой и минусовой клеммами ИАБ, выход ДН1 присоединен к первому управляющему входу УУ НРЭ1, ко второму управляющему входу которого подключен выход ДТ2, выход УУ НРЭ1 соединен с управляющим входом НРЭ1, одна силовая клемма НРЭ1 через ДТ3 соединена с минусовой входной клеммой ДПН, вторая силовая клемма НРЭ1 присоединена к плюсовой входной клемме ДПН, выход третьего датчика тока соединен с входом УУ ДПН, выход которого соединен с управляющим входом ДПН, а в каждый модуль нагрузочного устройства рекуперативного типа введены второй непрерывный регулирующий элемент (НРЭ2), подключенный одной силовой клеммой через четвертый датчик тока (ДТ4) к силовому входу управляемого импульсного преобразователя (УИП), а второй силовой клеммой - ко второму силовому входу УИП; второй датчик напряжения (ДН2), подключенный входными клеммами к силовым входам модуля; устройство управления второго непрерывного регулирующего элемента (УУ НРЭ2), первый управляющий вход которого соединен с выходом второго ДН2, второй управляющий вход соединен с выходом ДТ1, а выход присоединен к управляющему входу НРЭ2, причем выход ДТ4 присоединен к управляющему входу УИП, а выходы всех модулей нагрузочных устройств рекуперативного типа объединены и подключены, соответственно, к плюсовому и минусовому входам ИБС.
Figure 00000001
A complex for ground-based tests of spacecraft power systems, containing a series-connected uninterruptible power supply (UPS), a rectifier-stabilizer (BC), which is connected through a first decoupling diode (RD1) to a solar battery simulator (ISB), a tested power supply system (SES), block of load devices (BNU), containing several modules of regenerative-type load devices based on a controlled pulse converter (UIP) connected by their inputs to the output of the electric system power, and the number of modules depends on the required load power of the power supply system, each module contains a first current sensor (DT1) included in one input power bus of the module, and a second decoupling diode (RD2) included in the output power bus of the module, and a battery simulator (IAB), reproducing the charge and discharge modes, characterized in that the battery simulator contains a bi-directional voltage converter (DPN), a first continuous control element (NRE1), a second current sensor (DT2) and a third d current sensor (ДТ3), first voltage sensor (ДН1), bidirectional voltage converter control device (УУ ДПН) and first continuous control element control device (УУ НРЭ1), while the positive input terminal of the battery simulator is connected via ДТ2 to the positive input terminal ДПН and the input power terminal NRE1, and the input negative terminal is connected to the negative input terminal of the DPN, the output positive and negative terminals of the DPN are connected respectively to the output positive and negative terminals of the ISB, input the bottom terminals ДН1 are connected to the input positive and negative terminals of ИАБ, the ДН1 output is connected to the first control input of УУ НРЭ1, the output of ДУ2 is connected to the second control input of it, the output of УУ НРЭ1 is connected to the control input of НРЭ1, one power terminal of НРЭ1 is connected to the minus input DPN terminal, the second NRE1 power terminal is connected to the positive DPN input terminal, the output of the third current sensor is connected to the input of the DP DP, the output of which is connected to the DPN control input, and in each module of the load device th type continuously introduced second regulating member (NRE2) connected one power terminal via a fourth current sensor (DT4) to the power input of a controlled pulse converter (PLD), and the second power terminal - to a second power input UTI; a second voltage sensor (DN2) connected by input terminals to the power inputs of the module; control device of the second continuous control element (UE NRE2), the first control input of which is connected to the output of the second DN2, the second control input is connected to the output of DT1, and the output is connected to the control input of NRE2, and the output of DT4 is connected to the control input of the UIP, and the outputs of all modules regenerative-type load devices are combined and connected, respectively, to the positive and negative inputs of the IHD.
Figure 00000001
RU2015145047/28U 2015-10-20 2015-10-20 COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS RU159208U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145047/28U RU159208U1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145047/28U RU159208U1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU159208U1 true RU159208U1 (en) 2016-02-10

Family

ID=55313700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145047/28U RU159208U1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU159208U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105911484A (en) * 2016-05-18 2016-08-31 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 Secondary power supply simulation system and method for aircraft power supply ground testing system
RU2686120C1 (en) * 2018-02-06 2019-04-24 Акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (АО "АВЭКС") Device for testing dc power supply sources
RU192946U1 (en) * 2019-07-15 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Electronic multifunctional simulator for testing spacecraft power supply systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105911484A (en) * 2016-05-18 2016-08-31 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 Secondary power supply simulation system and method for aircraft power supply ground testing system
CN105911484B (en) * 2016-05-18 2018-07-20 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 The secondary power supply simulation system and method for aircraft power supply ground system test
RU2686120C1 (en) * 2018-02-06 2019-04-24 Акционерное общество "Авиационная электроника и коммуникационные системы" (АО "АВЭКС") Device for testing dc power supply sources
RU192946U1 (en) * 2019-07-15 2019-10-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Electronic multifunctional simulator for testing spacecraft power supply systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180115189A1 (en) Charge equalization systems and methods for battery systems and uninterruptible power supplies
Kim et al. Power electronics-enabled self-X multicell batteries: A design toward smart batteries
TW201717509A (en) Battery system and control method thereof
KR20160023865A (en) method and device for storing electrical energy in electrochemical energy accumulators
US20170373510A1 (en) Power control device, power control method, and power control system
RU159208U1 (en) COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS
WO2022193165A1 (en) Energy storage system, and power supply method for battery management system
Thale et al. A novel low cost portable integrated solar PV, fuel cell and battery emulator with fast tracking algorithm
US20090278408A1 (en) Integrated dc power system with one or more fuel cells
KR20120011363A (en) Apparatus and method for charging balance and grid connected type battery charging and discharging system thereof
RU129263U1 (en) DEVICE FOR TESTING SECONDARY POWER SOURCES
US20240030724A1 (en) Energy storage system, method for controlling energy storage system, and photovoltaic power generation system
US9876368B2 (en) Alternating current linked power converting apparatus
Giannoutsos et al. A cascade control scheme for a grid connected Battery Energy Storage System (BESS)
US20170033678A1 (en) Power converter for eliminating ripples
RU73102U1 (en) BATTERY SIMULATOR FOR TESTING SPACE ELECTRICITY SYSTEMS
Saha et al. DC microgrid system for rural electrification
JP5999281B1 (en) Test equipment
Eid et al. Modeling and characterization of an aircraft electric power system with a fuel cell-equipped APU paralleled at main AC bus
RU2476972C2 (en) Method of feeding of load by direct current in autonomous electric power supply system of man-made sattelite
JP2016100934A (en) Power storage system
RU2726735C1 (en) Self-contained power supply system with combined energy storage unit
RU154432U1 (en) COMPLEX FOR TERRESTRIAL TESTING OF SPACE EQUIPMENT SYSTEMS
US20190384881A1 (en) Device for Simulating a Modular Direct-Voltage Source
Arnedo et al. Hybrid solar inverter based on a standard power electronic cell for microgrids applications

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
PC91 Official registration of the transfer of exclusive right (utility model)

Effective date: 20180124