RU2220322C2 - Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine - Google Patents

Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine Download PDF

Info

Publication number
RU2220322C2
RU2220322C2 RU2001127412/06A RU2001127412A RU2220322C2 RU 2220322 C2 RU2220322 C2 RU 2220322C2 RU 2001127412/06 A RU2001127412/06 A RU 2001127412/06A RU 2001127412 A RU2001127412 A RU 2001127412A RU 2220322 C2 RU2220322 C2 RU 2220322C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
engine
anode
input
voltage
Prior art date
Application number
RU2001127412/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001127412A (en
Inventor
А.И. Чернышев
ков Ю.А. Шин
Ю.А. Шиняков
В.Н. Галайко
М.П. Волков
К.Г. Гордеев
И.Н. Горошков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс"
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 унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс"
Priority to RU2001127412/06A priority Critical patent/RU2220322C2/en
Publication of RU2001127412A publication Critical patent/RU2001127412A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2220322C2 publication Critical patent/RU2220322C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: rocketry. SUBSTANCE: according to proposed method, electric supply of electric plasma-jet rocket engine is provided by changing consumption of working medium so that value of consumed power at each moment should be maximum. For this purpose power pickup, extreme regulator, threshold device, second reference voltage source and switching element are introduced additionally into known engine thrust stabilizer. These devices make it possible to stabilize voltage and anode current at maximum tolerable levels when maximum tolerable input power of engine is less than power of primary electric supply source, or maintain consumed power maximum for said power of primary source if power of the latter is less than maximum tolerable input power of engine. EFFECT: increased efficiency of use of power of primary electric supply source. 3 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к электроракетной технике и может быть использовано в системах преобразования и управления электроракетными двигателями, а также в плазменных ускорительных и генераторных установках.The proposed technical solution relates to electric rocket technology and can be used in conversion systems and control of electric rocket engines, as well as in plasma accelerator and generator sets.

Известен способ электропитания электроракетного плазменного двигателя (ЭРПД) типа стационарного плазменного двигателя (СПД) [1], заключающийся в том, что одновременно стабилизируют ускоряющее анодное напряжение и его анодный ток. Стабилизацию тока обеспечивают изменением секундного расхода рабочего вещества (РВ) с помощью термодросселя или электроклапанов по сигналу с датчика анодного тока, величина которого пропорциональна расходу РВ.A known method of power supply of an electric rocket plasma engine (ERPD) type stationary plasma engine (SPD) [1], which consists in the fact that at the same time stabilize the accelerating anode voltage and its anode current. Current stabilization is provided by changing the second flow rate of the working substance (RV) using a thermal throttle or electrovalves according to the signal from the anode current sensor, the value of which is proportional to the flow rate of the RV.

Известен также способ электропитания ЭРПД типа СПД [2], где стабилизируют тягу двигателя изменением расхода РВ таким образом, чтобы величина произведения UaI 2 a оставалась стабильной во времени, где Ia - величина тока, протекающего через анод двигателя; Ua - величина анодного напряжения. Оба способа стабилизируют фиксированную величину входной мощности двигателя или мощности потребления от первичного источника электропитания и могут быть использованы, когда мощность первичного источника электропитания больше стабилизируемой входной мощности двигателя. Недостатком этих способов является невозможность регулировать входную мощность двигателя с целью максимального использования меняющейся в процессе работы двигателя мощности первичного источника электропитания.Is also known to supply IPA ERPD type [2], wherein the change in engine thrust stabilize RV flow so that the product value U a I 2 a remained stable in time, where I a is the magnitude of the current flowing through the anode of the engine; U a - the value of the anode voltage. Both methods stabilize a fixed amount of engine input power or power consumption from the primary power source and can be used when the power of the primary power source is greater than the stabilized engine input power. The disadvantage of these methods is the inability to adjust the input power of the engine in order to maximize the use of the primary power source that varies during the operation of the engine.

Известно устройство [3], содержащее стабилизирующий преобразователь анодного напряжения (ПН), датчик разрядного (анодного) тока (ДРТ), усилитель, регулятор (стабилизатор) давления (УРД) в системе подачи РВ. Это устройство предназначено для стабилизации на фиксированном значении тяги, входной мощности двигателя независимо от изменения мощности источника электропитания.A device [3] is known that contains a stabilizing converter of the anode voltage (PN), a sensor for discharge (anode) current (DRT), an amplifier, a pressure regulator (stabilizer) in the supply system of the radioactive substances. This device is designed to stabilize at a fixed value of traction, the input power of the engine, regardless of changes in the power of the power source.

Цель предлагаемого технического решения - повышение эффективности использования мощности первичного источника электропитания путем регулирования входной мощности двигателя, обеспечивающего максимальное ее значение в каждый момент времени при изменяющейся мощности первичного источника электропитания. Для этого в способе электропитания ЭРПД, включающем стабилизацию анодного напряжения и изменение расхода РВ, расход изменяют при меняющейся мощности первичного источника электропитания таким образом, чтобы величина входной мощности двигателя, пропорциональная произведению IaUa, была максимально возможной в каждый момент времени, где Iа - величина тока, протекающего через анод; Ua - величина анодного напряжения.The purpose of the proposed technical solution is to increase the efficiency of using the power of the primary power source by adjusting the input power of the engine, providing its maximum value at each time point with a changing power of the primary power source. For this, in the electric power supply method of electric power supply, including stabilization of the anode voltage and changing the flow rate of the radioactive material, the flow rate is changed with the changing power of the primary power source so that the input power of the motor, proportional to the product I a U a , is the maximum possible at any time, where I a is the magnitude of the current flowing through the anode; U a - the value of the anode voltage.

Сущность способа электропитания ЭРПД следует из соотношения входной мощности двигателя и вольтамперной характеристики (ВАХ) солнечной батареи, которая, как правило, на КА является первичным источником питания.The essence of the electric power supply method of electric propulsion diffraction follows from the ratio of the input engine power and the current-voltage characteristic (CVC) of the solar battery, which, as a rule, is the primary power source on the spacecraft.

Входная мощность СПД определяется по формулеThe input power of the SPD is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ia - ток анода (разряда);where I a is the current of the anode (discharge);

Ua - напряжение анода (разряда).U a is the voltage of the anode (discharge).

С другой стороны входная мощность связана с потребляемой мощностью от первичного источника электропитания следующей зависимостью:On the other hand, the input power is related to the power consumption from the primary power source by the following relationship:

Pвхпотрηп или Рпотрвхп,P in = P rub η p or P rub = P in / η p ,

где Рпотр - потребляемая мощность;where P consumption - power consumption;

ηп - КПД преобразователя, питающего СПД.η p - the efficiency of the Converter, supplying SPD.

При ηп=const можно утверждать, что Рвх и Рпотр находятся в прямой пропорциональной зависимости.When η n = const, it can be argued that P I and P tr are in direct proportion.

СБ имеет нелинейную ВАХ и является источником ограниченной мощности. Мощность СБ в процессе эксплуатации может изменяться в больших пределах: при снижении температуры она увеличивается, при этом существенно увеличивается и выходное напряжение. При уменьшении освещенности СБ (при удалении КА от Солнца) мощность уменьшается, но вследствие уменьшения температуры напряжение увеличивается. В течение эксплуатации вследствие деградационных процессов мощность СБ также уменьшается. Очевидно, входная мощность двигателя, а следовательно, и потребляемая мощность могут принимать различные значения.SB has a nonlinear CVC and is a source of limited power. The power of the SB during operation can vary within wide limits: when the temperature decreases, it increases, while the output voltage also increases significantly. With a decrease in the illumination of the SB (when the spacecraft is removed from the Sun), the power decreases, but due to a decrease in temperature, the voltage increases. During operation due to degradation processes, the power of the SB also decreases. Obviously, the input power of the engine, and therefore the power consumption can take different values.

На фиг. 1 представлены характеристики СБ: iСБ=f(UСБ) и Рсб=f(UСБ) для различных условий эксплуатации, из которых следует, что мощность СБ, а следовательно, и входная мощность двигателя могут быть максимальными только при конкретных режимах работы СБ, в оптимальных точках ВАХ: a1 (IСБ1, UСБ1 ), а2 (IСБ2, UСБ2), а3 (UСБ3, UСБ3).In FIG. 1 shows the characteristics Sa: i Sa = f (U SB) and P sb = f (U SB) for different operating conditions, from which it follows that the SAT power, and hence the input power of the engine can be maximized only under specific operating conditions SB, at the optimal points of the CVC: a 1 (I SB1 , U SB1 ), and 2 (I SB2 , U SB2 ), and 3 (U SB3 , U SB3 ).

Задача предлагаемого технического решения - обеспечить работу двигателя в указанных выше точках ВАХ. Этого можно достигнуть поддержанием на максимальном уровне входной мощности двигателя, которую можно регулировать двумя параметрами - Iа и Ua. Однако с целью экономии расхода РВ Uа необходимо поддерживать максимальным, т.е. равным максимально допустимому анодному напряжению двигателяThe objective of the proposed technical solution is to ensure the operation of the engine at the above points of the CVC. This can be achieved by maintaining the maximum input power of the engine, which can be controlled by two parameters - I a and U a . However, in order to save PB flow U as necessary to maintain the maximum, i.e., equal to the maximum permissible anode voltage of the motor

Это вытекает из выражения для удельной тяги:This follows from the expression for specific thrust:

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- секундный расход РВ;Where
Figure 00000003
- RV second flow rate;

F - величина тяги, которая согласно [4] с достаточным приближением определяется выражением:F is the thrust value, which according to [4] with a sufficient approximation is determined by the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Uа и Iа - напряжение и ток анода;where U a and I a - voltage and current of the anode;

ηдв - КПД двигателя.η dv - engine efficiency.

В соответствии с [3] в качественно спроектированных и изготовленных двигателях ток анода равен расходу РВ, выраженному в токовых единицах:In accordance with [3] in qualitatively designed and manufactured engines, the anode current is equal to the flow rate of the RV, expressed in current units:

Figure 00000005
Figure 00000005

Подставляя уравнения (2) и (3) в (1), получаем:Substituting equations (2) and (3) in (1), we obtain:

Figure 00000006
Figure 00000006

где к = 2ηдв αе/М - постоянный коэффициент.where k = 2η dv αe / M is a constant coefficient.

Отсюда следует, что чем выше анодное напряжение двигателя, тем больше удельная тяга, тем экономнее расход РВ.It follows that the higher the anode voltage of the motor, the greater the specific thrust, the more economical the consumption of the radioactive substances.

Следовательно, поддерживать входную мощность двигателя, соответствующую оптимальной точке ВАХ, возможно только анодным током - изменением секундного расхода РВ с помощью термодросселя или электроклапана по сигналу с датчика тока анода, который пропорционален расходу РВ, при этом величина анодного напряжения ЭРПД должна поддерживаться максимально допустимого значения. В зависимости от величины мощности первичного источника электропитания возможны два варианта:Therefore, it is possible to maintain the input power of the motor that corresponds to the optimal I – V characteristic only by the anode current — by changing the second flow rate of the propellant with a thermo-throttle or an electrovalve according to the signal from the anode current sensor, which is proportional to the flow rate of the propellant, while the anode voltage of the electric propulsion must be maintained at the maximum permissible value. Depending on the power value of the primary power source, two options are possible:

1. Мощность первичного источника электропитания превышает максимально допустимую входную мощность двигателя. В этом случае напряжение и ток анода стабилизируют на максимально допустимых значениях для двигателя.1. The power of the primary power source exceeds the maximum allowable input power of the engine. In this case, the voltage and current of the anode stabilize at the maximum permissible values for the motor.

2. Мощность первичного источника электропитания меньше максимально допустимой входной мощности двигателя. В этом случае напряжение анода стабилизируют на максимально допустимом значении для двигателя, а ток анода регулируют расходом РВ, который изменяют таким образом, чтобы мощность потребления от источника электропитания была максимальной.2. The power of the primary power source is less than the maximum allowable input power of the engine. In this case, the anode voltage is stabilized at the maximum permissible value for the motor, and the anode current is regulated by the flow rate of the PB, which is changed so that the power consumption from the power source is maximum.

Электропитание по первому варианту представлено на характеристиках СБ iСБ1=f(UСБ1) и РСБ1=f(UСБ1), где максимальная мощность СБ РМ1 больше максимально допустимой входной мощности РМДОП и соответсвует рабочей точке а на ВАХ iCБ1=f(UСБ1) с параметрами IСБ1Р и UСБ1Р. Вследсвие деградационных процессов, как указывалось выше, мощность СБ уменьшается и становится меньше максимально допустимой входной мощности ЭРПД, и электропитание двигателя осуществляется по второму варианту. Рабочими точками в этом случае будут а2 и а3 на ВАХ iСБ2=f(UСБ2) и iСБ3=f(UСБ3) соответственно.The power supply according to the first embodiment is presented on the characteristics of SB i SB1 = f (U SB1 ) and P SB1 = f (U SB1 ), where the maximum power of SB P M1 is greater than the maximum allowable input power P MDOS and corresponds to the operating point a 1P on CVC i CB1 = f (U СБ1 ) with parameters I СБ1Р and U СБ1Р . Due to degradation processes, as mentioned above, the power of the SB decreases and becomes less than the maximum allowable input power of the electric propulsion system, and the motor is powered by the second option. The operating points in this case are a 2 and a 3 on the I – V characteristic i SB2 = f (U SB2 ) and i SB3 = f (U SB3 ), respectively.

Для осуществления способа электропитания ЭРПД в известное устройство, содержащее стабилизирующий преобразователь напряжения, вход которого подключен к источнику электропитания, а выходные клеммы подключены к электродам двигателя, датчик тока анода (ДТА), включенный в цепь анодного тока двигателя источник эталонного напряжения, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом ДТА, а выход через усилитель рассогласования - с управляющим регулятором подачи РВ, установленным в тракте подачи РВ между входом в двигатель и системой хранения РВ, дополнительно введены датчик мощности, включенный в цепь электропитания стабилизирующего преобразователя напряжения, экстремальный регулятор (ЭР), коммутирующий элемент (КЭ), пороговое устройство (ПУ) и второй источник эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимой входной мощности двигателя, при этом вход ЭР соединен с выходом датчика мощности (ДМ), второй вход блока сравнения (БС) через коммутирующий элемент соединен или с выходом ЭР, или с первым источником эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимому значению тока анода двигателя, первый вход ПУ соединен с выходом ДМ, второй вход - с выходом второго источника эталонного напряжения, а выход ПУ - с входом КЭ. Переключение КЭ производится по сигналу, поступающему с ПУ. При отсутствии сигнала, когда выходное напряжение ДМ, пропорциональное мощности потребления, равно напряжению второго источника эталонного напряжения, КЭ подключает второй вход БС к первому источнику эталонного напряжения, а при наличии сигнала на выходе ПУ, когда выходное напряжение ДМ меньше напряжения второго источника эталонного напряжения, КЭ подключает второй вход БС к КЭ.To implement the method of power supply of the electric propulsion voltage in a known device containing a stabilizing voltage converter, the input of which is connected to a power source, and the output terminals are connected to the motor electrodes, the anode current sensor (DTA), the reference voltage source connected to the anode current circuit of the engine, the comparison unit, the first the input of which is connected to the output of the DTA, and the output through the mismatch amplifier - with the control supply regulator RV installed in the supply path RV between the input to the engine and the XP system RV, additionally introduced a power sensor included in the power supply circuit of a stabilizing voltage converter, an extreme regulator (ER), a switching element (CE), a threshold device (PU) and a second reference voltage source, the value of which corresponds to the maximum allowable input motor power, while the input of the ER is connected to the output of the power sensor (DM), the second input of the comparison unit (BS) through the switching element is connected either to the output of the ER, or to the first source of the reference voltage, the value of which It corresponds to the maximum permissible value of the current of the anode of the motor, the first input of the control unit is connected to the output of the DM, the second input to the output of the second source of the reference voltage, and the output of the control panel to the input of the FE. Switching the FE is performed according to the signal from the control panel. In the absence of a signal, when the output voltage of the DM, proportional to the power consumption, is equal to the voltage of the second source of the reference voltage, the FE connects the second input of the BS to the first source of the reference voltage, and if there is a signal at the output of the PU, when the output voltage of the DM is less than the voltage of the second source of the reference voltage, The FE connects the second input of the BS to the FE.

На фиг.2 показана структурная схема устройства для осуществления предложенного способа питания ЭРПД.Figure 2 shows a structural diagram of a device for implementing the proposed method of power supply ERPD.

Устройство содержит стабилизирующий преобразователь 1 напряжения, входные выводы которого через датчик 2 мощности подключены к первичному источнику электропитания Uпит, выходные выводы преобразователя через датчик 3 тока анода подключены к электродам двигателя 4, блок 5 сравнения, первый вход которого соединен с выходом ДТА, а выход через усилитель 6 напряжения рассогласования соединен с регулятором 7 расхода РВ системы хранения РВ 8, экстремальный регулятор 9 и коммутирующий элемент 10, при этом вход ЭР соединен с выходом ДМ, второй вход БС через КЭ соединен или с выходом ЭР, или с источником 11 эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимому значению тока анода, пороговое устройство 12 и второй источник 13 эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимой входной мощности двигателя, при этом первый вход ПУ соединен с выходом ДМ, второй вход ПУ - со вторым источником эталонного напряжения, а вход порогового устройства соединен с входом КЭ. В качестве регулятора расхода РВ может быть использован термодроссель или электроклапан, включающий между двигателем и системой 8 хранения РВ. Регулятор 7 является исполнительным органом, управляющим расходом

Figure 00000007
рабочего вещества.The device contains a stabilizing voltage converter 1, the input terminals of which are connected through the power sensor 2 to the primary power supply U pit , the output terminals of the converter through the anode current sensor 3 are connected to the electrodes of the motor 4, a comparison unit 5, the first input of which is connected to the DTA output, and the output through the amplifier 6 voltage mismatch is connected to the regulator 7 flow rate RV storage system RV 8, the extreme regulator 9 and the switching element 10, while the input ER is connected to the output DM, the second input BS through the FE connected either to the output of the ER, or to the source 11 of the reference voltage, the value of which corresponds to the maximum allowable current value of the anode, the threshold device 12 and the second source 13 of the reference voltage, the value of which corresponds to the maximum allowable input power of the motor, while the first input of the control unit is connected to DM output, the second input of the PU with the second source of the reference voltage, and the input of the threshold device is connected to the input of the FE. As a regulator of the flow of RV can be used a thermal reactor or an electrovalve, including between the engine and the storage system 8 RV. Regulator 7 is the executive body that controls the flow.
Figure 00000007
working substance.

Устройство для осуществления предложенного способа электропитания ЭРПД работает следующим способом.A device for implementing the proposed method of power supply ERPD works as follows.

При подаче напряжения питания на выходе преобразователя 1 появляется стабилизированное напряжение, равное максимально допустимому значению анодного напряжения двигателя Uа, которое прикладывается к электродвигателю 4. После запуска (поджига) двигателя в цепи питания двигателя возникает ток разряда (анода) Iа. Сигнал, пропорциональный анодному току, с датчика тока 3 поступает на первый вход блока сравнения 5. Входящий в состав устройства датчик мощности, обрабатывая информацию о напряжении и токе первичного источника электропитания, формирует на своем выходе напряжение, пропорциональное текущему значению потребляемой мощности. Это напряжение поступает на вход экстремального регулятора и пороговое устройство 12.When applying the output voltage converter 1 appears stabilized voltage equal to the maximum allowable value of the anode and the motor voltage U that is applied to the motor 4. After the start (ignition) of the engine in the motor supply circuit occurs, the discharge current (anode) I a. The signal proportional to the anode current from the current sensor 3 is fed to the first input of the comparison unit 5. The power sensor included in the device, processing information about the voltage and current of the primary power source, generates a voltage proportional to the current value of the consumed power at its output. This voltage is supplied to the input of the extreme controller and the threshold device 12.

При равенстве напряжений на выходе датчика 2 мощности и источника 13 эталонного напряжения, то есть при равенстве мощности потребления от источника питания и максимально допустимой входной мощности двигателя, на выходе порогового устройства сигнал отсутствует - коммутируемый элемент подключает второй вход блока сравнения к источнику 11 эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимому значению тока анода. Преобразователь напряжения за счет контура обратной связи по току анода двигателя, содержащего датчик тока анода, блок сравнения, усилитель напряжения рассогласования и регулятор расхода, осуществляет стабилизацию тока анода на заданном уровне. Если напряжение на выходе датчика тока анода остается больше или меньше эталонного напряжения, то на входе блока сравнения появится напряжение соответствующего знака. Усиленное усилителем напряжение рассогласования через регулирующее устройство воздействует на термодроссель (электроклапан), уменьшая или увеличивая секундный расход РВ, что эквивалентно изменению разрядного (анодного) тока Iа. Таким образом, в случае, если величина мощности, генерируемой СБ, превышает максимально допустимую мощность двигателя, устройство обеспечивает работу СБ в точке a BAX. При этом от СБ потребляется мощность, равная максимально допустимой мощности двигателя. При снижении мощности, генерируемой СБ, уменьшается напряжение на выходе ДМ. На выходе порогового устройства появляется сигнал, по которому КЭ переключает второй вход блока сравнения к выходу экстремального регулятора, выходное напряжение которого пропорционально мощности потребления и, соответственно, току анода двигателя, который должен поддерживать преобразователь напряжения в данный момент. Выходное напряжение экстремального регулятора является эталонным для блока сравнения. Преобразователь напряжения за счет описанного выше контура обратной связи по току анода двигателя осуществляет стабилизацию тока на заданном уровне в данный момент времени. Если напряжение на выходе датчика тока анода окажется больше или меньше эталонного напряжения на выходе экстремального регулятора, то на входе блока сравнения появится напряжение соответствующего знака. Усиленное усилителем напряжение рассогласования через регулирующее устройство воздействует на термодроссель (электроклапан), уменьшая или увеличивая анодный расход РВ, что эквивалентно изменению разрядного (анодного) тока Iа.If the voltages at the output of the power sensor 2 and the reference voltage source 13 are equal, that is, when the power consumption from the power source and the maximum allowable input motor power are equal, there is no signal at the output of the threshold device - a switched element connects the second input of the comparison unit to the reference voltage source 11, the value of which corresponds to the maximum permissible value of the anode current. The voltage converter due to the feedback loop on the current of the anode of the engine, containing the anode current sensor, a comparison unit, a voltage mismatch amplifier and a flow regulator, stabilizes the anode current at a given level. If the voltage at the output of the anode current sensor remains more or less than the reference voltage, then the voltage of the corresponding sign will appear at the input of the comparison unit. The mismatch voltage amplified by the amplifier through the control device acts on the thermo-throttle (electrovalve), decreasing or increasing the second flow rate of RV, which is equivalent to a change in the discharge (anode) current I a . Thus, if the value of the power generated by the SB exceeds the maximum permissible engine power, the device provides the SB at a point 1P BAX. At the same time, power equal to the maximum allowable engine power is consumed from the SB. With a decrease in the power generated by the SB, the voltage at the output of the DM decreases. A signal appears at the output of the threshold device, by which the FE switches the second input of the comparison unit to the output of the extreme controller, the output voltage of which is proportional to the power consumption and, accordingly, to the current of the motor anode, which the voltage converter must support at the moment. The output voltage of the extreme controller is the reference for the comparison unit. The voltage Converter due to the above-described feedback loop on the current of the anode of the motor stabilizes the current at a given level at a given time. If the voltage at the output of the anode current sensor turns out to be more or less than the reference voltage at the output of the extreme regulator, then the voltage of the corresponding sign will appear at the input of the comparison unit. The mismatch voltage amplified by the amplifier through the control device acts on the thermo-throttle (electrovalve), decreasing or increasing the anode flow rate of the PB, which is equivalent to a change in the discharge (anode) current I a .

Экстремальный регулятор (фиг. 3) работает следующим образом. По сигналу от схемы 14 синхронизации ЭР значение мощности потребления двигателя в данный момент запоминается в устройстве 15 хранения. После чего по сигналу со схемы синхронизации корректирующее устройство 16 изменяет в определенном направлении (в сторону увеличения или уменьшения) значение выходного напряжения ЭР, тем самым, изменяя значение тока анода двигателя, который необходимо стабилизировать. Преобразователь напряжения переходит на стабилизацию нового значения тока анода. Входная мощность, а следовательно, и мощность потребления изменяются. Вновь измеренное значение мощности потребления сравнивается устройством сравнения 17 с предыдущим значением, запомненным в устройстве хранения 15.The extreme regulator (Fig. 3) works as follows. According to the signal from the ER synchronization circuit 14, the value of the engine power consumption is currently stored in the storage device 15. Then, according to the signal from the synchronization circuit, the correcting device 16 changes in a certain direction (in the direction of increasing or decreasing) the value of the output voltage of the ER, thereby changing the value of the current of the anode of the motor, which must be stabilized. The voltage converter switches to stabilization of the new value of the anode current. Input power, and therefore power consumption, is changing. The newly measured value of the power consumption is compared by the comparison device 17 with the previous value stored in the storage device 15.

В зависимости от результата сравнения изменяется или не изменяется направление следующего изменения выходного напряжения ЭР. При увеличении мощности потребления направление поиска максимума мощности потребления не изменяется и, соответственно, при уменьшении мощности потребления направление поиска изменяется на противоположенное. Таким образом, осуществляется шаговый поиск значения тока анода двигателя, при котором мощность потребления от первичного источника электропитания будет максимальной.Depending on the result of the comparison, the direction of the next change in the output voltage of the ER changes or does not change. With increasing power consumption, the direction of the search for the maximum power consumption does not change and, accordingly, with a decrease in power consumption, the direction of the search changes to the opposite. Thus, a step-by-step search of the current value of the anode of the motor is carried out, at which the power consumption from the primary power source will be maximum.

Предложенный способ электропитания ЭРПД с обеспечением максимальной мощности потребления и устройство для его осуществления позволяют существенно повысить эффективность использования мощности первичного источника электропитания.The proposed method of power supply ERPD with maximum power consumption and a device for its implementation can significantly increase the efficiency of using the power of the primary power source.

Источники информацииSources of information

1. Леферов Е.В. и др. Перспективы использования электрореактивных стационарных плазменных двигателей для управления космическими аппаратами. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики. Т.83. Разработки и исследование электромеханических систем космических аппаратов метеорологического и природно-ресурсного назначения. М., 1987, с.45.1. Leferov EV and others. Prospects for the use of stationary electro-reactive plasma engines for controlling spacecraft. Proceedings of the All-Union Research Institute of Electromechanics. T.83. Development and research of electromechanical systems of spacecraft for meteorological and natural resource purposes. M., 1987, p. 45.

2. Пат. 2044926 РФ. Способ стабилизации тяги электроракетного плазменного двигателя и устройство для его осуществления (Н.М. Катасонов). Изобретения, 1995, № 27.2. Pat. 2044926 RF. A method for stabilizing the thrust of an electric rocket plasma engine and a device for its implementation (N.M. Katasonov). Inventions, 1995, No. 27.

3. Разработка стационарного плазменного двигателя и его испытания на ИСЗ "Метеор" /Л.А. Арцимович, И.М. Андронов, Ю.В. Есенчук и др. Из. АН СССР. Космические исследования, т. XII, вып.3, 1974, с.451-459.3. Development of a stationary plasma engine and its testing on the satellite "Meteor" / L.A. Artsimovich, I.M. Andronov, Yu.V. Yesenchuk et al. USSR Academy of Sciences. Space Research, vol. XII, issue 3, 1974, pp. 451-459.

4. Глибицкий М.М. Системы питания и управления электрическими ракетными двигателями. М.: Машиностроение, 1981.4. Glibitsky M.M. Power systems and control of electric rocket engines. M .: Mechanical Engineering, 1981.

Claims (2)

1. Способ электропитания электроракетного плазменного двигателя, включающий стабилизацию анодного напряжения и изменение расхода рабочего вещества, отличающийся тем, что при мощности источника электропитания, превышающей максимально допустимое значение входной мощности двигателя, расход рабочего вещества изменяют таким образом, чтобы ток анода двигателя был равен максимально допустимому значению, а при мощности источника электропитания, меньшей максимально допустимого значения входной мощности двигателя, расход рабочего вещества изменяют таким образом, чтобы мощность потребления от источника электропитания была максимальной, при этом в обоих случаях напряжение анода стабилизируют на максимально допустимом уровне.1. The method of power supply of an electric rocket plasma engine, including stabilizing the anode voltage and changing the flow rate of the working substance, characterized in that when the power of the power supply exceeds the maximum allowable input power of the engine, the flow rate of the working substance is changed so that the current of the anode of the engine is equal to the maximum allowable value, and when the power of the power source is less than the maximum allowable value of the input power of the engine, the flow rate of the working substance change so that the power consumption from the power source is maximum, while in both cases, the voltage of the anode is stabilized at the maximum acceptable level. 2. Устройство электропитания электроракетного плазменного двигателя, содержащее стабилизированный преобразователь анодного напряжения двигателя, вход которого подключен к источнику электропитания, а выходные выводы подключены к электродам двигателя, источник эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимому току анода, датчик анодного тока, включенный в цепь электропитания двигателя, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом датчика тока анода, а выход через усилитель рассогласования сигналов - с управляемым регулятором подачи рабочего вещества, отличающийся тем, что дополнительно введены в цепь источника электропитания преобразователя напряжения датчик мощности, экстремальный регулятор, коммутирующий элемент, пороговое устройство и второй источник эталонного напряжения, величина которого соответствует максимально допустимой входной мощности двигателя, при этом вход экстремального регулятора соединен с выходом датчика мощности, второй вход блока сравнения через коммутирующий элемент соединен или с выходом экстремального регулятора, или со вторым источником эталонного напряжения.2. The power supply device of an electric rocket plasma engine containing a stabilized converter of the anode voltage of the engine, the input of which is connected to a power source, and the output terminals are connected to the engine electrodes, a reference voltage source, the value of which corresponds to the maximum allowable current of the anode, anode current sensor included in the power supply circuit engine, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the anode current sensor, and the output through the signal matching amplifier alov - with a controlled regulator of the supply of the working substance, characterized in that an additional power sensor, an extreme regulator, a switching element, a threshold device and a second reference voltage source are added to the voltage converter’s power supply circuit, the value of which corresponds to the maximum allowable input motor power, while the input extremal controller is connected to the output of the power sensor, the second input of the comparison unit through the switching element is connected or to the output of the ext cial controller, or to a second reference voltage source.
RU2001127412/06A 2001-10-08 2001-10-08 Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine RU2220322C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127412/06A RU2220322C2 (en) 2001-10-08 2001-10-08 Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001127412/06A RU2220322C2 (en) 2001-10-08 2001-10-08 Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001127412A RU2001127412A (en) 2003-06-10
RU2220322C2 true RU2220322C2 (en) 2003-12-27

Family

ID=32065570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001127412/06A RU2220322C2 (en) 2001-10-08 2001-10-08 Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2220322C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549318C2 (en) * 2013-04-15 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Power supply and control method for spacecraft correction system
RU2604972C2 (en) * 2011-09-09 2016-12-20 Снекма Electric power plant with stationary plasma engines
CN114962198A (en) * 2022-04-14 2022-08-30 兰州空间技术物理研究所 Anode current-propellant flow closed-loop control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604972C2 (en) * 2011-09-09 2016-12-20 Снекма Electric power plant with stationary plasma engines
RU2549318C2 (en) * 2013-04-15 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Power supply and control method for spacecraft correction system
CN114962198A (en) * 2022-04-14 2022-08-30 兰州空间技术物理研究所 Anode current-propellant flow closed-loop control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4341607A (en) Solar power system requiring no active control device
US20190074689A1 (en) Droop compensation using current feedback
KR20040009370A (en) Method of controlling output power of fuel cell for fuel cell hybrid electric vehicle
KR20170129456A (en) Battery energy storage system
CN105186858A (en) Controller of low-voltage DC-DC converter of electric vehicle
KR101151750B1 (en) Fuel cell system
US6646413B2 (en) Fuel cell system and method for operating the fuel cell system
CN103546034B (en) A kind of compounding feedforward control type Hysteresis control system
CN116249631A (en) Fuel cell and battery hybrid system
RU2220322C2 (en) Method of and device for electric supply of electric plasma- jet rocker engine
US4812737A (en) Voltage regulator for solar cell arrays
JPH05182675A (en) Method for controlling output of fuel cell
RU2206787C2 (en) Method of and device for regulation of thrust of electric rocket plasma engine
Almi et al. A novel adaptive variable step size P&O MPPT algorithm
JP2671523B2 (en) Operation control method for fuel cell power generator
JP3584628B2 (en) Solar cell output power control method
Imran et al. Comparative investigation of lithium-ion charging methods implemented via a single DC/DC converter
RU2249546C2 (en) Method of control of power of spacecraft power plant and device for realization of this method
RU2339846C2 (en) Method of controlling electric-jet plasma engine anode current and device to this effect
KR100520544B1 (en) Sub battery charge method of fuel cell electric vehicle
JP2022078717A (en) Control unit for vehicle, method, program, and vehicle
US20170305579A1 (en) Power architecture for solar electric propulsion applications
CN107528468A (en) A kind of high tension charge pump circuit
RU2313169C2 (en) Off-line power supply system
JP2003133571A (en) Solar battery power generation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051009