RU88812U1

RU88812U1 - LOAD SIMULATION COMPLEX FOR TESTS OF POWER SUPPLY SYSTEMS FOR SPACE VEHICLES

Info

Publication number: RU88812U1
Application number: RU2009117879/22U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Мишин; Олег Викторович Бубнов; Виктор Алексеевич Пчельников
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Комплекс имитации нагрузки для испытания систем электроснабжения космических аппаратов, содержащий несколько нагрузочных модулей, подключенных параллельно к тестируемой системе электроснабжения, и контроллер внешнего управления комплексом, включающий нагрузочные модули постоянной нагрузки, импульсной нагрузки, комплексной нагрузки и синусоидальной нагрузки, каждый из которых в своем составе имеет схему управления соответствующей нагрузкой, соединенную с блоком управления модулями, связанным с контроллером внешнего управления комплексом, при этом модуль постоянной нагрузки выполнен в виде повышающего преобразователя, выполненного на основе управляемых ключей, связанных с блоком управления, соединенного с тестируемой системой электроснабжения через входной фильтр, а также - через выходной фильтр к инвертору, ведомому сетью, блок управления которым соединен с блоком трансформаторов, связанным с сетью, схемы управления постоянной, импульсной и комплексной нагрузок связаны с блоком управления таким образом, что постоянные составляющие их нагрузок реализуются с использованием модуля постоянной нагрузки, отличающийся тем, что модуль синусоидальной нагрузки разделен на две секции: секцию высокочастотной нагрузки и секцию низкочастотной нагрузки, при этом секция низкочастотной нагрузки реализована на указанном повышающем преобразователе, для чего блок управления повышающим преобразователем через блок управления синусоидальной нагрузкой соединен с генератором синусоидального сигнала, входящего в состав модуля синусоидальной нагрузки. ! 2. Комплекс имитации нагрузки по п.1, отличающийся тем, ч�1. A load simulation complex for testing spacecraft power supply systems, containing several load modules connected in parallel to the power supply system under test, and an external control system for the complex, including constant load, pulse load, complex load, and sinusoidal load modules, each of which in its own has a corresponding load control circuit connected to the module control unit connected to the external control controller complex, the constant load module is made in the form of a boost converter, made on the basis of controlled keys connected to the control unit connected to the tested power supply system through an input filter, and also through an output filter to an inverter driven by the network, the control unit of which is connected to a transformer unit connected to the network, control circuits for constant, pulse and complex loads are connected to the control unit in such a way that the constant components of their loads are realized with using a constant load module, characterized in that the sinusoidal load module is divided into two sections: a high-frequency load section and a low-frequency load section, while the low-frequency load section is implemented on the indicated boost converter, for which the boost converter control unit is connected to the generator via a sinusoidal load control unit sinusoidal signal, which is part of the sinusoidal load module. ! 2. The load simulation complex according to claim 1, characterized in that

Description

Полезная модель относится к устройствам для испытаний систем электропитания. В частности, полезная модель относится к электронным имитаторам нагрузок для испытаний систем электропитания космических аппаратов (СЭП КА). Для испытаний таких систем необходимо имитировать нагрузки в полном диапазоне от холостого хода до номинальных. На современных космических аппаратах системы электропитания и распределения электроэнергии, включая аккумуляторные батареи, с учетом более высокой надежности по сравнению с другими системами, занимают по массе и объему до 30% самого космического аппарата. Среднесуточная мощность систем электропитания космических аппаратов сегодня доходит до 10 кВт и более. Для того чтобы оценить динамические свойства СЭП КА, необходимо проверить ее при воздействии динамических нагрузок типа сброс/наброс, а для уточнения выходного сопротивления - испытать при гармонической нагрузке в широком диапазоне частот (до 30 мГц).The utility model relates to devices for testing power systems. In particular, the utility model relates to electronic load simulators for testing spacecraft power supply systems (SES spacecraft). To test such systems, it is necessary to simulate loads in the full range from idle to nominal. On modern spacecraft, power supply and distribution systems, including rechargeable batteries, taking into account higher reliability compared to other systems, occupy up to 30% of the spacecraft in mass and volume. The average daily power of spacecraft power systems today reaches 10 kW or more. In order to evaluate the dynamic properties of the SEC of the spacecraft, it is necessary to check it under the influence of dynamic loads such as discharge / surge, and to clarify the output impedance, it should be tested under a harmonic load in a wide frequency range (up to 30 MHz).

Известные устройства для тестирования систем электропитания обычно состоят из групп резисторов, которые требуют физического подключения и отключения для установления определенной величины нагрузки (US 3624489). Этот процесс в испытательном комплексе должен неоднократно повторяться, если испытания должны проводиться на нескольких уровнях мощности. Недостатками таких устройств является невозможность непрерывно изменять ток нагрузки от одного уровня до другого, невозможность проведения динамических испытаний, а также малое количество информации, получаемой в процессе испытаний об испытываемом объекте.Known devices for testing power systems usually consist of groups of resistors that require physical connection and disconnection in order to establish a certain load value (US 3624489). This process in the test complex should be repeated several times if the tests should be carried out at several power levels. The disadvantages of such devices are the inability to continuously change the load current from one level to another, the impossibility of conducting dynamic tests, as well as the small amount of information obtained during testing of the test object.

В настоящее время разработано большое количество электронных переключаемых устройств для имитации динамических нагрузок. Так, устройство по патенту US 3406341 использует фиксированный резистор и управляемые регулируемые источники тока и напряжения. Тогда изменение нагрузки выполняется либо изменением тока, либо изменением напряжения в зависимости от задач испытаний. Известно также использование в имитаторах нагрузки коммутируемых кремниевых управляемых диодных выпрямителей для создания пульсаций переменного тока источника питания. При работе такие устройства обеспечивают пульсации, имитирующие изменение нагрузки, ограниченное только действием коммутирующей схемы (US 4288739). Недостатком таких устройств по-прежнему остается возможность имитации только активной нагрузки и недостаточная информация, получаемая в процессе испытаний.Currently, a large number of electronic switchable devices to simulate dynamic loads have been developed. So, the device according to patent US 3406341 uses a fixed resistor and controlled adjustable current and voltage sources. Then the load change is performed either by changing the current, or by changing the voltage depending on the test tasks. It is also known to use switched simulated silicon diode rectifiers in load simulators to create AC ripple power supply. During operation, such devices provide ripples that simulate a change in load, limited only by the action of the switching circuit (US 4,288,739). The disadvantage of such devices is still the ability to simulate only the active load and the insufficient information obtained during the test.

В качестве прототипа нами выбран комплекс имитации нагрузки для испытания систем электропитания космических аппаратов по патенту РФ на полезную модель №50317.As a prototype, we have chosen a load simulation complex for testing power systems of spacecraft according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 50317.

Указанный комплекс имитации нагрузки для испытания систем электропитания космических аппаратов содержит несколько нагрузочных модулей, подключенных параллельно к тестируемой системе электроснабжения, и блок управления комплексом, в качестве которого может выступать программируемый контроллер или ПЭВМ. Нагрузочные модули являются модулями разных видов нагрузки: модуль постоянной нагрузки, модуль комплексной нагрузки, модуль импульсной нагрузки и модуль переменной (синусоидальной) нагрузки. Каждый из указанных модулей имеет в своем составе схему управления соответствующей нагрузкой, схемы управления всеми нагрузками связаны с блоком управления модулями, связанным с контроллером управления комплексом. Модуль постоянной нагрузки выполнен в виде, соединенного с тестируемой системой электроснабжения через входной фильтр, повышающего преобразователя, выполненного на основе управляемых ключей и подключенного через выходной фильтр к инвертору, ведомому сетью, блок управления которого соединен с трансформатором, связанным с сетью. Кроме того, схемы управления постоянной, импульсной и комплексной нагрузок связаны с блоком управления модулями таким образом, что постоянные составляющие их нагрузок реализуются с использованием модуля постоянной нагрузки. Устройство обеспечивает имитацию различных видов нагрузок: постоянной (активной) нагрузки, импульсной (или скачкообразной), комплексной (активно-емкостной) и переменной с синусоидальной формой тока, в широких диапазонах токов и напряжений. Кроме того, устройство обеспечивает энергосбережение при проведении наземно-технических испытаний систем электроснабжения на различные виды электротехнических нагрузок за счет вторичного использования электроэнергии системы электроснабжения, посредством ее последующего преобразования и передачи в сеть.The specified load simulation system for testing spacecraft power systems contains several load modules connected in parallel to the power supply system under test, and a complex control unit, which can be a programmable controller or PC. Load modules are modules of different types of load: constant load module, complex load module, pulse load module and variable (sinusoidal) load module. Each of these modules incorporates a control circuit for the corresponding load, control circuits for all loads are connected to the module control unit associated with the complex control controller. The constant load module is made in the form of a step-up converter connected to the tested power supply system through an input filter, made on the basis of controlled keys and connected through an output filter to an inverter driven by a network, the control unit of which is connected to a transformer connected to the network. In addition, the control circuits for constant, pulsed and complex loads are connected to the module control unit in such a way that the constant components of their loads are realized using a constant load module. The device provides imitation of various types of loads: constant (active) load, pulse (or spasmodic), complex (active-capacitive) and variable with a sinusoidal current shape, in a wide range of currents and voltages. In addition, the device provides energy savings during ground-based tests of power supply systems for various types of electrical loads due to the secondary use of electricity from the power supply system, through its subsequent conversion and transmission to the network.

Недостатки указанного устройства заключаются в большой массе и габаритах входных фильтров на низких частотах синусоидальной нагрузки, а также большое потребление мощности транзисторами, используемыми в модуле синусоидальной нагрузки в активном режиме.The disadvantages of this device are the large mass and dimensions of the input filters at low frequencies of the sinusoidal load, as well as the large power consumption of the transistors used in the sinusoidal load module in active mode.

Задача полезной модели - дальнейшее повышение энергосбережения и уменьшение массы и габаритов входного фильтра за счет реализации низкочастотной синусоидальной нагрузки с использованием указанного повышающего преобразователя.The objective of the utility model is to further increase energy saving and reduce the mass and dimensions of the input filter by implementing a low-frequency sinusoidal load using the specified boost converter.

Поставленная задача решается тем, что комплекс имитации нагрузки для испытания систем электроснабжения космических аппаратов, как и прототип, содержит несколько нагрузочных модулей, подключенных параллельно к тестируемой системе электроснабжения, и блок управления комплексом, в качестве которого может выступать программируемый контроллер или ПЭВМ. Нагрузочные модули являются модулями разных видов нагрузки: модуль постоянной нагрузки, модуль комплексной нагрузки, модуль импульсной нагрузки и модуль гармонической (синусоидальной) нагрузки. Каждый из указанных модулей имеет в своем составе схему управления соответствующей нагрузкой, схемы управления всеми нагрузками связаны с блоком управления модулями, связанным с контроллером управления комплексом. Модуль постоянной нагрузки выполнен в виде, соединенного с тестируемой системой электроснабжения через входной фильтр, повышающего преобразователя, выполненного на основе управляемых ключей и подключенного через выходной фильтр к инвертору, ведомому сетью, блок управления которого соединен с трансформатором, связанным с сетью. Кроме того, схемы управления постоянной, импульсной и комплексной нагрузок связаны с блоком управления модулями таким образом, что постоянные составляющие их нагрузок реализуются с использованием модуля постоянной нагрузки. В отличие от прототипа модуль синусоидальной нагрузки разделен на две секции: секцию высокочастотной нагрузки и секцию низкочастотной нагрузки, при этом секция низкочастотной нагрузки выполнена с использованием указанного повышающего преобразователя, для чего блок управления повышающим преобразователем через блок управления синусоидальной нагрузки соединен с генератором синусоидального сигнала, входящего в состав модуля синусоидальной нагрузки.The problem is solved in that the load simulation complex for testing spacecraft power supply systems, like the prototype, contains several load modules connected in parallel to the power supply system under test, and the complex control unit, which can be a programmable controller or PC. Load modules are modules of different types of load: constant load module, complex load module, pulse load module and harmonic (sinusoidal) load module. Each of these modules incorporates a control circuit for the corresponding load, control circuits for all loads are connected to the module control unit associated with the complex control controller. The constant load module is made in the form of a step-up converter connected to the tested power supply system through an input filter, made on the basis of controlled keys and connected through an output filter to an inverter driven by a network, the control unit of which is connected to a transformer connected to the network. In addition, the control circuits for constant, pulsed and complex loads are connected to the module control unit in such a way that the constant components of their loads are realized using a constant load module. In contrast to the prototype, the sinusoidal load module is divided into two sections: a high-frequency load section and a low-frequency load section, while the low-frequency load section is made using the specified boost converter, for which the boost converter control unit is connected to the sinusoidal signal generator incoming via the sinusoidal load control unit into the structure of the sinusoidal load module.

Техническим результатом такого построения комплекса является энергосбережение и снижение массы и габаритов фильтра, т.к. теперь входной фильтр работает на высокой частоте.The technical result of this construction of the complex is energy saving and reducing the mass and dimensions of the filter, because now the input filter operates at a high frequency.

Модуль имитации импульсной нагрузки в описываемом комплексе выполнен в виде дифференциальных импульсных ключей, соединенных с фиксированными заданными активными нагрузками. Задачей модуля импульсной нагрузки совместно с устройством постоянной нагрузки является сброс или наброс тока нагрузки на фиксированную величину.The impulse load simulation module in the described complex is made in the form of differential impulse keys connected to fixed given active loads. The task of the pulsed load module in conjunction with a constant load device is to dump or surge the load current by a fixed value.

Модуль комплексной нагрузки содержит дифференциальные ключи, каждый из которых связан с последовательной RC-цепью. Модуль комплексной нагрузки обеспечивает подключение параллельно шинам тестируемой системы электроснабжения конденсатора и резистора заданных величин. Включение постоянной составляющей реализуется совместно с модулем постоянной нагрузки.The complex load module contains differential keys, each of which is connected to a serial RC circuit. The integrated load module provides a parallel connection to the tires of the tested power supply system of the capacitor and resistor of the specified values. The inclusion of a constant component is implemented in conjunction with a constant load module.

Секция высокочастотной синусоидальной нагрузки выполнена в виде транзисторных усилителей в режиме эмиттерных повторителей с фиксированными нагрузками, управляемых синусоидальными сигналами схемы управления синусоидальной нагрузкой. Ее задачей является создание синусоидального тока в выходной шине тестируемой системы электроснабжения.The high-frequency sinusoidal load section is made in the form of transistor amplifiers in the mode of emitter followers with fixed loads, controlled by sinusoidal signals of the sinusoidal load control circuit. Its task is to create a sinusoidal current in the output bus of the tested power supply system.

Далее сущность полезной модели поясняется рисунками, на которых изображено: на Фиг.1 - общая блок-схема испытательного комплекса; на Фиг.2 - представлена схема, поясняющая работу модуля постоянной нагрузки; на Фиг.3 - схема модуля синусоидальной нагрузки.Further, the essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict: in Fig.1 - a General block diagram of the test complex; figure 2 is a diagram explaining the operation of the constant load module; figure 3 is a diagram of the module of the sinusoidal load.

Испытательный комплекс для испытаний системы электропитания 1 состоит из нагрузочных модулей 2, 3, 4 и 5, подсоединенных параллельно к тестируемой системе 1. Нагрузочный модуль 2 является имитатором постоянной нагрузки, модуль 3 - устройство имитации комплексной нагрузки, модуль 4 - устройство импульсной нагрузки и 5 - модуль синусоидальной нагрузки. Модуль постоянной нагрузки 2 представляет собой повышающий преобразователь 6, выполненный на основе управляемых ключей и соединенный с тестируемой системой электроснабжения 1 через входной фильтр 7, и, через выходной фильтр 8 - к инвертору 9, ведомому сетью. Упрощенная схема повышающего преобразователя 6 показана на Фиг.2 и представляет собой транзисторный ключ 15, управляемый импульсами схемы управления 16. Величина и длительность импульсов задают уровни подключаемой к выходным клеммам системы электроснабжения активной нагрузки. Инвертор 9 (Фиг.2) представляет собой трехфазный мостовой инвертор, ведомый сетью, содержит ключи, обозначенные на рисунке S_1A, S_2A, S_1B, S_2B, S_1C и S_2C. Блок управления 10 инвертором 9 соединен с трансформатором 11, подключенным к сети. Каждый нагрузочный модуль имеет в своем составе схему управления соответствующей нагрузкой. Схемы управления постоянной, комплексной и импульсной нагрузок, а также схема задания уставки синусоидальной низкочастотной нагрузки объединены в блоке управления модулями 12, который соединен с повышающим преобразователем 6. Модуль синусоидальной нагрузки управляется схемой управления синусоидальной нагрузкой 13. Работа нагрузочного комплекса управляется либо программно от блока управления комплексом 14, либо от ПЭВМ.The test complex for testing the power supply system 1 consists of load modules 2, 3, 4 and 5 connected in parallel to the system under test 1. Load module 2 is a constant load simulator, module 3 is a complex load simulation device, module 4 is a pulse load device and 5 - modulus of the sinusoidal load. The constant load module 2 is a step-up converter 6, made on the basis of controlled keys and connected to the tested power supply system 1 through an input filter 7, and, through an output filter 8, to an inverter 9 driven by the network. A simplified circuit of boost converter 6 is shown in FIG. 2 and represents a transistor switch 15 controlled by pulses of the control circuit 16. The magnitude and duration of the pulses sets the levels of the active load connected to the output terminals of the power supply system. The inverter 9 (Figure 2) is a three-phase bridge inverter driven by the network, contains the keys indicated in the figure S _1A , S _2A , S _1B , S _2B , S _1C and S _2C . The control unit 10 of the inverter 9 is connected to a transformer 11 connected to the network. Each load module incorporates a control circuit for the corresponding load. Control circuits for constant, complex and pulsed loads, as well as a circuit for setting the low-frequency sinusoidal load settings are combined in the module control unit 12, which is connected to the boost converter 6. The sinusoidal load module is controlled by the sinusoidal load control circuit 13. The load complex is controlled either programmatically or by software from the control unit complex 14, or from a PC.

Упрощенные схемы модулей импульсной, комплексной нагрузок и принципы их работы описаны в описании к полезной модели №50317 и не являются предметом данного технического решения.Simplified circuit modules of pulsed, integrated loads and the principles of their operation are described in the description of utility model No. 50317 and are not the subject of this technical solution.

Модуль гармонической (синусоидальной нагрузки) включает генератор синусоидального сигнала, входящий в состав схемы 13, который при реализации низкочастотной нагрузки (50-400 Гц) связан с блоком управления 16 ключами повышающего преобразователя 15. Высокочастотная секция модуля переменной (синусоидальной нагрузки) содержит транзисторные усилители 17, работающие в режиме эмиттерных повторителей (показан только один ключ, но их может быть несколько), управляемые синусоидальными сигналами схемы управления 13, 18 - обратная связь по току, 19 - датчик тока, L и С - дроссели и конденсатор выходного фильтра.The harmonic (sinusoidal load) module includes a sinusoidal signal generator, which is part of the circuit 13, which when implementing a low-frequency load (50-400 Hz) is connected to the control unit 16 keys of the boost converter 15. The high-frequency section of the variable module (sinusoidal load) contains transistor amplifiers 17 operating in the mode of emitter repeaters (only one key is shown, but there can be several), controlled by sinusoidal signals of the control circuit 13, 18 - current feedback, 19 - t sensor OK, L and C are the chokes and capacitor of the output filter.

Описание работы испытательного комплекса лучше начать с модуля постоянной нагрузки, как с самого простого, так и по той причине, что модуль постоянной нагрузки используется для формирования постоянной составляющей импульсной и комплексной нагрузок. При включении в работу модуля постоянной нагрузки по сигналам блока управления комплексом 14 или ПЭВМ выходное напряжение тестируемой системы электроснабжения 1 подается на входной фильтр 7, необходимый для устранения помех импульсных преобразователей, и поступает на вход повышающего преобразователя 6. Схема управления 16 по заданной программе выдает импульсы управления на ключ 15 повышающего преобразователя 6 (Фиг.2). При этом происходит подключение и отключение независимых ступеней активных сопротивлений. Далее высокое постоянное напряжение через дроссели выходного фильтра 8 поступает на вход ведомого сетью инвертора 9. Управление инвертором 9 осуществляется от блока управления 10 с постоянными углами инвертирования. С целью реализации питания и синхронизации блока управления 10 с сетью используется блок трансформаторов 11. Преобразованное инвертором 9 напряжение возвращается в питающую сеть. Такое построение позволяет вторично использовать основную часть энергии входного источника 1, а не рассеивать его в пространстве. По этому каналу прокачивается энергия имитации постоянной нагрузки, а также постоянные составляющие импульсной и комплексной нагрузок, так как эти составляющие реализуются на повышающем преобразователе 6. Суммарный ток выходной шины системы электропитания 1, который задается подключаемой нагрузкой, может достигать 150 А при проведении испытаний современных моделей бортовых систем. Если не использовать предложенную систему построения модуля постоянной нагрузки, рассеиваемая в пространстве мощность при выходном напряжении системы электроснабжения 1 равном 27 В и токе 75А составит 2025 Вт. Следует отметить существующую тенденцию увеличения выходного напряжения систем электроснабжения космических аппаратов, что может привести к увеличению рассеиваемой мощности. Предложенное построение позволяет вторично использовать основную часть энергии источника электроснабжения.It is better to start the description of the test complex with a constant load module, both from the simplest and for the reason that the constant load module is used to form a constant component of the pulse and complex loads. When the constant load module is turned on by the signals of the complex control unit 14 or PC, the output voltage of the tested power supply system 1 is supplied to the input filter 7, which is necessary to eliminate the interference of pulse converters, and is fed to the input of the boost converter 6. The control circuit 16 gives pulses according to a given program control key 15 boost Converter 6 (Figure 2). In this case, the connection and disconnection of independent stages of active resistances occurs. Next, a high DC voltage through the chokes of the output filter 8 is fed to the input of the network-driven inverter 9. The inverter 9 is controlled from the control unit 10 with constant inverting angles. In order to implement power supply and synchronize the control unit 10 with the network, a block of transformers 11 is used. The voltage converted by the inverter 9 is returned to the supply network. This construction allows you to reuse the main part of the energy of the input source 1, and not to scatter it in space. Simulated constant load energy is pumped through this channel, as well as the constant components of the pulse and complex loads, since these components are implemented on the boost converter 6. The total current of the output bus of the power supply system 1, which is set by the connected load, can reach 150 A when testing modern models airborne systems. If you do not use the proposed system for constructing a constant load module, the power dissipated in space with an output voltage of the power supply system 1 equal to 27 V and a current of 75 A will be 2025 W. It should be noted that there is a tendency to increase the output voltage of spacecraft power supply systems, which can lead to an increase in power dissipation. The proposed construction allows the secondary use of the main part of the energy source.

Модуль 5 гармонической (синусоидальной) нагрузки, по сигналу схемы управления 12 выдает либо низкочастотный сигнал синусоидальной нагрузок (50-400 Гц), либо высокочастотный (10-3000кГц). Для низкочастотной нагрузки синусоидальный сигнал от схемы 13 поступает на блок управления 16 ключами 15 повышающего преобразователя, который отрабатывает низкочастотную синусоидальную нагрузку. Современные силовые полевые транзисторы (MOSFET) и транзисторы типа IGBT допускают частоту переключений в десятки и сотни килогерц при напряжениях в сотни вольт и токах в десятки и сотни ампер. Вследствие высокой частоты коммутации и малых потерь в транзисторных ключах массогабаритные и энергетические показатели преобразователей постоянного тока весьма высоки. Очевидно, что при достаточно высокой частоте коммутации эти устройства могут преобразовывать и переменное напряжение, например, промышленной частоты. Для реализации секции низкочастотной нагрузки на базе повышающего преобразователя 6 необходимо подать на управляющий вход транзистора 15 ток уставки по синусоидальной нагрузке Im sin ϑ, где Im и ϑ - амплитуда и частота гармонического сигнала нагрузки.The harmonic (sinusoidal) load module 5, according to the signal of the control circuit 12, provides either a low-frequency signal of the sinusoidal loads (50-400 Hz) or high-frequency (10-3000 kHz). For the low-frequency load, the sinusoidal signal from the circuit 13 is supplied to the control unit 16 with the keys 15 of the boost converter, which processes the low-frequency sinusoidal load. Modern power field effect transistors (MOSFETs) and IGBT transistors allow switching frequencies of tens and hundreds of kilohertz at voltages of hundreds of volts and currents of tens and hundreds of amperes. Due to the high switching frequency and small losses in the transistor switches, the overall dimensions and energy performance of DC / DC converters are very high. Obviously, with a sufficiently high switching frequency, these devices can also convert alternating voltage, for example, industrial frequency. To implement the low-frequency load section on the basis of the boost converter 6, it is necessary to supply the control current of the transistor 15 with a setpoint current of the sinusoidal load Im sin ϑ, where Im and ϑ are the amplitude and frequency of the load harmonic signal.

Для реализации высокочастотной нагрузки модуль 5, управляемый блоком управления 13, создает синусоидальный ток в выходной шине тестируемой системы электроснабжения. Для этого синусоидальные управляющие импульсы блока 13 поступают на вход транзисторного усилителя 17 (Фиг.3). При этом диапазон двойной амплитуды токов 1-20А, необходимые частота и значение амплитуды задаются раздельно от ПЭВМ. Управление частотой синусоидальной нагрузки осуществляется от внутреннего генератора синусоидального сигнала, организованного на базе процессора с RISC-архитектурой. Создание синусоидального тока в широких диапазонах частоты и амплитуды позволяет измерять выходной импеданс системы электроснабжения, а также проверять работу автоматики системы электроснабжения на низких частотах. Использование повышающего преобразователя для отработки низкочастотной синусоидальной нагрузки позволяет существенно снизить массу и габариты входных фильтров, а за счет этого, массу и габариты всей системы в целом.To implement the high-frequency load, the module 5, controlled by the control unit 13, creates a sinusoidal current in the output bus of the tested power supply system. For this, the sinusoidal control pulses of the block 13 are fed to the input of the transistor amplifier 17 (Figure 3). In this case, the double amplitude range of currents 1-20A, the necessary frequency and amplitude value are set separately from the PC. The frequency of the sinusoidal load is controlled from the internal generator of the sinusoidal signal, organized on the basis of a processor with RISC architecture. Creating a sinusoidal current in wide ranges of frequency and amplitude allows you to measure the output impedance of the power supply system, as well as check the operation of the automation of the power supply system at low frequencies. The use of a boost converter for testing a low-frequency sinusoidal load can significantly reduce the mass and dimensions of the input filters, and due to this, the mass and dimensions of the entire system as a whole.

Применение предлагаемого комплекса позволит обеспечить качественное проведение наземных испытаний бортовых систем электроснабжения. Важной особенностью в разработанном нагрузочном комплексе является наличие различных видов нагрузок, как статических, так и динамических, в широком диапазоне токов и напряжений, а также вторичное использование электроэнергии системы электроснабжения, посредством ее последующего преобразования и передачи в сеть. Полная автоматизация комплекса нагрузочных устройств позволяет задавать программу испытаний и вести протокол в автономном режиме.The application of the proposed complex will ensure high-quality ground testing of onboard power supply systems. An important feature in the developed load complex is the presence of various types of loads, both static and dynamic, in a wide range of currents and voltages, as well as the secondary use of electricity from the power supply system, through its subsequent conversion and transmission to the network. Full automation of the complex load devices allows you to set the test program and maintain a protocol in standalone mode.

Claims

1. A load simulation complex for testing spacecraft power supply systems, containing several load modules connected in parallel to the power supply system under test, and an external control system for the complex, including constant load, pulse load, complex load, and sinusoidal load modules, each of which in its own has a corresponding load control circuit connected to the module control unit connected to the external control controller complex, the constant load module is made in the form of a boost converter, made on the basis of controlled keys connected to the control unit connected to the tested power supply system through an input filter, and also through an output filter to an inverter driven by the network, the control unit of which is connected to a transformer unit connected to the network, control circuits for constant, pulse and complex loads are connected to the control unit in such a way that the constant components of their loads are realized with using a constant load module, characterized in that the sinusoidal load module is divided into two sections: a high-frequency load section and a low-frequency load section, while the low-frequency load section is implemented on the indicated boost converter, for which the boost converter control unit is connected to the generator via a sinusoidal load control unit sinusoidal signal, which is part of the sinusoidal load module.

2. The load simulation complex according to claim 1, characterized in that the high-frequency sinusoidal load section is made in the form of transistor amplifiers operating in the mode of emitter followers, with fixed loads controlled by sinusoidal signals of the sinusoidal signal generator, which is part of the sinusoidal load control circuit.