початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2287885

СПОСІБ ХАРЧУВАННЯ НАВАНТАЖЕННЯ ПОСТІЙНИМ СТРУМОМ

Ім'я винахідника: Коротких Віктор Володимирович (RU); Евен Геннадій Дмитрович (RU)
Ім'я патентовласника: ДЕРЖАВНА унітарне підприємство "Науково-виробниче об'єднання прикладної механіки ім. Акад. М.Ф. Решетньова" (RU)
Адреса для листування: 662972, Красноярський край, м Железногорськ, ЗАТЕ Железногорськ, вул. Леніна, 52, ФГУП НПО ПМ, Р.П. Туркеничу
Дата початку дії патенту: 2005.03.21

Пропонований винахід відноситься до електротехнічної промисловості і може бути використано при створенні і експлуатації автономних систем електроживлення, переважно ШСЗ. Пропонується спосіб харчування навантаження постійним струмом через стабілізований перетворювач від джерела обмеженої потужності, наприклад сонячної батареї, з вихідним напругою, близьким величиною максимального вхідного напруги стабілізованого перетворювача, що полягає в стабілізації напруги на навантаженні стабілізованою перетворювачем. Технічним результатом винаходу є підвищення ефективності використання первинного джерела обмеженої потужності. В кінцевому підсумку - це підвищення ресурсних можливостей ШСЗ. Технічний результат досягається тим, що в ланцюзі первинного джерела обмеженої потужності формують додаткове джерело напруги, причому включення додаткового джерела напруги в роботу виробляють при зниженні напруги сонячної батареї на величину не менше напруги додаткового джерела. Крім того, величину напруги додаткового джерела регулюють, виходячи з умови неперевищення сумарного значення напруги сонячної батареї і напруги додаткового джерела величини максимального вхідного напруги стабілізованого перетворювача.

ОПИС ВИНАХОДИ

Пропонований винахід відноситься до електротехнічної промисловості і може бути використано при створенні і експлуатації автономних систем електроживлення, переважно ШСЗ.

В даний час в космічній техніці йде процес створення зв'язкових супутників землі з великою вихідною потужністю (10-25 кВт) і тривалим (10-15 років) ресурсом роботи.

Це завдання, щодо автономної системи електроживлення ШСЗ, може бути вирішена тільки за умови підвищення ефективності використання первинних джерел електроенергії (переважно сонячних батарей), вторинних джерел електроенергії (переважно акумуляторних батарей) і вдосконалення системи автоматики, що узгоджує роботу зазначених джерел із забезпеченням стабільної напруги на входах споживачів електроенергії.

Відомі способи харчування навантаження постійним, стабільним напругою, що реалізуються системами харчування навантаження постійним струмом, описаними в «Системи електроживлення космічних апаратів», Новосибірськ, ВО "Наука", 1994 [1].

Відомі способи харчування навантаження постійним струмом передбачають стабілізацію напруги від первинного джерела обмеженої потужності (сонячної батареї) на навантаженні стабілізованими перетворювачами різного типу.

Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб харчування навантаження постійним струмом, описаний в авторському свідоцтві №1771037, яка була обрана в якості прототипу.

Відомий спосіб передбачає вибір вихідної напруги первинного джерела обмеженої потужності (сонячної батареї) по максимально допустимому рівню вхідного напруги стабілізованого перетворювача.

Недоліком відомого способу є те, що наявне обмеження максимальним рівнем вхідного напруги стабілізованого перетворювача не дозволяє в повній мірі ефективно використовувати первинне джерело обмеженою потужності при тривалому ресурсі роботи ШСЗ.

При деградації, в процесі експлуатації ШСЗ, напруги первинного джерела нижче допустимого рівня наявну енергію первинного джерела обмеженої потужності вже неможливо буде використовувати. В результаті ШСЗ не зможе виконувати свої цільові функції.

Метою пропонованого винаходу є підвищення ефективності використання первинного джерела обмеженої потужності. В кінцевому підсумку, це підвищення ресурсних можливостей ШСЗ.

Поставлена ​​мета досягається тим, що в ланцюзі первинного джерела обмеженої потужності формують додаткове джерело напруги, причому включення додаткового джерела напруги в роботу виробляють при зниженні напруги сонячної батареї на величину не менше напруги додаткового джерела. Крім того, величину напруги додаткового джерела регулюють виходячи з умови неперевищення сумарного значення напруги сонячної батареї і напруги додаткового джерела величини максимального вхідного напруги стабілізованого перетворювача.

Суть запропонованого способу пояснюється пристроєм на фіг.1, які реалізують цей спосіб, на якій приведена функціональна схема автономної системи електроживлення ШСЗ.

Пристрій, що реалізовує пропонований спосіб, містить сонячну батарею 1, підключену до навантаження 2 через перетворювач напруги 3, акумуляторну батарею 4, підключену через зарядний перетворювач 5 до сонячній батареї 1, а через розрядний перетворювач 6 до входу вихідного фільтра перетворювача напруги 3. Крім того, в ланцюзі первинного джерела обмеженої потужності встановлений додаткове джерело напруги (Вольтододаткові елемент) 7, а навантаження 2 в своєму складі містить бортову ЕОМ, пристрій телеметрії і командно-вимірювальну радиолинию.

Вольтододаткові елемент 7 складається з регулюючого ключа Т5, керованого схемою правління 8, вольтододавального вузла, виконаного на трансформаторі ТР2 (Тр2.1 і Тр2.2), транзисторах Т3 і Т4, випрямляча на діодах D3 і D4 і шунтирующего діода Д5.

Зарядний перетворювач 5 складається з регулюючого ключа 9, керованого схемою управління 10, вольтододавального вузла, виконаного на трансформаторі ТР1, транзисторах Т1 і Т2, випрямляча на діодах D1 і D2.

Розрядний перетворювач 6 складається з регулюючого ключа 11, керованого схемою управління 12.

Перетворювач напруги 3 складається з регулюючого ключа 13, керованого схемою управління 14, вхідного фільтра С1 і вихідного фільтра на діод D, дроселі L і конденсаторі С.

Схеми управління перетворювачів 10, 12, 14 і 8 виконані у вигляді широтно-імпульсних модуляторів, входом підключених до шин стабилизируемого напруги і мають зворотні зв'язки по току обмеження.

Пристрій працює наступним чином. В процесі експлуатації акумуляторна батарея 4 працює в режимі зберігання і періодичних дозаряда від сонячної батареї 1 через зарядний перетворювач 5. Такий режим роботи дозволяє утримувати її в постійній готовності на випадок втрати орієнтації ШСЗ на Сонце або проходження тіньових ділянок орбіти.

Харчування навантаження 2 здійснюється при цьому від сонячної батареї 1 через Вольтододаткові елемент 7 і перетворювач напруги 3.

При проходженні тіньових ділянок орбіти або при порушенні орієнтації навантаження 2 харчується від акумуляторної батареї 4 через розрядний перетворювач 6.

На початковому етапі експлуатації ШСЗ, коли напруга сонячної батареї досить висока, Вольтододаткові елемент 7 вимкнений і харчування навантаження 2 від сонячної батареї 1 йде через шунтирующий діод Д5.

При зниженні в процесі експлуатації ШСЗ напруги сонячної батареї 1 до нижнього рівня (на освітленій ділянці орбіти) Вольтододаткові елемент 7 включають по радіокоманді з Землі або автоматично по команді з бортовою ЕОМ по заздалегідь закладеною програмою. При цьому сумарна напруга сонячної батареї 1 і вольтододавального елемента 7 не буде перевищувати максимальну вхідну напругу перетворювача напруги 3, величина вольтодобавки буде максимальною, в іншому випадку величина вольтодобавки буде обмежена транзистором Т5, керованим схемою управління 8, або Вольтододаткові елемент може бути вимкнений.

Таким чином, харчування навантаження постійним струмом від джерела обмеженої потужності (сонячної батареї) буде забезпечуватися при високій напрузі (джерело обмеженою потужності плюс вольтодобавки) на вході стабілізованого перетворювача, що дозволяє підвищити ефективність використання первинного джерела обмеженої потужності і в підсумку підвищити ресурсні можливості ШСЗ в цілому .

Пропонований спосіб харчування навантаження постійним струмом пройшов дослідну відпрацювання і запланований до впровадження на ШСЗ розробки і виготовлення підприємства.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб харчування навантаження постійним струмом через стабілізований перетворювач від джерела обмеженої потужності, наприклад сонячної батареї, з вихідним напругою, близьким величиною максимального вхідного напруги стабілізованого перетворювача, що полягає в стабілізації напруги на навантаженні стабілізованою перетворювачем, що відрізняється тим, що в ланцюзі первинного джерела обмеженої потужності формують додаткове джерело напруги, причому включення додаткового джерела напруги в роботу виробляють при зниженні напруги сонячної батареї на величину не менше напруги додаткового джерела.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що величину напруги додаткового джерела регулюють, виходячи з умови неперевищення сумарного значення напруги сонячної батареї і напруги додаткового джерела величини максимального вхідного напруги стабілізованого перетворювача.

Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів