XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Космические аппараты разделяют по назначению, траектории полета, длительностью работы, степени автономности функционирования и техническому исполнению. На данный момент использование малых космических аппаратов в ряде задач является более выгодным по сравнению с крупногабаритными КА по следующим причинам:

существенно снижаются затраты на запуск КА за счет возможности попутного с основной полезной нагрузкой выведения на орбиту ракетой-носителем;

появляется возможность оперативного внедрения в практику передовых информационно-связных технологий;

снижается время создания и окупаемости космических систем спутниковой связи и вещания;

обеспечивается гибкость в создании и поддержании орбитальной группировки КА связи и вещания.

Система электропитания должна обеспечивать для различных режимов работы КА непрерывное энергоснабжение в условиях неравномерности электрической нагрузки в течение суток. Для этого система электропитания должна иметь генератор электроэнергии и аккумуляторную батарею (АБ), обеспечивающую энергопотребление на теневых участках орбиты и при пиковых нагрузках. Электрическое согласование генератора, аккумуляторной батареи и нагрузки по напряжению и току обуславливает необходимость использования элементов автоматики, реализующей логику работы СЭП в длительном режиме, без связи с Землей.

Генератор и аккумулятор электроэнергии являются источниками постоянного тока. В СЭП КА информационного обеспечения применяется стандартное напряжение U = 27 В.

Параметры системы электропитания не всегда совпадают со значениями по напряжению и току, необходимыми для работы различных приборов, поэтому у таких потребителей ставится преобразователь напряжения СЭП в рабочее – источник вторичного электропитания (ИВЭП), не имеющий гальванических связей с шинами первичного источника питания СЭП.

Способы организации электропитания

В задачу организации электропитания входит:

Выдача электропитания с заданным уровнем мощности;

Регулирование мощности в цепях электропитания с учетом деградации СБ и АБ;

Управлением заряда и разряда АБ.

Схема с общей шиной питания – величина напряжения на нагрузке определяется напряжением на АБ, которое ограничено номинальным напряжением на аккумуляторе сверху и напряжением солнечной батареи (СБ) снизу. При достижении верхнего порога напряжения СБ отключается и питание нагрузки осуществляется от АБ, что приводит ее разряду. При достижении нижнего уровня напряжения СБ подключается на заряд АБ и питание п
отребителей.

Рисунок 1 Схема с общими шинами электропитания.

В одноуровневой схеме с общей шиной электропитания (рис. 1) энергия постоянно проходит через АБ, из-а чего снижается эффективность использования СБ, поскольку диапазон изменения значений напряжения в данном случае очень большой. В двухуровневых схемах (рис. 2) входят дополнительные солнечные батареи и аккумуляторы, компенсирующие деградацию основных СБ и АБ в течение срока эксплуатации.

Рисунок 2 Схема с раздельными шинами электропитания.

В схеме с раздельными шинами электропитания АБ подключена к шинам электропитания через зарядное устройство (ЗУ) и разрядное устройство (РУ), что исключает влияние изменения напряжения АБ на напряжение нагрузки.

Список литературы

Чеботарев В. Е, Косенко В. Е; Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения. – Красноярск, сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2011 – 488 с.

Системы электропитания космических аппаратов на основе регулируемых инверторов тока [Электронный ресурс]. – Схема доступа: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2014/v324/i4/13.pdf

Малые космические аппараты как эволюционная ступень перехода к микро и наноспутникам [Электронный ресурс]. – Схема доступа:

http://trudymai.ru/upload/iblock/3bf/malye-kosmicheskie-apparaty-kak-evolyutsionnaya-stupen-perekhoda-k-mikro-i-nanosputnikam.pdf

Код для цитирования: Скопировать