CC BY
21Системы управления, космическая навигация и связь
УДК 621.316.722.1
РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ-МАХОВИКА
В. Д. Гогуа, В. П. Лянзбург, А. Н. Бутаков
ОАО «Научно-производственный центр «Полюс» Россия, 634050, г. Томск, просп. Кирова, 56в. E-mail: POLUS@ONLINE.TOMSK.NET
Предложена схема преобразователя, обеспечивающая понижение напряжения постоянного тока со 100 до 30 В, рекуперацию электрической энергии и стабилизацию напряжения питания двигателя-маховика. Применение входного преобразователя позволяет ограничить число цепей с повышенным напряжением, что снижает уровень электромагнитных помех, создаваемых прибором. Схема преобразователя разработана на основе понижающего стабилизатора напряжения.
RECOVERY CONVERTER OF VOLTAGE POWER OF A REACTION WHEEL
V. D. Gogua, V. P. Lianzburg, A. N. Butakov
JSC "Research and production center "Polius" 56v, Kirov prosp., Tomsk, 634050, Russia. E-mail: POLUS@ONLINE. TOMSK. NET
A converter scheme providing the direct current under voltage from 100 to 30, the electric energy recovery and reaction wheel source voltage stabilization are introduced. The input converter utilization can decrease the number of chains with a higher voltage limiting which reduces the electromagnetic interference caused by the device. The converter scheme is based on the step-down voltage regulator.
Питание электромеханических исполнительных органов космических аппаратов традиционно осуществляется от источников постоянного тока с выходным напряжением 23-34 В. В настоящее время наметилась тенденция перехода на повышенное выходное напряжение систем электропитания. В связи с этим вопросы обеспечения электромагнитной совместимости и электрических режимов ЭРИ требуют дополнительной проработки.
Один из вариантов решения поставленной задачи - локализация возможных источников электромагнитных помех, связанных с повышенным значением напряжения питания, путем использования входного стабилизатора понижающего типа. В этом случае питание вторичного источника питания и двигателя осуществляется пониженным стабилизированным напряжением. Таким образом, становится проще обеспечить электромагнитную совместимость за счёт ограничения числа цепей с повышенным напряжением. Кроме того, стабильное питание двигателя позволяет оптимизировать его расчет.
Испытания на электромагнитную совместимость приборов с напряжением питания 23-34 В показывают, что для выполнения заданных требований необходимо обеспечить электрогерметичность конструкции с помощью кожухов, выполняющих роль экранов. Питание прибора повышенным напряжением приведет к росту уровня помех и как следствие - к дополнительному увеличению массы кожухов. Снижение уровня электромагнитных помех в преобразователе без увеличения массы кожухов возможно при оптимальном соотношении импедансов ЭРИ и выполнении специальных требований к конструкции , которые учтены при разработке.
Входной понижающий стабилизатор напряжения, имеющий в качестве нагрузки управляющий двигатель-маховик, должен обеспечивать рекуперацию электрической энергии. За его основу взята классическая схема непосредственного преобразователя напряжения понижающего типа (см. рисунок), в которой диод, обеспечивающий разряд накопившейся энергии на дросселе, заменён на управляемый транзисторный ключ УТ2, работающий в противофазе с транзистором УТ1. Нагрузкой преобразователя является двигатель-маховик, устройство электропитания которого состоит из источника вторичного электропитания ВИП, устройства управления УУ и мостовых инверторов И1 и И2. В диагонали мостов включены фазные обмотки 1ф и 2ф двигателя-маховика. На вход УУ подается сигнал управления Uм . В режиме разгона двигателя основным регулирующим элементом преобразователя является ключ УТ1, а транзистор УТ2 служит для разряда энергии, накапливающейся во время протекания тока нагрузки через дроссель L при открытом состоянии ключа УТ1. В режиме торможения двигатель генерирует ток рекуперации, протекающий через дроссель в обратном направлении. Ключ УТ2 становится основным регулирующим элементом, обеспечивая с помощью ШИМ-контроллера стабильное напряжение преобразователя, а УТ1 - вспомогательным.
В результате исследований макетного образца преобразователя напряжения 100/30 В при изменении первичного питания от 60 до 110 В в температурном диапазоне от минус 20 до +60 оС, нагрузке до 180 Вт и мощности рекуперации 60 Вт подтверждена его работоспособность при обеспечении стабилизации выходного напряжения с погрешностью не более ±5 % и рекуперации энергии в сеть. Приняты меры по сни-
* Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. М. : Мир, 1990.
Решетневские чтения. 2013
жению уровня электромагнитных помех в преобразователе, исследованы переходные процессы и электрические режимы ЭРИ.
Анализ осциллограмм переходных процессов показал, что расчет и подбор импедансов ЭРИ позволя-
ют существенно снизить пульсации по цепям первичного и вторичных источников питания преобразователя, а также уменьшить возбуждение на переходах силовых ключей, что ведет к снижению электромагнитных помех.
ЭМИО
Рекуперативный понижающий преобразователь: ШИМ - ШИМ-контроллер; ДН - делитель напряжения; Ь - дроссель; С - конденсатор; ВИП - источник вторичного электропитания; УУ - устройство управления; И1, И2 - инверторы; ЭМИО - электромеханический
исполнительный орган; е - ЭДС
© Гогуа В.Д., Лянзбург В.П., Бутаков А.Н., 2013
УДК 621.396
РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА НОРМАТИВНОГО ДОКУМЕНТА ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ «СОВМЕСТИМОСТЬ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ»
А. Н. Дементьев\ Ю. В.Маслов1, В. А. Глускин2, В. И. Вдовиченко3
Центральный научно-исследовательский институт машиностроения Россия, 141070, Московская область, г. Королёв, ул. Пионерская, 4. E-mail: corp@tsniimash.ru
2ЗАО «Комплексные электромагнитные системы» 127434, г. Москва, Дмитровское шоссе, 25, корп. 1, офис 27. E-mail: info@zaokems.ru
3НОУ «Корпоративный центр подготовки персонала - Институт аэронавигации» Россия, Москва, ул. Большая Новодмитровская, д. 14, стр. 7
Создаются научно-технический и производственно-технологический заделы для обеспечения электромагнитной совместимости перспективной космической техники, конкурентоспособной космической продукции и услуг. Разработка национального стандарта электромагнитной совместимости (ЭМС), космической техники, гармонизированного с международными и европейскими стандартами, устанавливающими требования помехоустойчивости, помехоэмиссии и соответствующие методы испытаний, позволит совершенствовать методы и средства стендовых испытаний космической техники на электромагнитную совместимость радиоэлектронных средств.
Ключевые слова: электромагнитная совместимость, европейский стандарт, кондуктивные и излучаемые помехи.
DRAFTING OF NORMATIVE DOCUMENTS ON STANDARDIZATION "SPACE ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY. GENERAL REQUIREMENTS AND TEST METHODS"
А. N. Dementiev1, Yu. V. Maslov1, V. А. Gluskin2, V. I. Vdovichenko3
:Tsentralnyi Scientific Research Institute of Machine Building 4, Pionerskaia str., Korolev, Moscow region, 141070, Russia. E-mail: corp@tsniimash.ru 2ZAO "Complex Electromagnetic Systems" 25-1-27, Dmitrovskoe shosse, Moscow, 127434, Russia. E-mail: info@zaokems.ru 3LEU «The corporate training centre - Institute of air navigation»
14, building 7, Bolshaya Novodmitrovskaya, Moscow, Russia
