Электропитание нагревательных элементов двигательной установки стабилизированным переменным током
| Jazyk: | ruština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2015 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. |
| ISSN: | 1816-9724 |
| Popis: | Использование электрореактивных плазменных двигателей для коррекции орбиты космических аппаратов обусловлено стремлением уменьшить массу двигательной установки за счет снижения расхода рабочего тела. В настоящее время электропитание нагревательных элементов двигательной установки осуществляется постоянным током из-за простоты его измерения и стабилизации. Поскольку требуется гальванически развязанное питание, то на выходе трансформатора устанавливается мощный низковольтный выпрямитель, значительно увеличивающий потери. Кроме того, низкое быстродействие диодов вызывает увеличение уровня помех трансформатора. Электропитание переменным стабилизированным током позволяет улучшить массогабаритные и энергетические показатели системы преобразования и управления, а также снизить уровень помех. Основная проблема при работе со стабилизированным переменным током изменение его формы в зависимости от сопротивления нагрузки, напряжения питания и длины кабелей, что затрудняет процесс измерения действующего значения и стабилизации тока. Есть несколько способов решения этой проблемы: использование датчика действующего значения тока, входного регулятора постоянного тока и нерегулируемого выходного инвертора, установка выходного L-фильтра. Наиболее перспективен первый из них. Однако в настоящее время из-за сложности реализации датчика эффективнее применение входного регулятора постоянного тока с нерегулируемым выходным инвертором и уменьшенным L-фильтром. Такая схема обеспечивает неизменную форму выходного тока независимо от входного напряжения и сопротивления нагрузки, а L-фильтр исключает влияние кабелей. Исходя из этого, разработана модель устройства электропитания нагревателя катода на переменном токе. Приведены диаграммы её работы при крайних значениях напряжения питания, сопротивления нагрузки и индуктивности кабелей. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности реализации устройства с требуемыми выходными характеристиками. Электропитание нагревательных элементов двигательной установки на базе электрореактивного плазменного двигателя переменным током это перспективное направление улучшения массогабаритных и энергетических показателей как системы электропитания, так и двигательной установки в целом. Using of electric propulsion thrusters for space-craft’s orbit correction allow decreasing mass of electric propulsion system due to reduced propellant mass. At the moment using direct current in electric power supply of electric propulsion thruster’s heater elements is due to simple measuring and stabilization. On the transformer output has the low-voltage power rectifier because galvanic isolation power supply is required. Using the low-voltage power rectifier is significantly increasing power loss. In addition, diode’s slow response increases the noise level of transformer. Electric power supply by regulated alternating current improving dimensions, mass and electric power characteristics of power processing unit is used. Cardinal problem in work with regulated alternating current is changing current waveform which depends on load resistance, supply voltage and length of cables. These changes will make measuring root-mean-square value of current difficult as well as current stabilization. We have several ways of solution of these problems: sensing unit of root-mean-square value of current, output L-filter, input regulator of DC current and unregulated output inverter. Most long-term way of solution is using sensing unit of root-mean-square value of current. But at the moment effective using is input regulator of DC current with unregulated output inverter and L-filter. That design of power supply ensuring fixed waveform of output current independent of input voltage and load resistance. L-filter circuit removes influence of cables. In this paper SPICE-model of electric power supply (operating on alternating current) of cathode heater is presented. Also time diagrams of operating SPICE-model limit values of voltage supply, load resistance and inductance of cables are presented. Submitted data allow achieving practical realization of this power supply. Using of electric power supply of heater elements of electric propulsion thruster by regulated alternating current is long-term aim, which improving mass and electric power characteristics of electric propulsion system. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|