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태양광 패널 방향 시스템. 태양광 패널 회전 컨트롤러. 태양광 패널 회전 제어 시스템 구성 원리





특허 RU 2322373 소유자:

본 발명은 태양전지판(SB)을 이용한 우주선(SC)의 전원공급장치에 관한 것이다. 제안된 방법은 태양광 패널의 회전축과 태양 방향에 의해 형성된 평면을 사용하여 조명된 표면에 대한 법선 정렬에 해당하는 작업 위치로 태양광 패널을 회전시키는 작업을 포함합니다. 동시에 태양 전자기 복사와 고에너지 입자의 자속 밀도가 측정되어 태양 활동이 시작되는 순간과 이러한 입자가 우주선 표면에 도착하는 순간을 결정합니다. 또한 우주선에 대한 이러한 입자 흐름의 부정적인 영향에 대한 전구체가 나타나는 순간이 결정됩니다. 이 순간 우주선에 탑재된 배터리는 최대 수준까지 충전됩니다. 입자 플럭스 밀도가 임계값을 초과하면 태양광 패널 패널은 태양광 패널 표면에 입자 플럭스가 영향을 미치는 최소 영역에 해당하는 지정된 법선과 태양 방향 사이의 각도로 배치됩니다. 우주선의 전력 부족은 배터리 방전으로 충당됩니다. 이러한 배터리의 최소 허용 충전 수준에 도달하면 부하에서 분리됩니다. 우주선에 대한 입자의 충격이 끝나면 SB 패널은 작업 위치로 돌아갑니다. 제안된 제어 시스템은 위에서 설명한 동작을 수행하는 데 필요한 블록과 이들 간의 연결을 포함합니다. 또한 여기에는 태양계에서 필요한 전류를 결정하기 위한 블록, 우주선에 대한 고에너지 입자의 부정적인 영향에 대한 선구자가 나타나는 순간을 결정하기 위한 블록 및 허용 가능한 충전 수준을 설정하기 위한 블록이 포함되어 있습니다. 배터리. 본 발명의 기술적 결과는 태양으로부터 나오는 입자 흐름 방향에서 태양 전지판의 "보호" 회전 각도를 최대화함으로써 태양 전지판의 작업 표면에 대한 고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향을 약화시키는 것입니다. 2n.p. f-ly, 1 병.

본 발명은 우주 기술 분야, 즉 우주선(SC)의 전원 공급 시스템(SES)에 관한 것이며, 태양 전지판(SB)의 위치를 ​​제어하는 ​​데 사용될 수 있습니다.

아날로그로 채택된 SB 패널의 위치를 ​​제어하는 ​​알려진 방법이 있습니다(190-194 페이지 참조). 이 방법의 본질은 다음과 같습니다. SB 패널은 조명 작업 표면의 법선과 태양 방향 사이의 각도가 최소값이 되도록 방향이 지정되어 있어 SB에서 최대 전기 흐름이 보장됩니다.

태양계의 높은 효율성을 보장하기 위해 대부분의 우주선에는 태양을 자동으로 향하게 하는 시스템이 장착되어 있습니다. 이러한 시스템에는 태양광 센서, 논리 변환 장치 및 태양광 시스템의 위치를 ​​제어하는 ​​전기 드라이브가 포함됩니다.

이 방법과 우주선 SB 위치 제어 시스템의 단점은 해당 작업이 SB 패널의 작업 표면에 대한 환경 요인(EFF)의 부정적인 영향으로부터 보호를 제공하지 않는다는 것입니다. 제트 엔진(RE) 작동.) 우주선(p. 311-312; , p. 2-27 참조) 및 높은 태양 기간 동안 태양 전자기 방사선(EMR)의 고에너지 양성자와 전자의 플럭스. 활동(p. 323; , p. .31, 33 참조).

프로토타입으로 채택된 가장 가까운 아날로그는 에 설명된 위성 위성의 위치를 ​​제어하는 ​​방법입니다. 이 방법의 본질은 다음과 같습니다.

SB 패널은 SB 패널의 회전축과 태양 방향에 의해 형성된 평면을 사용하여 조명된 작업 표면에 대한 법선의 정렬에 따라 우주선에 전기가 공급되도록 하는 작업 위치로 회전됩니다. 다음으로, SB의 작업 표면에 대한 FVS의 부정적인 영향이 시작되는 순간이 결정되고 지정된 요소의 영향이 시작되고 SB 패널이 원래 상태로 돌아갈 때까지 SB 패널이 회전됩니다. 지정된 충격이 끝난 후 작업 위치. 이를 위해 태양 전자기 복사의 전류 흐름 밀도를 측정하고 측정된 값을 바탕으로 태양 활동이 시작되는 시점과 입자가 높은 에너지 레벨에 도달하는 시점을 결정합니다. 우주선의 표면이 결정되었습니다. 특정 시점에서 고에너지 입자(양성자와 전자)의 자속 밀도를 측정하고 측정된 값을 임계값과 비교합니다. 측정된 값이 양성자와 전자 플럭스의 임계값을 초과하는 경우, 태양광 패널 패널은 조명된 작업 표면의 법선과 태양 α s_min 방향 사이의 각도로 회전합니다. 태양광 패널 표면에 대한 고에너지 입자 플럭스의 영향은 다음 관계에 의해 결정됩니다.

α s min = arccos(I n /I m),

여기서 나는 n - 우주선 소비자로부터 전류를 부하합니다.

I m - 태양광 패널의 조명 작업 표면이 태양 광선에 수직으로 향할 때 생성되는 최대 전류,

이 경우, 측정값이 지정된 고에너지 입자의 자속밀도 상한값을 초과하는 순간과 SB 패널이 작업 위치로 복귀하기 시작하는 순간이 취해진다. 고에너지 입자의 자속 밀도가 상한 임계값보다 낮아지는 순간입니다.

ISS SES 시스템의 SB는 주요 전기 공급원이며 ISS의 2차 전기 공급원인 배터리(AB) 충전을 포함하여 선상 소비자의 작동을 보장합니다(참조). SB를 회전시키면 FVS 흐름으로 인해 SB 작업 표면이 손상되는 영역이 줄어듭니다. 피해를 주는 FWS 흐름을 따라 SB 패널을 완전히 배치하는 것은 불가능합니다. 태양광 발전 시스템에서 생성된 전기를 우주선과 배터리에 공급해야 하며, 이를 기반으로 태양광 발전을 회전시켜 고에너지 입자의 흐름에 의해 태양광 패널이 영향을 받는 영역을 최소화합니다. 온보드 소비자에게 에너지를 제공하는 데 필요하고 충분한 각도 α s min의 시스템.

우주선의 온보드 시스템 작동을 위해 필요한 충분성을 기반으로 소비자 I n의 부하는 현재 전류 I를 초과해서는 안 됩니다. SB의 전류 전류 I는 다음 식에 의해 결정됩니다(p. 109)

여기서 I m은 태양광 패널의 조명 작업 표면이 태양 광선에 수직으로 향할 때 생성되는 최대 전류입니다.

α는 태양계 작업 표면의 법선과 태양 방향 사이의 현재 각도입니다.

그러면 현재 각도 α는 다음 공식으로 계산된 α s min 값을 초과해서는 안 됩니다.

프로토타입으로 채택된 이 방법을 구현하기 위한 SB 위치 제어 시스템은 4개의 광전지(BF 1, BF 2, BF 3, BF 4)가 있는 견고한 기판 위에 SB, 회전 장치(UPSB); 증폭 변환 장치(ACD); 태양을 향한 SB 방향을 위한 제어 장치(BUOSBS); SB를 주어진 위치로 전환하기 위한 블록(BRSBZP); 전류 조정기 2개(PT 1, PT 2), AB 장치(BAB); 배터리 충전기(ZRU AB); 배터리 충전 명령을 생성하는 유닛(BFKZ AB); 부하 전류 센서(LCS); 전원 공급 시스템 제어 장치(BUSES); 전원 버스(SE); 현재 태양 EMR 플럭스의 밀도를 측정하는 장치(BIPEMI); 태양 활동 감지 장치(BOSA); 우주선에 입자가 충돌하는 순간을 결정하기 위한 블록(BOMVVCH); 고에너지 입자 플럭스의 밀도를 측정하기 위한 장치(HIPPCHVE); 부하 전류를 기반으로 SB 제어 시작 순간을 결정하는 블록(BOMVUSBTNZ); 부하 전류용 SB 제어 장치(BUSBTNZ). 이 경우 SB는 BF 1과 BF 4의 출력을 결합한 첫 번째 출력을 통해 UPSB의 첫 번째 입력에 연결되고 BF 2와 BF 3의 출력을 결합한 두 번째 출력을 통해 연결됩니다. UPSB의 두 번째 입력에 연결됩니다. BUOSBS 및 BRSBZP의 출력은 각각 UPU의 첫 번째 및 두 번째 입력에 연결되고, 그 출력은 차례로 UPSB의 세 번째 입력에 연결됩니다. UPSB의 첫 번째 및 두 번째 출력은 각각 입력 PT 1 및 PT 2에 연결되고 출력 PT 1 및 PT 2는 SE에 연결됩니다. BAB는 AB 폐쇄 스위치기어를 통한 입력을 통해 ShE에 연결됩니다. 이 경우 AB 개폐 장치는 지정된 버스에 대한 첫 번째 입력과 연결되고 사고 출력은 AB 개폐 장치의 두 번째 입력에 연결되며 그 입력은 차례로 ShE에 연결됩니다. 출력이 있는 BAB는 BFKZ AB의 첫 번째 입력에 연결되고 BUSES의 첫 번째 출력은 지정된 블록의 두 번째 입력에 연결됩니다. BFKZ AB의 출력은 ZRU AB의 세 번째 입력에 연결됩니다. BUSES의 두 번째 및 세 번째 출력은 각각 BUOSBS 및 BRSBZP의 첫 번째 입력에 연결됩니다. UPSB의 세 번째 출력은 BUOSBS 및 BRSBZP의 두 번째 입력에 연결됩니다. BIPEMI 출력은 BOSA 입력에 연결되고, 첫 번째 출력은 BOMVVCH 입력에 연결됩니다. BOMVVCH 및 BIPPCHVE의 출력은 각각 BOMVUSBTNZ 블록의 첫 번째 및 두 번째 입력에 연결되고, BIPPCHVE의 입력은 BOSA의 두 번째 출력에 연결됩니다. BOMVUSBTNZ의 출력은 BUSES의 입력에 연결됩니다. 네 번째 출력이 있는 BUSES는 BUSBTNZ의 첫 번째 입력에 연결되고, DTN의 두 번째 출력은 BUSBTNZ의 두 번째 입력에 연결됩니다. BUSBTNZ의 출력은 UPU의 세 번째 입력에 연결됩니다. 또한 UPSB의 세 번째 출력은 BUSBTNZ의 세 번째 입력에 연결됩니다.

우주선 전원 공급 모드에서 시스템은 다음과 같이 작동합니다.

UPSB는 SB에서 PT 1 및 PT 2로 전기를 전송하는 역할을 합니다. SES 전원 공급 버스의 전압 안정화는 RT 중 하나에 의해 수행됩니다. 동시에 다른 RT는 파워 트랜지스터가 닫힌 상태가 됩니다. 이 경우 SB 발전기는 단락 모드로 작동합니다. 부하 전력이 태양광 발전기의 연결 전력보다 커지면 다른 RT가 전압 안정화 모드로 전환되고, 미사용 발전기의 에너지는 태양광 발전소의 전원 버스에 공급됩니다. 특정 기간에 부하 전력이 배터리 전력을 초과할 수 있는 경우, 배터리 유닛의 방전으로 인해 배터리 스위치기어가 우주선의 전력 부족을 보상합니다. 이러한 목적을 위해 배터리 방전 조절기는 배터리 방전 조절기 역할을 합니다.

지정된 조정기 외에도 배터리 충전기에는 배터리 충전 조정기도 포함되어 있습니다. 충전 레귤레이터는 배터리 전력이 초과되는 경우 배터리 충전 전류를 (I cl ±1)A 수준으로 제한합니다. 여기서 I cl은 정격 충전 전류이며, SES 버스의 전압을 조절하여 SES 버스의 전압을 안정화합니다. 배터리 충전 전류(I nc ±1)A에 전력을 공급하기에는 배터리 전원이 부족할 때 배터리 충전 전류입니다. 배터리 스위치기어에서 지정된 충전-방전 주기를 수행하기 위해 DTN의 정보가 사용됩니다. 동시에 DVT는 온보드 소비자의 부하 전류를 측정할 뿐만 아니라 배터리 충전 전류도 고려하는 방식으로 SES에 연결됩니다. BAB의 충전은 BFKZ AB를 통해 ZRU AB에 의해 수행됩니다.

우주선 전원 공급 모드에서의 작동과 동시에 시스템은 태양광 패널 패널의 평면 위치를 제어하는 ​​문제를 해결합니다.

BUSES의 명령에 따라 BUSBS 블록은 태양계의 태양 방향을 제어합니다. BUOSBS는 우주선의 모션 및 항법 제어 시스템(VCS)을 기반으로 구현될 수 있습니다(참조). 이 경우 위성 제어 알고리즘에 대한 입력 정보는 다음과 같습니다. 선박의 운동학적 윤곽 알고리즘에 의해 결정된 우주선과 관련된 좌표축을 기준으로 태양에 대한 단위 방향 벡터의 위치입니다. UPSB에 설치된 각도 센서(AS)에서 현재 측정된 각도 α 값의 형태로 얻은 우주선 본체에 대한 SB의 위치입니다. 이 경우 α 값은 항상 SB의 작업 표면에 대한 현재 법선에서 측정됩니다(즉, SB가 태양을 향할 때 α는 최소입니다). 제어 알고리즘의 출력정보는 UPSB의 출력축 축을 기준으로 SB를 회전시키라는 명령과 회전을 정지하라는 명령이다. UPSB 원격 제어 장치는 안전 시스템의 위치에 대한 개별 신호를 제공합니다. 이산 크기는 위성 방향의 정확성을 결정합니다.

우주선 방향의 일반 모드에서 우주선의 연결된 축을 기준으로 한 태양의 운동 방향이 변하지 않으면 SB는 태양의 운동 방향으로 각도만큼 전진하면서 태양 방향을 기준으로 설정됩니다. 리모콘의 여러 개별 장치에 해당합니다. 그런 다음 궤도에서 우주선의 움직임으로 인해 태양이 SB를 기준으로 적절한 각도로 "전진"할 때까지 배터리는 이 위치에 유지됩니다. 그 후 회전 주기가 다시 시작됩니다.

BRSBZP는 프로그램 설정에 따라 BUSES의 도움으로 SB를 제어합니다. 소프트웨어 설정에 따른 SB 제어 알고리즘을 사용하면 배터리를 지정된 위치에 설치할 수 있습니다. 이를 위해 SB를 원래 위치로 설정하라는 신호가 처음에 BUOSBS에 발행됩니다. 다음으로 BUSBZP를 사용하여 각도 α z를 통해 필요한 회전이 수행됩니다. 동시에 BRSBZP의 회전 각도를 제어하기 위해 UPSB 리모콘의 정보도 사용됩니다.

UPU는 BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ, UPSB 사이의 인터페이스 역할을 합니다.

BIPEMI는 태양 활동 지수 F10.7에 따라 태양 전자기 복사(EMR)의 전류 플럭스를 지속적으로 측정하여 BOSA로 전송합니다. BOSA에서는 현재 값을 지정된 임계값과 비교하여 태양 활동의 시작을 결정합니다. BOSA의 첫 번째 출력에서 ​​BOMVHF의 입력까지 오는 명령에 따라 표시된 마지막 블록에서 우주선에 대한 고에너지 입자의 영향이 시작될 수 있는 순간이 결정됩니다. BOSA의 두 번째 출력에서 ​​BIPPCHVE의 입력을 거쳐 고에너지 입자의 자속 밀도 측정을 시작하라는 명령이 내려집니다. 우주선에 입자의 영향이 시작될 수 있는 순간에 대한 정보는 첫 번째 입력을 통해 BOMVVCH 출력에서 ​​BOMVUSBTNZ로 전송됩니다. BIPPCHVE에서 측정된 고에너지 입자의 자속 밀도 값은 BOMVUSBTNZ의 두 번째 입력으로 전송됩니다.

BOMVUSBTNZ에서는 BOMVUSBTNZ에서 결정된 시점부터 현재 측정된 충격 특성 값과 임계값을 비교하여 FVS의 부정적 영향에 대한 실제 평가를 수행합니다. BOMVUSBTNZ 출력에서 ​​명령을 수신하기 위해 필요한 조건은 BOMVVCH 및 BIPPCHVE 출력에서 ​​두 개의 신호가 존재한다는 것입니다. BOMVUSBTNZ의 출력에서 ​​"부하 전류에 따라 전원 공급 장치 제어 시작" 명령이 생성되어 BUSES로 전송됩니다.

BOMVUSBTNZ가 BUSES에 명령을 내릴 때 BOMVUSBTNZ에서 수신된 명령은 BUOSBS 및 BRSBZP를 활성화하는 명령보다 우선순위가 높습니다. 따라서 지정된 명령을 수신한 BUSES는 UPSB 제어에서 우선 순위가 낮은 블록의 연결을 끊고 BUSBTNZ를 연결합니다.

BOMVUSBTNZ의 명령이 BUSES 입력에서 0으로 재설정된 후 후자는 해당 작동 논리를 재구성합니다. 실행 중인 우주선 비행 프로그램에 따라 SB 제어 우선순위는 BUOSBS 또는 BRSBZP 블록 중 하나에 부여됩니다.

BUSBTNZ는 식 (2)를 사용하여 각도 α s_min을 결정합니다. 지정된 각도를 계산하기 위해 DTN에서 얻은 In의 측정값이 사용됩니다. 또한, UPSB 원격 제어로부터 지정된 블록은 SB 회전 각도 α의 현재 값에 대한 정보를 수신합니다. 각도 α s_min의 값을 결정한 후 BUSBTNZ에 내장된 알고리즘은 이를 각도 α의 현재 값과 비교하고 α와 α s_min 사이의 불일치 각도와 제어 드라이브 SB를 활성화하는 데 필요한 제어 펄스 수를 계산합니다. 제어 펄스는 제어 장치로 전송됩니다. UPU에 표시된 펄스를 변환하고 증폭한 후 UPS의 입력으로 들어가 드라이브를 작동시킵니다.

프로토타입으로 채택된 구현 방법 및 시스템에는 심각한 단점이 있습니다. 즉, 고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향으로부터 태양광 패널 표면을 완벽하게 보호하지 못하고 동시에 다음을 허용하지 않습니다. 태양광 패널 준비를 위한 특수 작업을 수행하여 이러한 부정적인 영향을 줄이기 위한 추가 기회 사용 우주선에 대한 고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향 조건에서 우주선을 작동합니다.

구현을 위해 제안된 방법과 시스템이 직면한 과제는 SB 표면에 대한 고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향을 줄이는 것입니다. 이를 위해 우주선 SES에서 특별한 준비 작업을 수행하고 SB를 제어함으로써 이러한 입자의 흐름에 부정적인 영향을 받는 SB의 면적을 줄이려는 의도입니다.

기술적 결과는 태양광 패널을 작업 위치로 전환하는 것을 포함하여 우주선의 태양광 패널의 위치를 ​​제어하는 ​​방법에서 법선 정렬에 해당하는 전기로 우주선의 공급을 보장한다는 사실에 의해 달성됩니다. 태양 전지판의 회전축과 태양 방향으로 형성된 평면으로 조명된 작업 표면, 태양 전자기 복사의 전류 플럭스 밀도 측정, 태양 활동이 시작되는 순간 결정, 고에너지 입자가 우주선 표면에 도달하는 순간, 고에너지 입자의 자속밀도 측정, 고에너지 입자의 자속밀도 측정값과 임계값 비교, 태양전지판 반전 배터리는 조명된 작업 표면의 법선과 태양 방향 사이의 각도로, 태양 전지 패널 표면의 고에너지 입자 플럭스가 영향을 미치는 최소 영역에 해당하는 동시에 우주선에 전기를 공급합니다. 고에너지 입자 플럭스 밀도의 측정값이 임계값을 초과하는 순간 및 고에너지 입자 플럭스 밀도가 임계값 미만이 되는 시점에 태양광 패널 패널이 작동 위치로 복귀하는 순간, 우주선에 대한 고에너지 입자 플럭스의 부정적인 영향에 대한 전구체가 나타날 때 우주선에 대한 고에너지 입자 플럭스의 부정적인 영향에 대한 전구체의 출현 시간을 추가로 결정합니다. 장치는 배터리를 충전합니다. 고에너지 입자의 자속 밀도 측정 값이 임계 값을 초과하는 경우 우주선 전원 공급 시스템을 최대 충전 수준으로 설정하고 태양 전지 패널은 법선과 그 사이의 각도까지 회전합니다. 조명된 작업 표면과 태양 방향이 α s_min_AB에 도달합니다. 이는 태양 전지판 표면에 고에너지 입자 흐름이 영향을 미치는 최소 영역에 해당하는 동시에 태양열 및 충전식 배터리로부터 우주선에 전력을 공급합니다. 다음 관계에 의해 결정되는 공급 시스템:

α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),

여기서 I n은 우주선 소비자의 부하 전류이고,

I m - 태양광 패널의 조명 작업 표면이 태양 광선에 수직으로 향할 때 생성되는 최대 전류,

I AB - 배터리의 현재 허용 방전 전류,

우주선의 전기 부족으로 인해 배터리 충전 수준을 모니터링하면서 배터리 방전을 통해 보상되며, 배터리 충전 수준의 최소 허용 값에 ​​도달하면 허용되는 방전 전류의 현재 값 배터리가 재설정되고 배터리가 외부 부하에서 분리됩니다.

또한, 4개의 태양광전지가 장착된 태양전지를 포함하는 우주선의 태양전지판 위치 제어 시스템에 있어서, 태양전지판을 회전시키는 장치와, 증폭장치를 포함하는, 변환 장치, 태양광 패널의 방향을 태양을 향한 제어 장치, 태양광 패널을 주어진 위치로 회전시키는 블록, 전류 조정기 2개, 배터리 팩, 배터리 충전기, 배터리 충전을 위한 명령 생성 장치, 부하 전류 센서, 전원 공급 시스템 제어 장치, 전원 공급 버스, 태양 전자기 복사의 전류 흐름 밀도를 측정하는 장치, 태양 활동을 결정하는 블록, 입자가 외부에 미치는 영향의 순간을 결정하는 블록 우주선, 고에너지 입자의 자속 밀도를 측정하는 블록, 부하 전류에 의한 태양전지 제어 시작 시점을 결정하는 블록, 부하 전류에 의한 태양전지 제어 블록, 태양전지 배터리의 첫 번째 출력을 통해 두 개의 태양광 배터리의 출력을 결합한 출력은 태양광 패널 회전 장치의 첫 번째 입력에 연결되고, 두 개의 다른 태양광 배터리의 출력을 결합한 두 번째 출력을 통해 두 번째 입력에 연결됩니다. 태양광 패널 회전 장치, 그리고 태양을 향한 태양광 패널 배향 제어 장치의 출력과 태양광 패널을 주어진 위치로 회전시키는 출력은 증폭 변환 장치의 첫 번째 및 두 번째 입력에 각각 연결되며, 그 출력은 는 차례로 태양광 패널 회전 장치의 제3 입력에 연결되고, 태양광 패널 회전 장치의 제1 및 제2 출력은 각각 제1 및 제2 레귤레이터 전류의 입력에 연결되고, 전류의 출력은 레귤레이터는 우주선의 전원 공급 버스에 연결되고, 배터리 장치는 입력이 있는 배터리 충전기를 통해 전원 버스에 연결되고, 배터리 충전기는 첫 번째 입력과 지정된 버스에 연결됩니다. 배터리용 충전기 장치의 두 번째 입력, 부하 전류 센서가 연결되고, 이 센서는 전원 공급 버스에 연결되며, 배터리 장치의 출력은 충전 명령을 생성하기 위한 장치의 첫 번째 입력에 연결됩니다. 전원 공급 시스템 제어 장치의 첫 번째 출력은 지정된 장치의 두 번째 입력에 연결되고, 배터리 충전 명령을 생성하는 장치의 출력은 배터리 충전기의 세 번째 입력에 연결되고, 두 번째 및 세 번째 입력은 전원 공급 시스템 제어 장치의 출력은 태양광 패널의 방향과 태양광 패널의 특정 위치 회전을 위한 제어 장치의 첫 번째 입력에 연결되고, 태양광 패널의 장치 회전의 세 번째 출력은 연결됩니다. 태양을 향한 태양광 패널의 방향과 태양광 패널을 주어진 위치로 회전시키기 위한 제어 장치의 두 번째 입력에 태양 전자기 복사의 전류 플럭스 밀도를 측정하기 위한 블록의 출력이 태양 활동을 결정하기 위한 블록, 그 첫 번째 출력은 우주선에 입자가 충돌하는 순간을 결정하기 위한 블록의 입력과 연결되고, 블록의 출력은 시간의 순간을 결정하기 위해 연결됩니다. 우주선에 대한 입자의 영향과 고에너지 입자의 자속 밀도를 측정하기 위한 블록은 각각 블록의 첫 번째 및 두 번째 입력에 연결되어 부하에 따른 태양 전지판 제어 시작 시간을 결정합니다. 고에너지 입자의 자속밀도를 측정하는 블록의 입력은 태양활동 판단 블록의 2차 출력에 연결되고, 태양광 패널이 제어되기 시작하는 시점을 판단하는 블록의 출력 부하 전류에 의해 전원 공급 시스템 제어 블록의 입력에 연결되고, 그 네 번째 출력은 부하 전류에 의해 태양광 패널 블록 제어의 첫 번째 입력에 연결되며, 세 번째 입력 및 출력은 다음과 같습니다. 태양광 패널 회전 장치의 세 번째 출력과 증폭-변환 장치의 세 번째 입력에 각각 연결됨 태양광 패널에서 필요한 전류를 결정하기 위한 블록, 높은 부정적인 영향의 전구체 시간을 결정하기 위한 블록 - 우주선의 에너지 입자와 배터리 충전 수준의 허용 값을 설정하는 장치, 태양 전지 패널에서 필요한 전류를 결정하기 위한 장치의 첫 번째 및 두 번째 입력 및 출력은 각각의 두 번째 출력에 연결됩니다. 부하 전류 센서, 배터리 충전기의 2차 출력 및 부하 전류에 의한 태양전지 제어 장치의 2차 입력, 고에너지 입자 자속 밀도 측정 장치의 출력 및 입자 밀도 측정 장치의 출력 태양 전자기 복사의 현재 플럭스도 해당에 연결됩니다.

제안한 방법의 핵심은 다음과 같다.

고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향 방향에서 안전 보장 이사회가 직접 보호 조치를 취하는 것은 고에너지 입자 흐름의 밀도가 특정 특정 임계값을 초과할 때 수행됩니다. 동시에 보호 조치를 직접 시행하기 전에 수행되는 초기 단계로서 지구 근처 공간의 현재 상태와 현재 태양 활동에 대한 지속적인 모니터링이 수행되고 위험한 방사선 기준의 충족 여부가 충족됩니다. 특히 미국 국립해양대기청(NOAA)이 개발한 태양 활동 모니터링 기준을 분석했다. 이 경우, 무조건적 위험 기준이 아직 충족되지 않았지만 이전 위험 수준의 임계값에 이미 도달한 상황은 고려 중인 부정적인 영향의 "선구자" 상황으로 간주되어야 합니다.

고에너지 입자 흐름이 우주선에 미치는 부정적인 영향의 전조가 나타나면 우주선 SES AB의 최대 충전이 수행됩니다. 이는 미래에 고에너지 입자의 자속 밀도 측정값이 이에 비해 임계값을 초과할 때 SB 패널의 작업 표면을 자속 방향에서 멀어지게 하는 것을 가능하게 합니다. 우주선의 전력 부족으로 인한 배터리 방전이 보상된다는 전제 하에 이러한 입자를 가능한 최대 각도로 늘립니다. 이 경우, 보호 플랩 SB 각도의 α s_min_AB 값은 다음 관계식에 의해 결정됩니다.

여기서 I m은 태양광 패널의 조명 작업 표면이 태양 광선에 수직으로 향할 때 생성되는 최대 전류입니다.

I SB - SB에서 필요한 전류.

이 경우 SB I SB에서 필요한 전류는 우주선의 BAB SES 에너지 사용 가능성을 고려하여 우주선 소비자에게 제공하기 위해 SB가 생성해야하는 최소 필수 전류로 정의됩니다. 즉, AB SES의 방전으로 인해 우주선에 발생하는 전력 부족을 보상할 때 다음 비율을 기준으로 합니다.

여기서 I n은 우주선 소비자의 부하 전류이고,

I 배터리 - SES 우주선 배터리의 현재 최대 허용 방전 전류입니다.

이 방법을 구현하기 위해 도면에 표시되고 다음 블록을 포함하는 시스템이 제안됩니다.

1 - SB, 4개의 광전지가 위치한 본체의 견고한 기판에 있습니다.

2, 3, 4, 5 - BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;

8 - BUOSBS;

9 - BRSBZP;

10, 11 - RT 1 및 RT 2;

13 - ZRU AB;

14 - BFKZ AB;

16 - 버스;

18 - 비페미;

20 -BOMVHF;

21 - BIPPCHVE;

22-BOMVUSBTNZ;

23 - BUSBTNZ;

24 - 고에너지 입자가 우주선에 미치는 부정적인 영향의 선구자 시간을 결정하기 위한 블록(BOMVPNVCH),

25 - 태양광 패널(BOPTSB)에서 필요한 전류를 결정하기 위한 블록,

26 - 배터리 충전 수준(BZDZUZSB)의 허용 값을 설정하는 블록입니다.

이 경우 SB(1)는 BF 1(2) 및 BF 4(5)의 출력을 결합하는 첫 번째 출력을 통해 UPSB(6)의 첫 번째 입력에 연결되고, 두 번째 출력을 통해 다음을 결합합니다. BF 2(3) 및 BF 3(5)의 출력은 UPSB(6)의 두 번째 입력에 연결됩니다. BUOSBS(8) 및 BRSBZP(9)의 출력은 각각 UPU(7)의 첫 번째 및 두 번째 입력에 연결되고, 이 출력은 차례로 UPSB(6)의 세 번째 입력에 연결됩니다. . UPSB(6)의 첫 번째 및 두 번째 출력은 각각 입력 PT 1(10) 및 PT 2(11)에 연결되고 출력 PT 1(10) 및 PT 2(11)는 SE에 연결됩니다. (17). BAB(12)는 AB(13) 폐쇄 스위치기어를 통한 입력에 의해 SE(17)에 연결됩니다. 이 경우, AB 개폐기(13)의 첫 번째 입력은 지정된 모선에 연결되고, 사고 출력(15)은 입력이 연결된 AB 개폐기(13)의 두 번째 입력에 연결되며, ShE(17)로 향합니다. 출력이 있는 BAB(12)는 BFKZ AB(14)의 첫 번째 입력에 연결되고 BUSES(16)의 첫 번째 출력은 지정된 블록의 두 번째 입력에 연결됩니다. BFKZ AB(14)의 출력은 ZRU AB(13)의 세 번째 입력에 연결됩니다. BUSES(16)의 두 번째 및 세 번째 출력은 각각 BUSBS(8) 및 BRSBZP(9)의 첫 번째 입력에 연결됩니다. UPSB(6)의 세 번째 출력은 BUOSBS(8) 및 BRSBZP(9)의 두 번째 입력에 연결됩니다. BIPEMI 출력(18)은 BOSA 입력(19)에 연결됩니다. BOSA(19)의 제1 출력은 BOMVVCH(20)의 입력에 연결된다. BOMVVCH(20) 및 BIPPChVE(21)의 출력은 각각 BOMVUSBTNZ 블록(22)의 첫 번째 입력과 두 번째 입력에 연결됩니다. BIPPCHVE(21)의 입력은 BOSA(19)의 두 번째 출력에 연결됩니다. BOMVUSBTNZ(22)의 출력은 BUSES(16)의 첫 번째 입력에 연결됩니다. 네 번째 출력이 있는 BUSES(16)는 BUSBTNZ(23)의 첫 번째 입력에 연결됩니다. UPSB(6)의 세 번째 출력은 BUSBTNZ(23)의 세 번째 입력에 연결됩니다. BUSBTNZ(23)의 출력은 UPU(7)의 세 번째 입력에 연결됩니다. BOPTSB(25)의 제1 입력은 DVT(15)의 제2 출력에 연결된다. BOPTSB(25)의 두 번째 입력은 AB(13)의 두 번째 출력에 연결됩니다. BOPTSB(25)의 출력은 BUSBTNZ(23)의 두 번째 입력에 연결됩니다. BIPPCHVE(21)의 출력은 BOMVPNVCH(24)의 첫 번째 입력에 연결됩니다. BIPEMI(18)의 출력은 BOMVPNVCH(24)의 두 번째 입력에 연결됩니다. BOMVPNVCH(24)의 출력은 BUSES(16)의 두 번째 입력에 연결됩니다. BZDZUZSB(26)의 첫 번째 및 두 번째 출력은 각각 BFKZ AB(14)의 세 번째 입력과 ZRU AB(13)의 네 번째 입력에 연결됩니다.

또한 도면에는 배터리 드라이브의 출력 샤프트를 통한 SB 하우징(1)과 UPSB(6)의 기계적 연결이 점선으로 표시되어 있습니다.

우주선 전원 공급 모드에서 시스템은 다음과 같이 작동합니다. UPSB(6)는 SB(1)에서 PT 1(10) 및 RT 2(11)로 전기를 전송하는 역할을 합니다. SES 전원 공급 버스의 전압 안정화는 RT 중 하나에 의해 수행됩니다. 동시에 다른 RT는 파워 트랜지스터가 닫힌 상태가 됩니다. 이 경우 발전기 SB(1)(BF 1 - BF 4)는 단락 모드에서 작동합니다. 부하 전력이 태양광 발전기(1)의 연결 전력보다 커지면 다른 RT가 전압 안정화 모드로 전환되고, 미사용 발전기의 에너지는 태양광 발전소의 전원 버스에 공급됩니다. 일정 기간 동안 부하 전력이 SB(1)의 전력을 초과할 수 있는 경우, 배터리 유닛(12)의 방전으로 인해 배터리 제어 스위치(13)가 우주선 탑재 전력 부족을 보상합니다. 이러한 목적을 위해 배터리 방전 조절기(13)는 배터리 방전 조절기 역할을 하며, 특히 배터리 충전 수준을 모니터링하고 배터리 충전 수준의 최소 허용 값에 ​​도달하면 그 값이 공급됩니다. BZDZUZSB(26)에서 배터리 스위치기어(13)로 연결되고 외부 부하에서 BAB(12)가 꺼집니다. 이 경우, 배터리 제어 스위치(13)는 현재 배터리의 충전량에 기초하여 허용 배터리 방전 전류의 전류값을 결정하여 제2 출력에 공급한다(배터리(12)와 배터리를 분리하는 모드). 외부 부하, 이 값은 0입니다).

지정된 조정기 외에도 배터리 충전기(13)에는 배터리 충전 조정기도 포함되어 있습니다. AB(13)에서 충전-방전 사이클을 수행하기 위해 DTN(15)의 정보가 사용됩니다. BAB(12)의 충전은 BFKZ AB(14)를 거쳐 ZRU AB(13)에 의해 수행된다. 금속-수소전지의 경우에는 에 설명되어 있습니다. 결론은 배터리 케이스의 수소 밀도는 배터리 내부에 설치된 압력 센서와 배터리 케이스의 온도를 사용하여 결정된다는 것입니다. 결과적으로, 수소 밀도는 배터리의 충전 수준을 결정합니다. 배터리 내부의 수소 밀도가 일정 수준 이하로 떨어지면 충전하라는 명령을 내리고, 최대 밀도에 도달하면 충전을 중단하라는 명령을 내린다. 표시된 배터리 충전 수준은 BFKZ AB(14)의 명령으로 규제되는 반면, 배터리의 최대 허용 충전 수준 값은 BZDZUZSB(26)를 통해 BFKZ AB(14)에 제공됩니다. 배터리를 최대 충전 상태로 유지하면 상태에 부정적인 영향을 미치며 배터리는 현재 자체 방전 모드로 유지됩니다. 이 모드에서는 배터리 충전 작업이 주기적으로만 수행됩니다(예: Yamal-SES 제어 시) 우주선 100개 - 며칠에 한 번, 충전 수준이 최대 수준의 30%로 BAB를 감소시킬 때).

우주선 전원 공급 모드에서의 작동과 동시에 시스템은 태양광 패널 패널(1)의 평면 위치를 제어하는 ​​문제를 해결합니다.

BUSES(16)의 명령에 따라 BUSBS 블록(8)은 태양을 향한 SB(1)의 방향을 제어합니다. BUOSBS(8)는 SC VESSEL(참조)을 기반으로 구현될 수 있습니다. 이 경우 위성 제어 알고리즘에 대한 입력 정보는 다음과 같습니다. 선박의 운동학적 윤곽 알고리즘에 의해 결정된 우주선과 관련된 좌표축을 기준으로 태양에 대한 단위 방향 벡터의 위치입니다. UPSB 리모콘(6)을 사용하여 각도 α의 현재 측정된 값의 형태로 얻은 우주선 본체에 대한 SB의 위치. 제어 알고리즘의 출력 정보는 UPSB(6)의 출력축 축을 기준으로 SB를 회전하라는 명령, 회전을 중지하라는 명령입니다. UPSB 리모콘(6)은 SB(1) 위치에 대한 개별 신호를 생성합니다.

BIPEMI(18)는 태양 EMR의 전류 플럭스를 측정하여 BOSA(19)로 전송합니다. BOSA(19)에서는 현재 값을 주어진 임계값과 비교하여 태양 활동의 시작을 결정합니다. BOSA(19)의 첫 번째 출력에서 ​​BOMVVCH(20)의 입력까지 오는 명령에 따라 표시된 마지막 블록에서 우주선에 대한 고에너지 입자의 충돌이 시작될 수 있는 순간은 다음과 같습니다. 단호한. BOSA(19)의 두 번째 출력에서 ​​BIPPCHVE(21)의 입력을 거쳐 고에너지 입자의 자속 밀도 측정을 시작하라는 명령이 내려집니다.

BIPPChVE(21)의 출력에서 ​​측정된 고에너지 입자의 자속 밀도 값은 BOMVPNVP(24)의 첫 번째 입력과 BOMVUSBTNZ(22)의 두 번째 입력으로 전송됩니다. 현재 태양 EMR 플럭스의 측정값은 BIPEMI(18)의 출력에서 ​​BOMVPNVCH(24)의 두 번째 입력으로 공급된다.

BOMVPNVCh(24)는 고에너지 입자의 자속 밀도 변화의 역학을 평가하고 입자가 우주선에 미치는 부정적인 영향의 전조로 간주될 수 있는 상황을 식별합니다. 이러한 상황은 측정된 고에너지 입자의 자속 밀도가 지정된 임계값을 초과하고 더 증가하는 경향이 있는 경우입니다. 이러한 상황을 식별하고 식별할 때 BIPEMI에서 얻은 태양 EMR 플럭스 데이터도 사용됩니다(18). 이러한 전구체 상황이 BOMVPNVCh(24)에 등록되면 이 블록의 출력에서 ​​신호가 생성되어 BUSES(16)의 두 번째 입력으로 전송됩니다.

BUSES(16)의 두 번째 입력 명령에 따라 이 장치는 BFKZ AB(14)에 명령을 보내고 이에 따라 이 장치는 폐쇄형 스위치기어 AB(13)를 통해 BAB(12)를 최대로 충전합니다. 충전 수준. 동시에, 금속-수소 배터리(참조)의 경우 배터리 내부에 설치된 압력 센서와 배터리 케이스의 온도를 사용하여 배터리 케이스의 수소 밀도를 결정하고, 이를 통해 배터리의 충전 수준을 결정합니다. 정해졌다. 최대 밀도 수준에 도달하면 충전을 중지하라는 명령이 내려집니다.

DTN(15)의 두 번째 출력과 폐쇄형 스위치기어 배터리(13)의 BOPTSB(25) 입력은 우주선 I n 소비자의 부하 전류 전류 값과 허용 방전 전류를 수신합니다. 배터리 I AB. 이러한 BOPTSB 값(25)을 사용하고 관계식 (4), (5)를 사용하여 ISB 값을 결정합니다. 즉, SB에서 필요한 전류의 현재 최소 허용 값입니다(소비자가 에너지를 사용할 가능성을 고려). BAB(12)), 이를 두 번째 입력 BUSBTNZ(23)로 출력합니다.

우주선에 입자가 충돌할 수 있는 시작 시간에 대한 정보는 첫 번째 입력을 통해 BOMVVCH(20)의 출력에서 ​​BOMVUSBTNZ(22)로 전송됩니다. BOMVUSBTNZ(22)에서는 BOMVUSBTNZ(20)에서 결정된 시점부터 현재 측정된 충격 특성 값과 임계값을 비교하여 FVS의 부정적 영향에 대한 실제 평가를 수행한다. BOMVUSBTNZ(22)의 출력에서 ​​명령을 수신하기 위해 필요한 조건은 BOMVVCH(20) 및 BIPPCHVE(21)의 출력에서 ​​두 개의 신호가 존재한다는 것입니다.

BOMVUSBTNZ(22)가 BUSES(16)의 첫 번째 입력에 명령을 발행하면 이 블록은 SB BUSBTNZ(23)의 제어 장치에 연결되는 네 번째 출력에서 ​​명령을 생성합니다.

BUSBTNZ(23)은 식(3)을 사용하여 각도 α s_min_AB를 결정합니다. 지정된 각도를 계산하기 위해 BOPTSB(25)에서 얻은 SB에서 필요한 전류의 현재 값이 사용됩니다. 또한, UPSB 원격 제어(6)로부터 지정된 블록은 SB 회전 각도 α의 현재 값에 대한 정보를 수신합니다. 각도 α s_min_AB의 값을 결정한 후 BUSBTNZ(23)에 내장된 알고리즘은 이를 각도 α의 현재 값과 비교하고 α와 α s_min_AB 사이의 불일치 각도와 제어 드라이브를 활성화하는 데 필요한 제어 펄스 수를 계산합니다. SB (1). 제어 펄스는 제어 장치(7)로 전송됩니다. 제어 장치(7)에서 표시된 펄스를 변환 및 증폭한 후 제어 장치(6)의 입력으로 전송되어 드라이브를 작동시킵니다.

BOMVUSBTNZ(22)가 BUSES(16)의 첫 번째 입력에 명령을 내리지 않으면 이 블록은 실행 중인 우주선 비행 프로그램에 따라 SB(1)의 제어권을 BUOSBS(8) 및 블록 중 하나로 이전합니다. BRSBZP(9).

BUSBS(8)의 기능은 위에 설명되어 있습니다.

BRSBZP(9)는 프로그램 설정에 따라 SB(1)을 제어합니다. 소프트웨어 설정에 따른 SB 제어 알고리즘(1)을 사용하면 지정된 위치 α=α z 에 배터리를 설치할 수 있습니다. 이 경우 BRSBZP(9)의 회전 각도를 제어하기 위해 UPSB 원격 제어 장치(6)의 정보가 사용됩니다.

BOMVUSBTNZ(22) 및 BOMVPNVCh(24)의 구현은 우주선 제어 센터의 하드웨어 및 소프트웨어 기반과 우주선 탑재 모두에서 가능합니다. BOMVUSBTNZ(22) 및 BOMVPNVCH(24)의 출력에서 ​​"부하 전류를 기반으로 태양광 발전 시스템 제어 시작" 및 "고에너지 입자의 부정적인 영향에 대한 준비 모드에서 태양광 발전 시스템 제어 시작" 명령이 표시됩니다. on the spacecraft”가 각각 형성되어 BUSES(16)로 전송됩니다. 이 경우 마지막 명령은 BUSES(16)에 의해 배터리를 최대 충전 레벨까지 충전하라는 명령으로 기능적으로 인식됩니다.

BUSES(16) 구현의 예는 지구국(ES)과 온보드 장비(BA)로 구성된 Yamal-100 우주선의 서비스 제어 채널(SCU) 온보드 시스템의 무선 수단이 될 수 있습니다. 설명)에서. 특히 BA SKU는 GS SKU와 함께 우주선의 탑재 디지털 컴퓨터 시스템(OBDS)에 디지털 정보(DI)를 발행하고 그에 따른 승인 문제를 해결합니다. BTsVS는 차례로 BUOSBS(8), BRSBZP(9), BUSBTNZ(23), BFKZ AB(14) 블록을 제어합니다.

BUSES(16) 구현에서 데이터 교환 측면에서 SKU BA의 상호 작용은 MIL-STD-1553 인터페이스에 따라 주 교환 채널(MEC)을 통해 수행됩니다. BCWS의 가입자로서 BA SKU의 UB(인터페이스 장치) 장치가 사용됩니다. BCWS 프로세서는 주기적으로 BS 상태를 폴링하여 데이터 패킷의 가용성을 결정합니다. 패킷을 사용할 수 있으면 프로세서는 데이터 교환을 시작합니다.

UPU(7)는 BUOSBS(8), BRSBZP(9), BUSBTNZ(23) 및 UPSB(6) 간의 인터페이스 역할을 하며 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고 이를 증폭시키는 역할을 합니다.

BUSBTNZ(23)는 우주선의 온보드 장치이며 BUSES(16)에서 명령을 받습니다. BUSBTNZ(23), BOPTSB(25), BZDZUZSB(26)의 구현은 우주선 BTsVS(참조)를 기반으로 수행될 수 있습니다.

따라서 시스템의 기본 블록 구현 예가 고려됩니다.

제안된 발명의 기술적 효과를 설명해보자.

제안된 기술 솔루션은 태양 전지판의 "보호" 옷깃이 태양 방향에서 수행되는 순간 태양계의 작업 표면에 대한 고에너지 입자 흐름의 부정적인 영향을 줄입니다. 이는 태양을 향하는 방향에서 SB의 작업 표면에 대한 법선의 각도를 최대화함으로써 이러한 입자의 흐름에 의해 부정적인 영향을 받는 SB의 작업 표면 영역을 줄임으로써 달성됩니다. 우주선에 전기를 공급해야 하는 요구 사항이 충족되는지 확인합니다. 회전 각도의 최대화는 우주선의 태양광 발전 시스템이 사전에 배터리의 최대 충전 상태로 전환되어 태양광의 "보호" 회전의 가능한 최대 각도를 구현할 수 있다는 사실에 의해 달성됩니다. 태양을 향하는 방향에서 세포. 예를 들어, 배터리를 최대 레벨까지 충전한 후 Yamal-100 우주선의 SES를 제어할 때 배터리 방전 가능 전류의 증가는 약 30%이며 이에 따라 각도도 증가합니다. 배터리의 "보호" 플랩의 감소 및 결과적으로 SB의 작업 표면에 입자 흐름 고에너지의 부정적인 영향이 감소하는 것은 중요한 값입니다.

문학

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1. 태양광 패널을 우주선에 대한 전기 공급을 보장하는 작업 위치로 전환하고 조명된 작업 표면에 대한 법선과 평면의 정렬에 대응하는 것을 포함하여 우주선의 태양광 패널의 위치를 ​​제어하는 ​​방법 태양 전지판의 회전축과 태양 방향으로 형성되며, 태양 전자기 복사의 전류 흐름 밀도를 측정하고, 태양 활동이 시작되는 순간을 결정하고, 고에너지 입자가 도달하는 순간을 결정합니다. 우주선 표면, 고에너지 입자의 자속 밀도 측정, 고에너지 입자의 자속 밀도 측정 값을 임계값과 비교, 태양 전지판을 조명된 작업 표면과 법선 사이의 각도로 회전 태양을 향한 방향, 고에너지 입자의 측정값이 측정되는 순간에 우주선에 전기를 공급하는 동시에 태양광 패널 표면에 고에너지 입자 플럭스가 영향을 미치는 최소 영역에 해당 플럭스 밀도가 임계값을 초과하고, 고에너지 입자 플럭스의 밀도가 임계값 미만이 되는 시점에서 태양광 패널이 작동 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하며, 우주선에 대한 고에너지 입자 플럭스의 부정적인 영향이 나타나고 고에너지 입자의 플럭스 밀도 측정 값이 초과하는 경우 지정된 시간에 우주선 전원 공급 시스템의 배터리가 최대 충전 수준으로 충전됩니다. 임계값을 비교하면 태양광 패널은 조명된 작업 표면에 대한 법선과 태양 방향 α s_min_AB 사이의 각도가 도달할 때까지 회전합니다. 이는 높은 플럭스의 영향을 받는 최소 영역에 해당합니다. -태양 전지 패널 표면의 에너지 입자와 동시에 전원 공급 시스템의 태양 전지 및 충전식 배터리에서 우주선에 전기를 공급하고 비율에 의해 결정됩니다.

α s_min_AB = arccos (최대(0, I n -I AB )/I m),

여기서 I n은 우주선 소비자의 부하 전류입니다.

I m - 태양광 패널의 조명 작업 표면이 태양 광선에 수직으로 향할 때 생성되는 최대 전류입니다.

I AB - 충전용 배터리의 현재 허용 가능한 방전 전류와 그에 따른 우주선의 전력 부족은 충전용 배터리의 방전을 통해 보상되며, 충전용 배터리의 충전 수준을 모니터링하고 이 최소 허용 값에 ​​도달하면 보상됩니다. 수준에서 충전용 배터리의 허용 방전 전류의 현재 값이 재설정되고 외부 부하에서 배터리가 분리됩니다.

2. 태양광 패널을 회전시키는 장치, 증폭 변환 장치, 방향을 제어하는 ​​제어 장치를 포함하여 패널에 장착된 4개의 태양광 패널인 우주선의 태양광 패널의 위치를 ​​제어하는 ​​시스템. 태양을 향한 태양광 패널, 태양광 패널을 특정 위치로 회전시키는 장치, 전류 조정기 2개, 배터리 팩, 배터리 충전기, 배터리 충전을 위한 명령 생성 장치, 부하 전류 센서, 전원 공급 시스템 제어 장치, 전원 버스, 태양 전자기 복사의 전류 플럭스 밀도를 측정하는 유닛, 태양 활동 감지 유닛, 고에너지 입자가 우주선에 충돌하는 순간 결정 유닛, 플럭스 밀도를 측정하는 유닛 고에너지 입자, 부하 전류에 의한 태양전지 제어 시작 시점을 결정하는 단위, 부하 전류에 의한 태양전지 제어 단위, 태양전지는 첫 번째 출력을 통해 두 개의 태양광 배터리는 태양광 패널 회전 장치의 첫 번째 입력에 연결되고, 다른 두 개의 태양광 배터리의 출력을 결합한 두 번째 출력을 통해 태양 패널 회전 장치의 두 번째 입력에 연결되고, 태양을 향한 태양광 패널의 방향과 주어진 위치로의 태양광 패널의 회전을 위한 제어 장치는 각각 증폭 변환 장치의 첫 번째 및 두 번째 입력에 연결되고, 그 출력은 차례로 연결됩니다. 태양광 패널 회전 장치의 제3 입력에 태양광 패널 회전 장치의 제1 및 제2 출력이 각각 제1 및 제2 전류 조정기의 입력에 연결되고 전류 조정기의 출력이 전원에 연결됩니다. 우주선의 공급 버스, 배터리 장치는 입력과 배터리 충전기를 통해 전원 공급 버스에 연결되고, 배터리 충전기는 첫 번째 입력과 지정된 버스에 연결되고 배터리 충전기의 두 번째 입력에 연결됩니다. 배터리, 부하 전류 센서가 연결되어 전원 공급 버스에 연결되고, 배터리 블록의 출력은 배터리 충전 명령을 생성하기 위해 블록의 첫 번째 입력에 연결되고, 첫 번째 출력은 전원 공급 시스템 제어 장치는 지정된 블록의 두 번째 입력에 연결되고, 배터리를 충전하기 위한 블록 생성 명령의 출력은 배터리 충전기의 세 번째 입력에 연결되고, 전원 공급 시스템 제어 장치의 두 번째 및 세 번째 출력은 연결됩니다. 태양을 향한 태양광 패널의 방향과 태양광 패널의 특정 위치로의 회전을 위해 제어 장치의 첫 번째 입력에 연결되고, 제어 장치의 두 번째 입력에 연결된 태양광 패널 회전 장치의 세 번째 출력 태양을 향한 태양광 패널의 방향과 태양광 패널의 주어진 위치로의 회전을 위해 태양 전자기 복사의 전류 플럭스 밀도를 측정하기 위한 블록의 출력은 태양 활동을 결정하기 위한 블록의 입력에 연결됩니다. 그 첫 번째 출력은 입자가 우주선에 충돌하는 순간을 결정하는 블록의 입력에 연결되고, 입자가 우주선에 충돌하는 순간을 결정하기 위한 블록의 출력이 연결됩니다. 고에너지 입자의 자속밀도를 측정하는 블록은 부하전류에 의한 태양광 패널 제어 시작 시점을 결정하는 블록의 제1 및 제2 입력에 각각 연결되고, 고에너지 입자의 자속 밀도를 측정하는 것은 태양 활동을 결정하는 블록의 두 번째 출력에 연결되고, 태양광 패널이 부하 전류에 의해 제어되기 시작하는 순간을 결정하는 블록의 출력은 의 입력에 연결됩니다. 전원 공급 시스템 제어 블록의 네 번째 출력은 부하 전류에 따라 제어 블록 태양광 패널의 첫 번째 입력에 연결되고 세 번째 입력 및 출력은 각각의 세 번째 출력에 연결됩니다. 태양광 패널 회전 장치 및 증폭-변환 장치의 제3 입력은 태양광 패널에서 필요한 전류를 결정하기 위한 블록, 고에너지의 부정적인 영향의 발생 순간을 결정하기 위한 블록을 추가로 포함하는 것을 특징으로 합니다. 우주선의 입자와 배터리 충전 수준의 허용 값을 설정하는 장치, 태양 전지 패널에서 필요한 전류를 결정하는 장치의 첫 번째 및 두 번째 입력 및 출력은 각각 부하의 두 번째 출력에 연결됩니다. 전류 센서, 배터리 충전기 배터리의 두 번째 출력 및 부하 전류에 대한 태양 전지 패널 제어 장치의 두 번째 입력, 고 에너지 입자의 자속 밀도 측정 장치의 출력 및 전류 밀도 측정 장치 태양 전자기 복사의 흐름이 연결되어 있습니다

본 발명은 우주 비행에 관한 것이며 우주선(SV)의 공간 좌표를 결정하는 데 필요한 우주 활동(우주 공간, 태양계 행성 연구, 우주에서 지구 관측 등)에 사용될 수 있습니다. 속도 벡터의 구성요소입니다.

본 발명은 로켓 및 우주 기술에 관한 것이며 저지구 궤도로 우주선을 발사하기 위한 변환 차량을 포함하여 발사체(LV)를 만드는 데 사용될 수 있습니다.

본 발명은 우주 기술 분야, 즉 우주선의 전원 공급 시스템에 관한 것이며 태양 전지판의 위치를 ​​제어하는 ​​데 사용할 수 있습니다.

태양광 발전소의 효율성을 향상시키는 확실한 방법 중 하나는 태양광 추적 시스템을 사용하는 것입니다. 간단한 유지 관리로 추적 시스템을 개발하면 농업 시설의 기술적, 경제적 성능이 크게 향상되고, 환경의 생태적 안전을 보장하는 동시에 사람들에게 편안한 작업 및 생활 조건이 조성될 것입니다. 추적 시스템은 태양광 패널의 회전 축이 1개 또는 2개일 수 있습니다.

일직선 삼각기둥 모양의 프레임으로 구성되어 있으며 두 측면에 태양을 추적하기 위한 광전지가 위치하고 세 번째 면에는 태양 위치를 추적하는 소형 광전 태양 위치 센서를 포함하는 추적 시스템을 갖춘 태양광 발전소입니다. 모듈을 서쪽에서 동쪽으로 돌리는 명령 광전지입니다. 낮 시간 동안 센서 가장자리에 있는 추적 광전지는 샤프트를 사용하여 태양 방향으로 회전하는 태양광 모듈의 방위각 회전 구동을 위한 제어 장치에 명령 신호를 보냅니다. 설치의 단점은 태양 추적의 정확도가 충분하지 않다는 것입니다.

태양광 발전소에는 태양에 대한 이축 배향 시스템을 갖춘 태양전지가 포함되어 있으며, 태양 추적 센서로 원통형 프레넬 렌즈의 초점에 위치한 선형 광검출기가 포함된 광전 모듈이 설치되어 있습니다. 마이크로프로세서를 사용하는 광검출기의 신호는 태양전지의 방위각 및 천정 방향 시스템의 드라이브를 제어합니다.

이 설치의 단점은 태양 추적의 정확도가 부족하고 추적 센서가 태양 전지 활성 영역의 일부를 차지한다는 것입니다.

개발의 주요 목표는 일년 내내 하늘의 모든 태양 위치에서 이축 태양광 패널 방향 시스템용 태양 추적 센서의 정확도를 향상시키는 것입니다.

위의 기술적 결과는 제안된 태양 추적 센서에 불투명한 벽이 있는 역원추 형태로 만들어진 고정 플랫폼에 설치된 빔 수신 셀 블록을 포함하는 이축 태양 전지 방향 시스템이 있다는 사실에 의해 달성됩니다. 광전지 원뿔의 좁은 끝 부분에 장착됩니다. 이 경우, 빔 수신 셀은 160°의 입체각을 형성하여 플랫폼에 단단히 설치되고 플랫폼에 장착된 투명한 구로 구성됩니다. 이 구체는 수평에 대해 다음과 같은 각도로 기울어져 설치됩니다. 센서 위치의 지리적 위도.

추적 센서는 고정 플랫폼에 설치되며, 그 중 일반 6개(그림 1)는 남쪽을 향합니다. 수평 베이스에 대한 부지의 경사각은 스테퍼 기어 모터를 사용하는 천정 및 방위각 회전 드라이브를 포함하는 기계적 태양 방향 시스템에 배치된 태양 전지 옆 영역의 지리적 위도에 해당합니다. 태양광 배터리 드라이브는 센서 셀의 광전 소자로부터 전기 충격을 받는 마이크로프로세서에 의해 제어됩니다. 마이크로프로세서에는 태양 전지 위치의 지리적 위도에 대한 정보, 달력이 장착된 전자 시계가 포함되어 있으며, 이 신호는 운동 방정식에 따라 태양 전지의 천정 및 방위각 회전을 위해 기어 모터를 활성화합니다. 하늘에 있는 태양의. 이 경우, 센서 셀의 광전 소자로부터의 신호를 기반으로 달성된 태양 전지의 회전 각도 값은 전류에서 태양의 운동 방정식에서 얻은 값과 비교됩니다. 시간.

센서 설계의 핵심은 그림 1에 나와 있습니다. 1, 2, 3, 4. 그림에서. 그림 1과 그림 3은 센서의 일반적인 다이어그램을 보여줍니다. 그림에서. 그림 2는 투명한 구와 빔 수신 셀의 평면도를 보여줍니다. 그림에서. 그림 4는 그러한 셀의 다이어그램을 보여줍니다.

2축 태양광 패널 방향 시스템용 태양 추적 센서는 해당 지역의 위도와 동일한 각도로 수평 베이스(5)에 부착된 플랫폼(1)을 포함합니다. 반경 r을 갖는 투명한 반구(2)가 플랫폼(1)에 부착됩니다. 구(2)의 전체 내부 공간에는 빔 수신 셀(3)이 내부 벽을 향하는 불투명 벽(7)이 있는 역원뿔 모양으로 밀접하게 고정되어 있습니다. 직경이 Φ이고 직경이 2인 투명한 구(2)의 일 2사이트 1로. 원뿔 3의 높이는 거리와 같습니다. 시간구 2의 내벽에서 플랫폼 1의 표면까지. 원뿔 3의 상단 가장자리에서 5d 1 거리에 있는 원뿔 3의 하부에는 광전 소자 4가 있으며, 이로부터 전기 신호가 발생합니다. 태양전지 축(도 1에는 도시되지 않음)의 회전을 제어하기 위해 마이크로프로세서 시스템으로 전송된다. 거리(5d1)는 태양 광선(8)이 원뿔(3)의 불투명 벽(7)에 의해 제한되는 광전 소자(4)에 정확하게 포착되는 방식으로 선택됩니다.

태양 추적 센서는 다음과 같이 작동합니다. 태양 광선(8)은 원뿔(3)의 내부 공간인 투명 구(2)를 통과하여 광전지 소자(4)에 떨어지면서 전류를 발생시키며, 전류는 마이크로프로세서에 의해 분석되어 태양 전지의 스테퍼 모터 기어 드라이브로 전달됩니다. 방향 시스템(그림에는 표시되지 않음) 태양이 하늘을 가로질러 이동할 때, 광선(8)은 점차적으로 광전 소자(3)를 켜고 방위각 및 천정축을 따라 태양 전지의 회전을 정확하고 원활하게 조절하는 데 기여합니다.

태양 복사 시뮬레이터를 사용한 센서 셀 레이아웃의 실험실 테스트에서는 허용된 값에 대해 광속을 차단하는 허용 가능한 결과가 나타났습니다. 디 1 , 디 2와 5 디엑스.

이축 태양전지 배향 시스템의 태양 추적 센서는 역원뿔 형태로 만들어진 광선 수신 셀을 포함하고 있으며, 160°의 입체각을 형성하도록 현장에 단단히 설치되고 투명한 구로 둘러싸여 있어 보다 정확한 방향을 허용합니다. 태양광 패널을 통해 가장 많은 양의 전기를 공급받게 됩니다.

태양광 배터리 회전 시스템에는 하우징, 태양광 배터리를 연결하기 위한 플랜지가 있는 중공축, 회전용 드라이브, 전력 및 원격 측정 집전 장치가 포함되어 있습니다. 출력 샤프트는 기능적으로 파워 플랜지와 파워 집전 장치가 있는 샤프트로 구분됩니다. 원격 측정 집전체는 샤프트에 설치되고 출력 샤프트에 연결됩니다. 출력 샤프트 플랜지는 예압이 있는 지지 베어링의 태양전지 회전 시스템 하우징에 설치되거나 지지 베어링을 통해 스프링에 의해 태양전지 회전 시스템 하우징으로 압축됩니다. 신뢰성이 향상되고 장치의 무게와 크기가 감소합니다. 급여 1개 f-ly, 1 병.

본 발명은 우주기술에 관한 것이며 태양전지 어레이 회전 시스템(SPSB)의 설계에 사용될 수 있다.

본 발명은 태양전지(SB)를 회전시켜 태양전지에서 나오는 전기에너지를 우주선에 전달하는 것을 목적으로 한다.

미국 특허 번호 4076191인 회전 태양 전지(SPBS)용 잘 알려진 시스템은 하우징, 태양 전지의 두 날개를 연결하기 위한 두 개의 플랜지가 있는 샤프트, 드라이브 및 전류 수집기로 구성됩니다. 전력, 전기 에너지 전송, 원격 측정, 명령 및 원격 측정 정보 전송, 집전체가 샤프트에 있고 드라이브가 SB의 양쪽 날개를 회전시킵니다. 본 발명은 프로토타입으로 간주됩니다.

이 장치의 단점은 하나의 비중복 드라이브가 존재하고 결과적으로 장치의 생존 가능성이 감소한다는 것입니다. 두 번째 단점은 샤프트의 요구되는 굽힘 강성에 대한 요구 사항을 충족하기 때문에 샤프트의 대규모 설계입니다. 또한, 샤프트 직경이 크면 마찰이 증가하고 집전체의 마모가 증가합니다.

본 발명의 기술적 목적은 시스템의 신뢰성을 높이고 구조물의 무게를 줄이며 기능성을 높이는 것입니다.

이 작업은 하우징, 드라이브 및 샤프트가 있는 SPBS에서 장치의 출력 샤프트가 비어 있고 끝에 파워 플랜지가 있다는 사실에 의해 달성됩니다. 이 경우 집전체는 출력축 외부에 위치하며 원격 측정 장치는 자체 축에 설치됩니다. 원격 측정 전류 수집 장치는 SPBS의 출력 샤프트에 연결됩니다. 출력 샤프트 플랜지는 플랫 링이 있는 지지 베어링에 장착되거나 스프링에 의해 하우징에 눌려집니다. 집전체가 설치된 출력 샤프트 부분은 견고한 설계에서 제외되며 최소 무게와 집전체의 필수 서비스 수명을 보장하는 데 최적인 치수를 갖습니다.

본 발명의 본질은 도면에 의해 예시되며, 도 1은 청구된 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

태양전지 회전 시스템은 하우징(1), 드라이브(2), 지지 베어링(4)에 장착된 출력 샤프트(3), 출력 샤프트(3)에 위치한 전력 집전체(6), 샤프트에 장착된 원격 측정 집전 장치(7)로 구성됩니다. 원격 측정 전류 수집 장치(7)는 출력 샤프트(3)의 내부 공동에 또는 외부에 설치되어 연결될 수 있습니다. 지지 베어링의 예압이나 디스크 스프링(8)에 의한 압축으로 인해 샤프트(3)를 하우징(1)에 지속적으로 가압함으로써 구조의 강성이 증가합니다. 출력 샤프트(3)의 회전축 위치의 정확도가 향상됩니다. 평평한 지지 링이 있는 지지 베어링 9. 기어 휠 10은 드라이브 2의 샤프트 5에 장착됩니다. 기어 11은 출력 샤프트 3에 설치됩니다.

SPSB가 작동 중일 때 드라이브 2는 회전을 출력 샤프트 3으로 전달합니다. 드라이브에서 출력 샤프트 3으로의 회전은 기어 10, 11이 있는 기어열에 의해 전달됩니다.

전류 수집기(6, 7)는 회전할 때와 정지할 때 모두 회전하는 태양전지 어레이의 전기 에너지, 명령 및 신호를 우주선으로 전송합니다. 회전하는 동안과 출력 샤프트가 정지할 때 디스크 스프링(8)에 의해 지지 베어링(4)을 통해 하우징(1)에 대한 출력 샤프트(3)의 일정한 압력이 보장됩니다.

각 SB 날개에 하나의 SPSB를 사용하면 우주선의 생존 가능성이 향상됩니다. 한쪽 날개의 전원 공급 시스템이 고장나더라도 장치는 다른 쪽 날개에서 전기 에너지를 받아 주 소비자의 작동을 보장합니다.

출력 샤프트(3)가 지지 베어링(4)까지의 파워 플랜지와 파워 집전 샤프트로 기능적으로 분할된다는 사실에 의해 구조의 경량화가 보장된다. 파워 플랜지는 그림 1과 같이 SPSB 하우징 내부와 외부 모두에 위치할 수 있습니다. 출력 샤프트 플랜지에서 구조의 전원 회로가 직접 폐쇄되므로 샤프트의 크기가 작고 무게가 적으며 굽힘 강성이 향상되었습니다. 지지 베어링을 통해 하우징에 연결됩니다.

지지 베어링의 추력(또는 지지 4점 베어링의 예압)은 작동 하중 하에서 조인트가 열리지 않는 다음 조건에서 선택됩니다.

P>2·K·M/D, 여기서

P - 지지 베어링의 추력, Nm;

M - 정상 작동 중 굽힘 모멘트 감소, N;

집전 장치의 무게를 줄이고 수명을 늘리는 것은 전력 집전 장치가 설치된 샤프트의 단면이 견고한 구조에서 제외되고 집전 장치에 최적인 치수를 갖기 때문에 달성됩니다. 장치. 캡슐형 원격 측정 집전 장치는 샤프트, 예를 들어 출력 샤프트 내부에 설치되거나 외부에 연결되며 최소 질량을 갖습니다. 집전체의 수명 연장은 최소 직경의 슬라이딩 링을 구현하여 마찰을 줄임으로써 달성됩니다.

집전체의 마찰 손실이 적으면 구동력을 줄일 수 있어 SPSB 구동부의 무게를 줄일 수 있다.

현재 기업은 선언된 설계의 SPSB에 대한 설계 문서를 공개하고 시스템에 대한 지상 기반 실험 테스트를 수행했습니다. 테스트 결과 시스템 중량이 크게 감소하고 서비스 수명이 증가했으며 시스템의 강성 특성과 신뢰성이 증가한 것으로 나타났습니다.

1. 하우징, 태양전지를 연결하기 위한 플랜지가 있는 중공축, 회전용 구동부, 동력 및 원격집전장치를 포함하는 태양전지 회전 시스템에 있어서, 출력축은 동력플랜지와 동력플랜지, 전력 집전 장치가 있는 샤프트 및 원격 측정 집전 장치는 샤프트에 설치되어 출력 샤프트에 연결되고, 출력 샤프트 플랜지는 예압이 있는 지지 베어링의 태양 전지 회전 시스템 하우징에 설치됩니다. 또는 스프링에 의해 태양전지 회전 시스템의 하우징에 대한 지지 베어링을 통한 예압.

제1항에 있어서, 지지 베어링의 예압 또는 예압 힘은 작동 하중 하에서 조인트가 열리지 않는 다음 조건으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치:
P>2·K·M/D,
여기서 P는 지지 베어링의 예압 또는 예압력, Nm입니다.
K - 외부 하중에 대한 안전 계수;
M - 정상 작동 중 굽힘 모멘트 감소, N;
D - 지지 베어링의 작업 직경(볼 기준), m.

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본 발명은 우주선(SV)의 장비, 특히 우주선 제어 시스템과 전기적으로 연결되는 우주선의 이동 가능한 구조 요소, 예를 들어 태양 전지(SB), 안테나, 이동식 커버 등에 관한 것입니다.

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본 발명은 태양광 패널(SB)을 사용하는 우주선(SC)용 전원 공급 시스템에 관한 것입니다. 이 방법은 SB의 주어진 각도를 결정하고, 현재 각도를 측정하고, SB의 각속도와 회전 시간으로부터 계산된 각도를 계산하는 것으로 구성됩니다. 가속 각도(αASG) 및 제동(αbreak) SB가 결정됩니다. 지정된 SB 각도와 계산된 SB 각도 간의 불일치가 멈출 때 릴리스 임계값에 도달할 때까지(αOTP ≒ αTORM) SB가 회전됩니다. 제어를 시작하기 전에 지정된 각도를 기억하고 계산된 각도의 초기 값을 현재 각도의 신뢰할 수 있는 값으로 사용합니다. 이러한 각도의 불일치 임계값(αPR)은 각도 αRAZG 및 αTORM과 최소 허용 및 최대 가능 SB 전류를 기반으로 설정됩니다. 각도 센서의 원은 α ACCELERATION + αBRACK 조건에서 크기가 σ인 동일한 이산 섹터(DS)로 나뉩니다.< σ < αПР. Биссектрисы ДС принимают за измеряемые значения. Задают период определения достоверного значения текущего угла на порядок и более превышающим максимальную длительность сбоя информации датчика и менее минимального интервала следования сбоев. Разбивают данный период на четыре равных интервала, и из анализа измеренных и запомненных значений на этих интервалах сбрасывают или формируют сигнал достоверности. В последнем случае вращают СБ до достижения рассогласованием между расчетным и заданным углами значения αОТП и тогда запоминают новое значение заданного угла. Техническим результатом изобретения является повышение живучести и эффективности системы управления ориентацией СБ при кратковременных сбоях информации, поступающей от датчика угла СБ. 4 ил.

본 발명은 태양광 패널(SB)을 사용하는 우주선(SC)용 전원 공급 시스템에 관한 것입니다. 이 방법은 위성의 지정된 방향 각도와 현재 방향 각도 및 위성의 각속도(ΩSV)를 결정하는 단계를 포함합니다. 계산된 각도도 계산되며, SB 제어를 시작하기 전에 측정된 각도 값이 할당되어 기억됩니다. 주어진 각도와 계산된 각도 사이의 불일치를 줄이는 방향으로 SB를 회전합니다. 전원 공급 장치의 가속(tARG, αARG) 및 감속(tbreak, αbreak) 시간 및 각도는 최소 허용 및 최대 허용 값을 기준으로 전원 공급 장치 편차의 최대 허용 각도(αMAX)가 결정됩니다. 전원 공급 장치의 가능한 전류. 이러한 각도에서 응답 임계값(αCP)이 설정되고, 초과되면 지정된 불일치가 형성됩니다. 후자는 릴리스 임계값(αOTP) 미만에서는 고려되지 않으며, 도달 시 SB의 회전이 중지됩니다. SB의 계산된 각도는 SB 회전 원의 하나의 개별 섹터(DS) 내에서 조정됩니다. DS의 크기는 각도 αRAZG, αTORM 및 αCP에 따라 달라집니다. αCP와 ΩSB에 따라 SB의 각도 위치 정보 변화의 연속성을 모니터링하는 시간의 임계값이 설정된다. 이 모니터링 시간은 현재 측정된 각도와 저장된 각도가 하나 이상의 DS만큼 차이가 나면 계산되고, 그렇지 않으면 중지됩니다. tRAZG, tbreak, αMAX, ΩSB 및 DC 값에 따라 SB의 회전 방향을 제어하기 위한 임계 시간을 설정합니다. SB의 측정된 각도와 저장된 각도 사이의 불일치 부호가 SB의 지정된 회전 방향과 일치하지 않는 경우 이 시간은 연속성 제어 시간 0으로 계산됩니다. 그렇지 않으면 카운트다운이 중지되고 회전 방향 제어 시간이 0으로 재설정됩니다. 이 경우, 현재 측정 각도를 하나의 DS만큼 변경하는 순간, 계산된 각도는 DS 사이의 경계값으로 설정되고, 저장된 각도에는 새로운 측정 각도 값이 할당된다. 연속성 제어 시간이나 회전 방향 제어 시간이 임계값을 초과하면 실패 신호가 생성되고 SB의 제어가 중지됩니다. 본 발명의 기술적 결과는 SB 자세제어 시스템의 생존성과 효율성을 높이는 것이다. 3 병.

본 발명은 태양광 패널(SB)을 사용하는 우주선(SC)용 전원 공급 시스템에 관한 것입니다. 이 방법은 태양광 패널의 작업 표면에 대한 법선의 측정된 각도 위치로부터 태양에 대한 태양광 패널의 주어진 배향 각도를 결정하고 법선의 지정된 위치에 대해 계산된 각도를 계산하는 것을 포함합니다. 주어진 각도와 계산된 각도 사이의 불일치를 줄이는 방향으로 SB를 회전합니다. 가속 각도(αASG) 및 제동(αbreak) SB가 결정됩니다. 계산된 각도는 SB의 회전 이산 섹터(DS) 값에 따라 각도 센서 값이 변경되는 순간에 조정됩니다. 작동(αSR) 및 해제 임계값(αOTP)이 설정되어 주어진 각도와 현재 각도 사이의 불일치가 증가하기 시작하면 SB의 회전을 중지하지만 αSR을 초과하지 않습니다. SB의 회전 각속도는 우주선이 지구 주위를 회전하는 최대 각속도보다 한 자릿수 높게 설정되며 DS 값은 αCP보다 작습니다. 다음 조건에서 작업 각도(αRAB) SB를 설정합니다. αSR< αРАБ < (αГОР - 2·(αРАЗГ + αТОРМ)). Присваивают заданному углу значение углового положения ближайшего к нему луча угла αРАБ, если направление на Солнце в проекции на плоскость вращения указанной нормали находится вне αРАБ. Если угловое положение данной нормали находится вне αРАБ, изменяясь в направлении увеличения угла относительно ближайшего к нему луча угла αРАБ, то формируют сигнал отказа и прекращают управление СБ. Техническим результатом изобретения является исключение заклинивания и поломки панели СБ или бортового оборудования КА, при обеспечении максимально возможного тока в условиях ограничений на углы поворота СБ (напр., от 90° до 180°). 3 ил.

본 발명은 전기 공학에 관한 것으로, 특히 빛 복사를 전기 에너지로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 장치에 관한 것이며, 태양 전지(SB)를 갖춘 소형 우주선의 제작 및 생산에 사용될 수 있습니다. 본 발명의 기술적 결과는 열충격, 기계적 및 열기계적 부하의 영향에 대한 전원 공급 장치의 저항 증가, 설계의 제조 가능성 증가, 우주선 전원 공급 장치의 활성 수명 증가, 온도 확장을 통한 기능성 증가입니다. 동작 범위 및 전원 공급 장치 설계 최적화, 션트 다이오드와 태양 전지의 연결 강도를 높여 스위칭 시스템을 단순화하고, 제조 기술을 최적화하여 우주선 태양 전지판 제조 공정의 재현성을 높입니다. 션트 다이오드와 태양전지, 그리고 태양전지와 션트 다이오드를 연결하는 스위칭 버스를 다층으로 구성한다. 소형 우주선용 태양전지에는 다음이 포함됩니다: 태양전지(SC)가 접착된 모듈이 있는 패널, 션트 다이오드; 션트 다이오드의 앞면과 뒷면을 태양전지와 연결하는 스위칭 부스바, 션트 다이오드는 태양전지 모서리의 절개부에 설치되고, 스위칭 부스바는 양면에 몰리브덴 호일로 이루어진 다층 구조로 되어 있음 그 중 바나듐 또는 티타늄 층, 니켈 층 및 은층이 각각 있습니다. 2엔. 그리고 월급 5 f-ly, 병 4개, 테이블 3개.

본 발명은 SC의 작업 영역에 분산된 태양 복사압력을 사용하여 우주선(SC)의 이동을 제어하는 ​​것에 관한 것입니다. 후자는 광학적으로 투명한 편평한 평행 액적 흐름의 형태로 형성됩니다. 각 흐름(Sx)과 정면-가로 방향(Sy)에서 반경 R의 방울 사이의 거리는 배수입니다. 스레드 수입니다. 거리를 두고 이동 방향으로 흐름을 서로 상대적으로 변위시킴으로써 액적 시트의 흐름이 다수 형성됩니다. 이러한 각 흐름은 이전 흐름에 대해 정면-횡방향으로 거리만큼 변위됩니다. 이렇게 하면 정면-가로 방향의 불투명도가 생성되고 흐름에 수직인 평면 방향의 투명도가 생성됩니다. 광압의 단위 분포력은 단위 시간당 적용 지점에 도달하는 반경과 방울 수를 변경하여 조절됩니다. 총 영향의 크기는 드립 제트 수를 변경하여 조정됩니다. 본 발명의 기술적 결과는 우주선의 상대 운동에 대한 교란 효과를 줄임으로써 분산된 외부 가벼운 압력 힘의 사용 효율성을 높이는 것을 목표로 합니다. 병 3개, 탭 1개

본 발명은 방열체와 태양전지(SB)가 탑재된 우주선(SV)의 운동 제어에 관한 것이다. 이 방법은 위성의 작업 표면에 대한 법선과 태양 방향의 정렬에 해당하는 위치로 회전하는 태양계를 사용하여 행성 주위의 궤도에서 우주선 비행을 수행하는 단계를 포함합니다. 우주선의 궤도 방향은 SB 회전 평면이 우주선 궤도 평면과 평행하고 SB가 태양 측면의 궤도 평면을 기준으로 위치하는 구성됩니다. 우주선 궤도의 고도와 태양 방향과 우주선 궤도면 사이의 각도가 결정됩니다. 회전의 그림자 부분의 지속 시간이 회전 시 라디에이터에 의한 열 방출에 필요한 시간과 같아지는 이 각도의 값(β*)을 결정합니다. 주어진 각도의 현재 값이 β*보다 큰 궤도 궤도가 결정됩니다. 이러한 회전에서 SB는 SB 라디에이터를 음영 처리하는 조건이 달성될 때까지 가로 및 세로 회전 축을 중심으로 회전합니다. 동시에 태양계의 작업 표면 방향이 태양을 향하는 방향의 편차를 최소화합니다. 우주선의 궤도 비행은 특정 계산된 값 이하의 고도를 갖는 거의 원형 궤도에서 수행됩니다. 본 발명의 기술적 결과는 태양계가 궤도 내 우주선의 임의 위치에 가려질 때 자연 냉각을 위한 조건을 만들어 라디에이터의 효율을 높이는 것입니다. 3 병.

본 발명은 우주기술에 관한 것으로 태양전지 회전시스템의 설계에 활용될 수 있다.

요즘에는 많은 사람들이 정원용 태양광 랜턴이나 휴대폰 충전기로 전환하고 있습니다. 모두가 알고 있듯이 이러한 충전은 낮 동안 받은 태양 에너지를 통해 이루어집니다. 그러나 조명은 하루 종일 가만히 있지 않기 때문에 태양 전지용 회전 장치를 손으로 만들면 하루 종일 배터리를 태양쪽으로 움직여 충전 효율을 약 절반까지 높일 수 있습니다.

DIY 태양광 패널 추적기는 제작하고 설치하는 데 시간을 투자할 가치가 있는 몇 가지 매우 중요한 장점을 가지고 있습니다.

  1. 첫 번째이자 가장 중요한 이점은 하루 종일 태양전지를 회전시키면 배터리 효율이 약 절반 정도 증가할 수 있다는 것입니다. 이는 발광체의 광선이 광전지에 수직으로 떨어지는 기간 동안 태양 전지 패널의 가장 효율적인 작동이 달성된다는 사실로 인해 달성됩니다.
  2. 장치의 두 번째 장점은 첫 번째 장점의 영향을 받아 생성됩니다. 배터리를 사용하면 효율성이 향상되고 에너지 소비량이 절반으로 줄어들기 때문에 영구 배터리를 추가로 설치할 필요가 없습니다. 또한 회전식 배터리 자체는 고정식 배터리보다 더 작은 광전지를 가질 수 있습니다. 이 모든 것이 많은 물질적 자원을 절약합니다.

추적기의 구성 요소

자신만의 태양광 패널 회전 장치를 만드는 데에는 공장에서 만든 제품과 동일한 구성 요소가 포함됩니다.

이러한 장치를 만드는 데 필요한 부품 목록:

  1. 베이스 또는 프레임 - 하중 지지 부품으로 구성되며 이동 가능 및 고정의 두 가지 범주로 나뉩니다. 어떤 경우에는 프레임에 수평 축이 하나만 있는 움직이는 부분이 있습니다. 그러나 축이 2개인 모델도 있습니다. 이러한 경우 수직축을 제어하는 ​​액추에이터가 필요합니다.
  2. 앞에서 설명한 액추에이터도 설계에 포함되어야 하며 회전 장치뿐만 아니라 이러한 동작을 모니터링하는 장치도 있어야 합니다.
  3. 뇌우, 강풍, 비 등 변덕스러운 날씨로부터 장치를 보호하는 부품이 필요합니다.
  4. 원격 제어 및 회전 장치에 대한 액세스 가능성.
  5. 에너지를 변화시키는 요소.

그러나 이러한 장치를 조립하는 것은 기성품을 구입하는 것보다 비용이 더 많이 들기 때문에 어떤 경우에는 하중 지지 부품, 액추에이터 및 액추에이터 제어로 단순화된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

전자 터닝 시스템

작동 원리

회전 장치의 작동 원리는 매우 간단하며 두 부분으로 구성됩니다. 그 중 하나는 기계식이고 다른 하나는 전자식입니다. 회전 장치의 기계 부분은 각각 배터리를 돌리고 기울이는 역할을 합니다. 그리고 전자부품은 기계부품이 작동하는 기울기의 시간과 각도를 조절합니다.

태양광 패널과 함께 사용되는 전기 장비는 배터리 자체로 충전되므로 전자 장치에 전력을 공급하는 데 드는 비용도 절약됩니다.

긍정적인 측면

회전 장치용 전자 장비의 장점에 대해 이야기하면 편의성에 주목할 가치가 있습니다. 편리함은 장치의 전자 부품이 배터리 회전 과정을 자동으로 제어한다는 것입니다.

이 장점은 유일한 장점이 아니라 이전에 나열된 장점 목록의 또 다른 장점일 뿐입니다. 즉, 전자 제품은 비용을 절감하고 효율성을 높이는 것 외에도 사람이 수동으로 회전할 필요가 없도록 해줍니다.

직접 만드는 방법

생성 계획이 간단하기 때문에 자신의 손으로 태양 전지 패널 용 추적기를 만드는 것은 어렵지 않습니다. 자신의 손으로 작동 가능한 추적 회로를 만들려면 두 개의 포토레지스터를 사용할 수 있어야 합니다. 이러한 구성 요소 외에도 배터리를 회전시키는 모터 장치도 구입해야 합니다.

이 장치는 H-브리지를 사용하여 연결됩니다. 이 연결 방법을 사용하면 6~15V의 전압으로 최대 500mA의 전류를 변환할 수 있습니다. 조립 다이어그램을 통해 태양광 패널용 추적기가 작동하는 방식을 이해할 수 있을 뿐만 아니라 직접 만들 수도 있습니다.

회로 작동을 구성하려면 다음 단계를 수행해야 합니다.

  1. 회로에 전원이 공급되는지 확인하십시오.
  2. DC 모터를 연결합니다.
  3. 동일한 양의 햇빛을 얻으려면 광전지를 나란히 설치해야 합니다.
  4. 두 개의 트리밍 저항기를 풀어야 합니다. 이 작업은 시계 반대 방향으로 수행해야 합니다.
  5. 회로에 전류 공급이 시작됩니다. 엔진이 켜져야 합니다.
  6. 트리머 중 하나가 멈출 때까지 조입니다. 이 위치를 표시해 보겠습니다.
  7. 엔진이 반대 방향으로 회전하기 시작할 때까지 요소를 계속해서 조이십시오. 이 위치도 표시해 보겠습니다.
  8. 결과 공간을 동일한 섹션으로 나누고 중간에 트리머를 설치합니다.
  9. 엔진이 약간 경련을 시작할 때까지 다른 트리머를 조입니다.
  10. 트리머를 조금 뒤로 돌려서 이 위치에 둡니다.
  11. 올바른 작동을 확인하려면 태양전지 부분을 덮고 회로의 반응을 관찰하면 됩니다.

시계 회전 메커니즘

시계 메커니즘의 디자인은 기본적으로 매우 간단합니다. 이러한 작동 원리를 만들려면 기계식 시계를 태양전지 모터에 연결해야 합니다.

엔진이 작동하려면 기계식 시계의 긴 바늘에 하나의 이동 접점을 설치해야 합니다. 두 번째 고정은 12시 방향에 고정되어 있습니다. 따라서 긴 바늘이 12시를 지날 때마다 접점이 닫히고 모터가 패널을 회전시킵니다.

1시간이라는 기간은 이 시간 동안 태양이 하늘을 약 15도 정도 통과한다는 사실을 토대로 선택되었습니다. 6시간 동안 또 다른 고정 연락처를 설정할 수 있습니다. 따라서 30분마다 차례가 진행됩니다.

물시계

회전 장치를 제어하는 ​​이 방법은 진취적인 캐나다 학생이 발명했으며 수평 축인 단 하나의 축만 회전시키는 역할을 담당합니다.

작동 원리도 간단하며 다음과 같습니다.

  1. 태양광 전지는 태양광선이 광전지에 수직으로 닿으면 원래 위치에 설치됩니다.
  2. 그 후, 한쪽에는 물통을 부착하고, 반대쪽에는 물통과 같은 무게의 물체를 부착한다. 용기 바닥에는 작은 구멍이 있어야 합니다.
  3. 이를 통해 물이 점차적으로 용기 밖으로 흘러나와 무게가 감소하고 패널이 균형추쪽으로 천천히 기울어집니다. 용기 구멍의 크기는 실험적으로 결정되어야 합니다.

이 방법이 가장 간단합니다. 또한 시계 메커니즘의 경우처럼 엔진 구입에 소요될 물질적 자원을 절약합니다. 또한 특별한 지식이 없어도 물시계 형태의 회전 장치를 직접 설치할 수 있습니다.

동영상

저희 영상에서 직접 손으로 태양전지용 추적기를 만드는 방법을 배우실 수 있습니다.