Разработка и проектирование экспериментальных образцов подсистем ЭНИК

Цель исследования - развитие теории построения энергосберегающих имитационно-натурных комплексов для изучения мощных бортовых энергетических установок и систем аккумулирования энергии космических аппаратов. Проблема, решаемая проектом: совершенствование мощных бортовых энергетических установок и систем аккумулирования энергии космических аппаратов (КА) путём экспериментальных исследований и отработки оптимальных режимов эксплуатации на имитационно-натурных комплексах при обеспечении требуемой статической и динамической точности имитации основных подсистем энергосистем КА и уменьшении энергозатрат путём разработки имитаторов подсистем с высоким коэффициентом использования электроэнергии (ГОСТ Р51387-99) и рекуперации энергии потребителя в сеть постоянного тока системы электроснабжения комплекса. Для решения проблемы используются следующие новые подходы: комбинация импульсных и непрерывных методов управления имитаторами энергоустановок и подсистем (это позволяет повысить коэффициент использования электроэнергии и обеспечить требуемые динамические свойства имитаторов); рекуперация энергии нагрузочных устройств в сеть постоянного тока системы электроснабжения комплекса (это позволяет повысить коэффициент использования электроэнергии, существенно уменьшить энергопотребление из сети переменного тока и увеличить время работы НИК от аккумуляторных батарей источника бесперебойного питания при отключении сети переменного тока). Представлена эскизная конструкторская документация для изготовления макетов основных подсистем ЭИНК: для изготовления макета энергосберегающего имитатора солнечной батареи; для изготовления макета энергосберегающего имитатора аккумуляторной батареи; для изготовления макета нагрузочного устройства комбинированного типа с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания постоянного тока; для изготовления макета быстродействующего устройства защиты; для изготовления макета программно-аппаратного комплекса. Представлена эскизная конструкторская документация для изготовления экспериментальных образцов основных подсистем ЭИНК. Представлены макеты основных подсистем ЭИНК: энергосберегающего имитатора солнечной батареи; энергосберегающего имитатора аккумуляторной батареи; нагрузочного устройства комбинированного типа с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания постоянного тока; быстродействующего устройства защиты; программно-аппаратного комплекса. Разработаны программы и методики испытаний макетов основных подсистем ЭИНК: испытаний макета энергосберегающего имитатора солнечной батареи; испытаний макета энергосберегающего имитатора аккумуляторной батареи; испытаний макета нагрузочного устройства комбинированного типа с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания постоянного тока; испытаний макета быстродействующего устройства защиты; испытаний макета программно-аппаратного комплекса. Представлены результаты экспериментальных исследований макетов основных подсистем ЭИНК: экспериментальных исследований макетов энергосберегающего имитатора солнечной батареи; экспериментальных исследований макетов энергосберегающего имитатора аккумуляторной батареи; экспериментальных исследований макетов нагрузочного устройства комбинированного типа с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания постоянного тока; экспериментальных исследований макетов быстродействующего устройства защиты. Представлены: результаты экспериментальных исследований макетов программно-аппаратного комплекса; результаты корректировки математических и имитационных моделей основных подсистем ЭИНК и ЭИНК модульного типа. Получен экспериментальный образец источника электропитания. Подготовлены программа и методики приемо-сдаточных испытаний источника электропитания. Получены результаты проведения приемо-сдаточных испытаний ИЭП. Создано программное обеспечение программно-аппаратного комплекса. Разработано технологическое и контрольно-измерительное оборудование для изготовления и проведения исследовательских испытаний макетов и экспериментальных образцов подсистем ЭИНК и экспериментального образца ЭИНК модульного типа. Разработаны программы и методики экспериментальных исследований статических и динамических характеристик литий-ионных аккумуляторных батарей с целью уточнения исходных данных для разработки экспериментального образца имитатора аккумуляторных батарей. Представлены результаты экспериментальных исследований статических и динамических характеристик литий-ионных аккумуляторных батарей с целью уточнения исходных данных для разработки экспериментального образца имитатора аккумуляторных батарей. Комплекс выполняет следующие функции: имитирует электрические и динамические характеристики (емкость) солнечной батареи; имитирует электрические, динамические и функциональные характеристики аккумуляторной батареи; имитирует электрические, динамические и функциональные характеристики реальной нагрузки; обеспечивает полный комплекс электрических испытаний мощных бортовых энергетических установок и систем аккумулирования энергии космических аппаратов; осуществляет защиту бортовой аппаратуры по току и напряжению. Полезная мощность модуля ЭИНК - до 8 кВт.