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航天器大功率并网控制技术研究

2019-01-21,,,,,*

中国空间科学技术 2018年6期

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1. 北京卫星制造厂有限公司,北京 100080 2. 北京市空间电源变换与控制工程研究中心,北京 100080

航天器之间并网供电控制技术是中国空间站建设需突破的关键技术。国际空间站在节点舱配置了恒压变换器RACU(Russian-to-American Converter Unit)和ARCU(American-to-Russian Converter Unit),用于美国轨道舱与俄罗斯功能舱之间并网供电,供电模式为功率不可调节的恒压模式,功率不超过1 kW[1-2]。在中国载人航天工程第二阶段,利用天宫一号目标飞行器和神舟八号载人飞船开展了500W功率不可调节的并网供电试验,初步验证了并网供电控制技术的合理性[3-4]。目前我国载人航天工程处于空间站建设第三阶段。空间站由核心舱与两个实验舱在轨交会对接组成,与来访货运飞船和载人飞船交会对接形成更为复杂的组合体。与第二阶段相比,空间站的复杂度和功率量级显著提高,功率由2 kW提高到10 kW。在阳照期间,空间站组合体之间存在的阳光遮挡效应会导致部分舱段和飞船供电能力不足。为了解决这一问题并充分发挥空间站能源系统整体效率,在借鉴国际空间站和我国载人航天第二阶段成功经验的基础上,提出了配置能源管理计算机和大功率并网控制器(PSC)的并网控制技术方案,以满足并网功率不低于4 kW、具备恒压和恒流两种工作模式以及通过1 553B总线进行功率调节的并网供电需求。能源管理计算机实时监测各舱段发电能力并分析负载功率需求,根据分析结果确定并网控制器输出功率。可见空间站无论从并网功率量级,还是从供电模式和调节控制等方面,均对并网供电控制提出了更高要求。……

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