Исследование топологий нагрузочных устройств с двойным регулированием для испытаний систем электропитания космических аппаратов
Автор: Федченко А.С., Мизрах Е.А., Лобанов Д.К.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.18, 2017 года.
Бесплатный доступ
Исследованы возможные топологии нагрузочных устройств, имеющих в своём составе непрерывный регу- лирующий элемент и импульсный преобразователь. При разработке и испытаниях систем электропитания космических аппаратов возникает потребность в устройствах, имитирующих различные электрические характеристики полезной нагрузки. Эта задача решается с использованием специализированных нагрузочных устройств, которые позволяют обеспечивать требуемую точность воспроизведения статических и динами- ческих характеристик имитируемой нагрузки. Кроме того, существует возможность посредством нагрузоч- ных устройств производить рекуперацию избыточной электроэнергии в питающую сеть переменного или постоянного тока, что, в свою очередь, позволяет повысить качество испытаний систем электропитания. Разработка устройства, позволяющего одновременно обеспечивать и заданную точность воспроизведения электрических характеристик полезной нагрузки, и рекуперацию избыточной электроэнергии, сопряжена с рядом технических сложностей, которые могут быть решены путём использования нагрузочного устройст- ва, которое имеет в своём составе два управляемых стабилизатора: быстродействующий непрерывный регу- лятор и импульсный преобразователь, ограничивающий рассеиваемую мощность непрерывного регулятора и позволяющий обеспечить рекуперацию в питающую сеть. Рассмотрены различные свойства топологий нагрузочных устройств с двойным регулированием, выделены наиболее перспективные топологии для использования в качестве нагрузочных устройств для испытания систем электропитания космических аппаратов. Разработано математическое описание нагрузочного уст- ройства, используемого в составе испытательного комплекса, проведён анализ адмиттансно-частотных характеристик и качества подавления пульсаций для различных топологий. Рассмотрены аспекты работы нагрузочных устройств, связанные с режимом наведения помех по входному току, определены параметры, определяющие полосу наводимых частот различных топологий при равных условиях, определены условия воз- можности наведения помех заданной величины в четырёх топологиях.
Нагрузочное устройство, проведение испытаний, системы управления, электронное оборудование, системы электропитания
Короткий адрес: https://sciup.org/148177742
IDR: 148177742
Список литературы Исследование топологий нагрузочных устройств с двойным регулированием для испытаний систем электропитания космических аппаратов
- A high-flexibility DC load for fuel cell and solar arrays power sources based on DC-DC converters/E. Duran //Applied Energy Journal. 2011. Vol. 88. P. 1690-1702 DOI: 10.1016/j.apenergy.2010.11.002
- Locment F., Sechilariu M., Houssamo I. DC Load and Batteries Control Limitations for Photovoltaic Systems. Experimental Validation//IEEE Trans. on Power Electronics. 2012. Vol. 27(9). P. 4030-4038 DOI: 10.1109/TPEL.2012.2189134
- Ceylan M., Balikci A. Design and Implementation of an Electronic Constant Current DC Load for Battery Discharge and Power Supply Test Systems//16th Intern. Power Electronics and Motion Control Conf. and Exposition. 2014. P. 924-927 DOI: 10.1109/EPEPEMC.2014.6980625
- Locment F., Sechilariu M., Houssamo I. A Sliding-Mode Duty-Ratio Controller for DC/DC Buck Converters With Constant Power Loads//IEEE Trans. on Power Electronics. 2012. Vol. 27(9). P. 4030-4038 DOI: 10.1109/TPEL.2012.2189134
- Kakigano H., Miura Y., Ise T. Low-Voltage Bipolar-Type DC Microgrid for Super High Quality Distribution//IEEE Trans. on Power Electronics. 2010. Vol. 25(12). P. 3066-3075 DOI: 10.1109/TPEL.2010.2077682
- Design and Implementation of Power Electronic Load Used to Test Tidal Current Energy Generator Sets/S. Wang //IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE). 2014. P. 354-358 DOI: 10.1109/FUZZ-IEEE.2014.6891752
- Adjustable 20 kW full-SiC electronic load with energy recovery for medium-frequency inverter/F. Denk //PCIM Europe 2016; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. 2016. P. 1721-1727.
- Bouaicha A., Allagui H., Mami A. Study of an electronic load for measuring the internal impedance of a PEM fuel cell//Systems, Signals & Devices (SSD): 10th Intern. Multi-Conference on. 2013. P. 1-5.
- Design and Analysis of a Digital Controller for Boost Converter with Renewable Energy Sources for Domestic DC Load/O. Ibrahim //Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 785. P. 141-145 DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.785.141
- Constant Current Control of DC Electronic Load based on Boost Topology/G. Hu //Electronika ir Elektrotechnika. 2014. Vol. 20(2). P. 36-39 DOI: 10.5755/j01.eee.20.2.6381
- Ying C. Design of 300A constant current electronic load//Selected Papers of the Photoelectronic Technology Committee Conferences. 2015. P. 1-7 DOI: 10.1117/12.2228515
- Research on Power Electronic Load: Topology, Modeling, and Control/X. She //Applied Power Electronics Conference and Exposition. APEC -2009: Twenty-Fourth Annual IEEE. 2009. P. 1661-1666 DOI: 10.1109/APEC.2009.4802891
- Tsang K. M., Chan W. L. Fast Acting Regenerative DC Electronic Load Based on a SEPIC Converter//IEEE Trans. on Power Electronics. 2012. Vol. 27(1). P. 269-275 DOI: 10.1109/TPEL.2011.2158446
- Upadhyay S., Mishra S., Joshi A. A Wide Bandwidth Electronic Load//IEEE Trans. on Industrial Electronics. 2012. Vol. 59(2). P. 733-739 DOI: 10.1109/TIE.2011.2148680
- Fedchenko A. S., Lobanov D. K., Mizrah E. A. Design Principles and Classification of the Adjustable Electronic Loads of Electrical Power Systems of Space-crafts//International Journal of Applied Engineering Research (IJAER). 2015. Vol. 10(20). P. 41004-41010.
- Лобанов Д. К., Федченко А. С., Мизрах Е. А. Моделирование нагрузочного устройства рекупера-ционного типа//Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2012. Вып. 8. С. 172-173.
- Мизрах Е. А., Лобанов Д. К. Динамический синтез нагрузочных устройств с рекуперацией электроэнергии в сеть электропитания испытательного комплекса энергосистем космического аппарата//Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 4(12). С. 142-148.
- Мелешин В. И., Овчинников Д. А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. М.: Техносфера, 2011. 576 с.
- Мизрах Е. А. Частотный метод динамического синтеза имитаторов первичных источников электро-энергии космических аппаратов//Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 4(12). С. 56-59.
