Диссертация (Система генерирования электроэнергии с увеличенным сроком активного существования для малого космического аппарата), страница 8

2.1.Рис. 2.1 Схема включения АБНа рис. 2.1 показаны:ДОКА – служебная аппаратура дистанционного обслуживания космическогоаппарата;ЗУ – зарядное устройство;АБ – аккумуляторная батарея;А – амперметр;V – вольтметр.522.2 Особенности разработанной методики термовакуумных испытанийБХА при нормальных климатических условиях устанавливается в вакуумкамеру (ВК) на силовую сотовую панель (ССП), оснащенную датчикамитемпературы на экране и стендовыми теплообменниками, обеспечивающимизаданные температуры и отводящими выделяемую опытным образцом БХА 19НМГ-20 тепловую энергию.

БХА стыкуется с электроизмерительными цепями.ОпытныйобразецБХА19НМГ-20оснащендвумяэлементамичувствительного типа ТЭМ 006-04, которые установлены на стенках 7-го и 14го аккумуляторов и одним термометром типа ТМ 006-04, установленным наосновании батареи.После проверки функционирования БХА со стендовыми системами, ВКзакрывается и в ней создается рабочее давление 10-6 мм рт. ст.В стендовый теплообменник подается рабочая жидкость с цельюобеспечения температуры ССП, соответствующей первому режиму испытаний.Режимы испытаний реализуются в порядке их следования согласно методикеиспытаний (таблица 2.1).При достижения установившегося режима, при котором температуры ССПи БХА не изменяются более чем на ± 1С в течении 3 ч, на БХА подаетсяэлектропитание и начинается первый режим испытаний.В установленных режимах испытаний проверяются условия работы БХА вштатной циклограмме нагрузок на борту КА.Заряд БХА 3-8 А (0,15-0,4 Qн) – имитация подзаряда БХА от СБ.Разряд БХА 1 ст.

9 А (0,45 Qн) – имитация отдачи БХА энергии дляподдержания КА в активном существовании, 2 ст. 36 А (1,8 Qн) – имитацияцелевых работ на КА, 3 ст. 9 А (0,45 Qн) – снятие контрольной емкости 17 Ач.53Для исключения саморазряда БХА, допускается перерыв между циклами неболее 172 часов.Порядок проведения испытаний на режимах 1.1, 2, 2.1, 3, 4, 5 аналогиченпорядку проведения режима 1 (таблица 2.1).При испытаниях проводится автоматически запись и обработка всехизмеряемых параметров (токи, напряжение, температура термодатчика ичувствительных элементов) с выдачей таблиц и графиков измеряемых величин.Опытный образец БХА 19 НМГ-20 считается выдержавшим испытанияесли разрядная емкость батареи при испытаниях на режимах 1 и 2 составиласоответственно 17 Ач и 18 Ач, и разность температур между основаниембатареи и стенками аккумуляторов не превысила (8±0,5) ºС.По результатам испытаний выпускается протокол по обеспечивающимтемпературам ССП и давлению ВК.Таблица 2.1- Методика испытаний№Наименованиережи-режимаУсловия проведения режимама1РежимминимальныхНапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература (0±2) ºС.температурЗаряд БХА производится постоянным током 8 А (0,4 Qн) досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.Разряд БХА производится током: 1ст.-9 А (0,45 Qн) втечении 1 ч.; 2ст.

– 36 А (1,8 Qн)в течении 3 мин.; 3 ст.-9 Адо снятия контрольной емкости 17 Ач, но до общегонапряжения не ниже 18.0 В или срабатывания ДД.В ходе испытаний проводится 2 зарядно-разрядных цикла.54Допускается перерыв между циклами не более 172 часов.1.1РежимминимальныхНапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература (0±2) ºС.температурПервый заряд БХА производится постоянным током 8А (0,4Qн) до напряжения 27,5 В или срабатывания ДД. В случаене срабатывания ДД при достижении напряжения 27,5 Взарядбатареипродолжаетсяпадающимтокомдосрабатывания ДД, но в течении не более 24 часов.

Напоследующих зарядах током 8 А (0,4 Qн) БХА заряжаетсяпо счетчику ампер часов (САЧ) с изменением операторомкоэффициента САЧ через каждые 2 цикла на ближайшееменьшее значение. В ходе каждого разряда током 9 А сбатареи снимается емкость 8 Ач. В процессе испытанийпроводятся 5 зарядно-разрядных циклов.

Допускаетсяперерыв между циклами не более 172 часов.2РежиммаксимальныхНапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература +(25±2) ºС.температурЗаряд БХА производится постоянным током 8 А (0,4 Qн) досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.Разряд БХА производится током: 1ст.-9 А (0,45 Qн) втечении 1 ч.; 2ст. – 36 А (1,8 Qн) в течении 3 мин.; 3 ст.-9 А(0,45 Qн) до снятия контрольной емкости 18 Ач, но дообщего напряжения не ниже 18.0 В или срабатывания ДД.В ходе испытаний проводится 2 зарядно-разрядных цикла.Допускается перерыв между циклами не более 172 часов.552.1РежиммаксимальныхНапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература +(25±2) ºС.температурЗаряд БХА производится постоянным током 8 А (0,4 Qн) досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.Разряд БХА производится током: 1ст.-9 А (0,45 Qн) втечении 1 ч.; 2ст.

– 36 А (1,8 Qн) в течении 3 мин.; 3 ст.-9 А(0,45 Qн) до снятия емкости 15 Ач, но до общегонапряжения не ниже 18.0 В или срабатывания ДД.В процессе испытаний проводятся 5 зарядно-разрядныхциклов. Допускается перерыв между циклами не более 172часов.3Режим нештатных НаминимальныхпосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература -(5±2) ºС.температурЗаряд БХА производится постоянным током 8 А досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.Разряд БХА производится током: 1ст.-9 А (0,45 Qн) втечении 1 ч.; 2ст.

– 36 А (1,8 Qн) в течении 3 мин.; 3 ст.-9 А(0,45 Qн) до снятия контрольной емкости 17 Ач, но дообщего напряжения не ниже 18.0 В или срабатывания ДД.Входеиспытанийпроводится1циклиспытаний.Допускается перерыв между циклами не более 172 часов.564Режим нештатных НапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсямаксимальныхтем температура +(35±2) ºС.температурЗаряд БХА производится постоянным током 8 А (0,4 Qн) досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.Разряд БХА производится током: 1ст.-9 А (0,45 Qн) втечении 1 ч.; 2ст. – 36 А (1,8 Qн) в течении 3 мин.; 3 ст.-9 А(0,45 Qн) до снятия контрольной емкости 18 Ач, но дообщего напряжения не ниже 18.0 В или срабатывания ДД.Входеиспытанийпроводится2циклаиспытаний.Допускается перерыв между циклами не более 172 часов.5Режимприближенный кНапосадочныхповерхностяхССПподдерживаетсятемпература +(25±2) ºС.штатнойциклограммеэнергопотребления малогокосмическогоаппаратаРазряд БХА производится током: 1ст.-3 А (0,15 Qн)втечении 2 мин.; 2ст.-36 А(1,8 Qн) в течении 3 мин.; Разрядпрекращают через 5 мин.Заряд БХА производится током 3 А (0,15 Qн)в течении 1 ч.30 мин.Разряд БХА производится током: 1ст.-3 А (0,15 Qн)втечении 3 мин.; 2ст.-36 А (1,8 Qн)в течении 1 мин.; Разрядпрекращают через 3 мин.ЗарядБХАпроизводитсятоком3А(0,15Qн)досрабатывания датчика давления (ДД), но до напряжения неболее 28,5 В.В ходе испытаний проводится 2 цикла испытаний приусредненнойштатнойциклограммеэнергопотребленияизделия на световой орбите.

Допускается перерыв междуциклами не более 172 часов.572.3 Результаты термовакуумных испытаний опытного образца никельметаллогидридного аккумулятораВ период с 02.06.12 г. по 09.07.12 были проведены термовакуумныеиспытания опытного образца АБ 19 НМГ-20. Испытания проводились поразработанной автором методике на АО «ВПК «НПО машиностроения» втермовакуумной установке ВК-8, при участии представителей разработчикабатареи ОАО «НИАИ Источник» с использованием комплекса испытательногооборудования разработки ОАО «АВЭКС».Для совершенствования алгоритма работы АРК, в соответствии срежимами испытания (таблица 2.1), необходимо уточнить:- режимы заряда НМГ АБ до срабатывания ДД или достиженияUаб =28,5В (при минимальных (0±2) ºС, максимальных +(25±2) ºС,нештатных минимальных температурах -(5±2) ºС, нештатных максимальныхтемпературах +(35±2) ºС;- режимы разряда до срабатывания ДД или достижения Uаб =18 В (приминимальных (0±2) ºС, максимальных +(25±2) ºС, нештатных минимальныхтемпературах -(5±2) ºС ÷ нештатных максимальных температурах +(35±2) ºС;- режимы приближенные к штатной циклограмме энергопотребленияизделия.Результаты испытаний представлены на рисунках (2.2-2.14) и в таблицах(2.2-2.14).

Большая часть результатов приведена в приложении Б. Общее времятестирования работоспособности опытного образца АБ 19 НМГ-20 составило 7суток .Результаты испытаний режима минимальных температур (0±2) ºС (режим1) представлен на рисунках (2.2-2.5) и в таблицах (2.2-2.5).Заряд опытного образца АБ режим 1, цикл 1 представлен на рис.

2.2.58Рис. 2.2 Заряд опытного образца АБ режим 1, цикл 1Заряд прекращен по напряжению на батарее 28,5 В через 2 ч. 36 мин.Температура опытного образца НМГ АБ во время заряда режима 1,цикла1 представлена в таблице 2.2.Таблица 2.2 - Температура опытного образца НМГ АБ во время заряда режима1,цикла 1№ Температура, °С1234567Акк. 1Акк.2Основания01,82,73,33,64,04,101,62,42,93,23,53,60-0,3-0,4-0,2-0,5-0,3-0,3Токзаряда,А8888888Разряд опытного образца АБ режим 1, цикл 1 представлен на рис.

2.3.59Рис. 2.3 Разряд опытного образца АБ режим 1, цикл 1Разряд прекращен по снятию емкости 17,15 Ач через 1 ч. 46 мин.Температура опытного образца НМГ АБ во время разряда режима 1,цикла1 представлена в таблице 2.3.Таблица 2.3 - Температура опытного образца НМГ АБ во время разряда режима1,цикла 1№Температура, °СТок разряда, ААкк. 1Акк.2Основания14,13,5-0,2923,02,6-0,2932,52,0-0,5942,21,8-0,6952,21,8-0,63664,03,4-0,6366074,13,6-0,5983,63,0-0,6993,12,6-0,79103,12,6-0,79Заключение по режиму минимальных температур (0±2)ºС (режим 1):- АБ не теряет работоспособности при равных токах заряда-разряда 8-9 А(0,4-0,45 Qн) и выполняет функции стабилизатора напряжения в пределах27÷28 В;- При низком давлении в вакуумной камере 1,8*10-6 мм рт.

ст. АБ показалаработоспособность при минимальных (0±2) ºС, температурах.Результаты испытаний режима минимальных температур (0±2) ºС зарядБХА по САЧ (режим 1.1) представлен на рисунках (2.4-2.5) и в таблицах (2.42.5).Заряд опытного образца АБ режим 1.1, цикл 1 представлен на рис. 2.4.Рис. 2.4 Заряд опытного образца АБ режим 1.1, цикл 161Заряд прекратился по достижению напряжению на батарее 27,5 В через 1ч. 22 мин. Затем продолжался заряд батареи падающим током до срабатываниядатчиков давления. Заряд прекратился через 1ч. 31 мин.Температура опытного образца НМГ АБ во время заряда режима 1.1,цикла 1 представлена в таблице 2.4.Таблица 2.4 - Температура опытного образца НМГ АБ во время заряда режима1.1, цикла 1№ Температура, °С1234567891011121314Акк.