Золотой Меркурий Новосибирская марка

Новосибирские учёные разработали управление электроснабжением спутников

Аспирант кафедры электроники и электротехники Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Никита Севостьянов разработал алгоритм управления распределенными системами электроснабжения для спутников.

Как рассказал Севостьянов, в централизованной системе есть только один крупный источник электроэнергии. И надёжность всей системы электроснабжения определяется им. Если он выйдет из строя, то и система тоже.

— В современных космических аппаратах традиционно применяются централизованные системы электроснабжения постоянного тока. В числе недостатков таких систем — низкая надёжность и безотказность — одни из наиболее важных показателей для космических аппаратов, — пояснил Никита Севостьянов. — Распределённые системы лишены этого недостатка, однако обладают другим — низким качеством электроэнергии. Наш алгоритм позволяет улучшить качество электроэнергии в распределённых системах постоянного тока, давая возможность их применения в спутниках.

В распределённой системе есть множество независимых источников электроэнергии. И даже если один из них выйдет из строя, то остальные продолжат работать. Например, в большинстве современных спутников используют две солнечные панели. Однако до сих пор применяют централизованную систему электроснабжения, при которой работают с солнечными панелями как будто это одна панель, хотя их две, а иногда и больше. Соответственно, если такая система выйдет из строя по какой-либо причине, то спутник полностью лишится электроэнергии. Чтобы избежать этого, можно для каждой солнечной панели сделать отдельную систему электроснабжения, соединив их в одну распределённую сеть. Тогда если выйдет из строя одна система или солнечная панель, то останется другая, которая сможет продолжить поставлять электроэнергию.

— Под качеством электроэнергии понимается величина пульсаций напряжения на общей шине электроснабжения, — поясняют в НЭТИ. — Распределённые системы сложнее в управлении, чем централизованные, поскольку нет единого центра, который бы управлял всей системой. Соответственно, и поддерживать высокое качество электроэнергии в них сложнее. Поэтому научные сотрудники НГТУ НЭТИ занимаются созданием новых алгоритмов управления для повышения качества электроэнергии в распределённых системах.

Низкое качество напряжения снижает надёжность системы и приводит к снижению ресурса деталей, которые невозможно заменить, когда спутник на орбите. Поэтому космические электросистемы, в отличие от «земных», должны обладать десятикратным запасом надежности, а для этого как раз и нужны децентрализация и высокое качество электроэнергии.

— Алгоритм использует так называемые резонансные регуляторы с высокими коэффициентами усиления на определённых частотах, которые называются резонансными частотами. За счёт высокого коэффициента усиления мы можем существенно снизить пульсации напряжения на резонансных частотах, тем самым повысив качество электроэнергии, — рассказал Никита Севостьянов.

По словам автора разработки, алгоритм может найти применение не только в космической отрасли, но также в городских сетях постоянного тока, зарядных станциях электромобилей, сетях городского электротранспорта, автономных системах электроснабжения умных домов.

— Кроме повышения надёжности и безотказности, разработка позволит существенно снизить массу и размеры спутников за счёт более гибкого размещения элементов электросистемы. Также снизятся производственные издержки благодаря возможности серийного производства элементов распределённых систем электроснабжения, — отмечает Севостьянов.

В октябре 2021 года НГТУ НЭТИ стал участником грантовой программы «Приоритет-2030» с тремя стратегическими направлениями. В их числе и проект «Силовая электроника и интеллектуальная энергетика», направленный на создание систем электроснабжения для космических аппаратов нового поколения.

Поделиться:

Добавьте нас в источники на Яндекс.Новостях

Если вы хотите, чтобы ЧС-ИНФО написал о вашей проблеме, сообщайте нам на SLOVO@SIBSLOVO.RU или через мессенджеры +7 913 464 7039 (Вотсапп и Телеграмм) и социальные сети: Вконтакте, Фэйсбук и Одноклассники

Новости партнеров:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *