F03H1 / 00 - Utilizarea plasmei pentru a produce împingerea reactivă (obținerea plasmei H05H 1/00)
Proprietarii brevetului RU 2572471:
Societatea pe acțiuni "Sisteme de informație prin satelit" numită Academician M.F. Reshetnev "(RU)
Invenția se referă la inginerie energetică. Pornirea motorului plasma staționare metodă, în care o tensiune de descărcare la catod și anod al motorului nu funcționează pentru a furniza impulsuri podzhignyh și după finalizarea încălzirii catodului, deschiderea supapelor motorului și impulsuri podzhignyh alimentare. Aceasta realizează o reducere până la eliminarea completă a, curentul de anclanșare în circuitul de evacuare al motorului și, respectiv, la o conversie de putere autobuz primar și sisteme de control al propulsoarele plasmatice staționare. Invenția reduce sarcina pe elementele funcționale ale sistemului de conversie a energiei și sistemele de control și propulsoarele plasmatice staționare. 2 tab. 9il.
Invenția se referă la domeniile tehnologiei asociate cu funcționarea motoarelor cu plasmă staționară (SPD) și a sistemelor de conversie și control (SPM). Domeniul de aplicare al invenției este funcționarea SPD-urilor și SPU-urilor în vehiculele spațiale (nave spațiale).
Lansarea unui motor cu plasmă staționară (denumită în continuare motor) în structura navei spațiale este efectuată după cum urmează. Primele magistrale de alimentare ale SPU din sistemul de alimentare (SES) al navei spațiale sunt alimentate cu energie electrică. La intrarea liniei pneumatice a fiecărui motor, xenonul este livrat cu o presiune prestabilită. O secvență de comenzi de control este emisă în SDS. SPU comută sursele de alimentare la sarcina motorului, transformă tensiunea primară în tensiunea necesară pentru funcționarea componentelor motorului. Xenonul care intră în canalul de lucru al motorului este ionizat și accelerat de un câmp electric. Ca urmare, motorul generează tracțiune, care informează nava spațiale cu privire la accelerația necesară.
Metoda de pornire a motorului (secvența de comenzi) selectată de prototip este dată în documentația SA "ISS" (IDLF SK Date inițiale privind logica operației de corectare a subsistemului). Metoda este considerată ca exemplu de funcționare în comun a sistemului SPU-2EA și unitatea de corecție bazată pe motorul staționar SPD-100V cu plasmă.
Un ciclu tipic de pornire pentru metoda prototipului este prezentat în tabelul 1.
În etapa de pregătire a motorului, se iau următoarele măsuri:
- comutarea sursei de alimentare cu anod (IPA);
- conectarea circuitelor necesare ale motorului corespunzător la
- tensiunea de alimentare de la IPA la electrozii motorului;
- alimentarea curentului de încălzire la catodul motorului;
- valvele de deschidere care alimentează fluidul de lucru pe motor.
Motorul este pornit prin alimentarea impulsurilor de aprindere la electrodul de aprindere al motorului cu comanda corespunzătoare. După generarea curentului de descărcare, SPU oprește automat alimentarea curentului de încălzire cu catodul selectat al motorului selectat, deconectează impulsurile de aprindere.
Din punct de vedere fizic, motorul pornește conform metodei prototipului după cum urmează. În stadiul de pregătire, după punerea în funcțiune a comutatoarelor STS, tensiunea de descărcare se aplică catodului și anodului motorului. Curentul de încălzire a catodului și emisia de electroni sunt furnizate prin alimentarea curentului de încălzire. După deschiderea supapelor motorului, lichidul de lucru intră în canalul motorului. Impulsurile aplicate pe electrodul de aprindere declanșează o descărcare între catod și anodul motorului. Curentul de descărcare atinge valoarea nominală. Motorul pornește.
Dezavantajele metodei alese de prototip sunt:
1) Prezența unei secțiuni de ralanti a sursei de alimentare cu anod înainte de pornirea motorului, la care tensiunea de descărcare este mărită cu (15-17%) față de valoarea nominală, ceea ce crește riscul de defecțiuni electrice în această secțiune.
2) Curentul de pornire la pornire datorită ionizării cu volley a gazului în canalul motorului. Aceasta forțează proiectarea circuitelor de putere ale SPM cu o marjă de suprasarcină, generează tranzitorii în curent și tensiune pe șinele principale de putere. Această problemă va fi exacerbată de trecerea la utilizarea motoarelor mai puternice, deoarece amplitudinea și durata tranzitorilor în timpul pornirii motorului vor crește, astfel încât calitatea energiei navei spațiale se poate deteriora.
3) Prezența unei supratensiuni la magistrala de ieșire a BOT reduce stabilitatea funcționării subsistemelor de nave spațiale conectate la această magistrală în combinație cu STC. În plus, în funcție de amploarea intensității actuale, cerințele pentru proiectarea filtrului pe magistrala SES de ieșire pot crește, ceea ce va duce, la rândul său, la o creștere a masei sale.
Oscilograma tensiunii tranzitorii și curentului pe primar SDA putere autobuz la pornirea motorului, în conformitate cu stadiul tehnicii prezentat în figura 1. Figura arată că amplitudinea curentului anclanșare ajunge la un curent nominal de 33A la 16A, tensiunea „căderile“ la 0,5 V. Graficele de descărcare de curent și de tensiune a motorului, la momentul respectiv pentru măsurarea tranzienți în circuitul de descărcare de la pornirea motorului, prezentat în figura 2 și .3, respectiv. Se vede din figura 3 că tensiunea de circuit deschis a fost 325V când tensiunea nominală de 300 V.
Din graficul din figura 2, se poate observa că curentul de descărcare la primul moment după pornire ajunge la 4,9 A (la un curent nominal de 4,5 A).
Pentru referință, este prezentat încă un exemplu, ilustrând pornirea motorului utilizând metoda prototipului. Oscilograma procesului tranzitoriu de tensiune și curent pe magistrala de alimentare primară a STC atunci când motorul este pornit prin metoda prototipului este prezentat în fig. 4. Graficele curentului și tensiunii de descărcare a motorului înregistrate la momentul măsurării tranzitorilor din circuitul de descărcare în momentul pornirii motorului sunt prezentate în Fig. 5 și Fig. 6.
Obiectul prezentei invenții este de a reduce sarcina asupra elementelor funcționale ale BOT și SDS.
Acest obiectiv este atins prin faptul că alimentarea tensiunii de descărcare la catod și anod al motorului nu funcționează pentru a furniza impulsuri podzhignyh și după finalizarea încălzirii catodului, deschiderea supapelor motorului și impulsuri podzhignyh alimentare.
Metoda propusă de pornire soft este de a schimba secvența de comenzi în ciclul de pornire a motorului. Esența invenției este explicată în Tabelul 2.
Începerea motorului, spre deosebire de metoda prototipului, nu se face prin comanda "aprindere", ci prin comandă de alimentare cu tensiune din sursa de alimentare anodă a motorului. Pentru a face acest lucru, comanda "Activarea sursei de alimentare cu anod" este transferată în ciclul de la pregătirea motorului la faza de pornire până la faza de pornire a motorului. Adică, tensiunea de descărcare este furnizată după ce motorul este pregătit pentru pornire - catodul motorului este încălzit, ventilele motorului sunt deschise, impulsurile de aprindere sunt aplicate. Sunt prevăzute condiții pentru pornirea motorului. Descărcarea dintre catod și anod în acest caz este inițiată direct de alimentarea cu tensiune de lucru. Operațiile ulterioare privind operarea și oprirea motorului sunt efectuate în conformitate cu metoda prototipului. De când se pornește sursa de alimentare anodică, creșterea tensiunii de ieșire nu are loc instantaneu, dar durează ceva timp, condițiile de pornire a motorului au fost deja create, curentul de descărcare apare și începe să crească chiar și la o tensiune de aproximativ 150V. Ca urmare, tensiunea de descărcare nu ajunge la ralanti, deoarece sursa de alimentare anodică primește imediat o sarcină. Valoarea de pornire a tensiunii (la care apare curentul de descărcare) este de fapt aproximativ jumătate din valoarea nominală. Curentul conform legii lui Ohm este de asemenea mai mic decât cel nominal. Procesul suplimentar de creștere a tensiunii de descărcare și a curentului are loc fără probleme, nu există o creștere a curentului de pornire.
Rezultatul tehnic se realizează prin schimbarea naturii procesului tranzitoriu la pornirea motorului, și anume: reducerea (până la eliminarea completă) a curentului curent în circuitul de descărcare a motorului și, respectiv, pe magistrala de alimentare primară a SPU.
SA „SIS“ are date experimentale obținute în timpul încercărilor de incendiu și tip de motor SDA SPD-100 V. Datele obținute confirmă pe deplin eficiența metodei propuse de pornire a motorului într-o porțiune de netezire tranzienți, și anume reducerea anclanșare amplitudinea și crește durata.
Oscilograma procesului tranzitoriu pe magistrala de alimentare primară a STC atunci când motorul este pornit conform metodei propuse este prezentat în fig. Graficele curentului de descărcare și tensiunii înregistrate la momentul măsurării tranzitorilor în circuitul de descărcare în momentul pornirii motorului conform metodei propuse sunt prezentate în fig.8 și respectiv în fig.9.
7 prezintă oscilograma de tensiune declanșa fenomene tranzitorii (graficul superior) și curentul de pornire în puterea de autobuz SDA primar în timpul pornirii motorului. Din undă rezultă că pornire curentului de pornire (în exces față de valoarea stabilită) nu este mai mare 2A, la starea de echilibru la valoarea de timp inițial este de aproximativ 7.5A, care este de aproximativ de două ori mai mică decât valoarea nominală (aproximativ 15A). În forma de undă de tensiune arată că, după ce motorul pornește caracteristica de unda în perioada inițială a motorului de pornire și, atunci când acest lucru căderi de tensiune la pornirea motorului este dificil de determinat.
Din graficul din fig.8, se observă că curentul de descărcare după pornirea motorului este stabil. În graficul tensiunii de descărcare din fig.9, spre deosebire de graficul din fig.3, nu există ralanti.
Secvența acțiunilor propuse de metoda revendicată permite pornirea în modul cel mai optim în ceea ce privește netezirea tranzitorii în circuitul de descărcare a motorului și pe magistrala de alimentare primară a SPU.
Metoda revendicată, în comparație cu prototipul, oferă cele mai favorabile condiții de funcționare pentru elementele funcționale ale BOT, SPU și motoarelor, ceea ce duce, în cele din urmă, la o creștere a caracteristicilor de performanță a navei spațiale în ansamblu.
Invenția revendicată poate fi utilizată în tehnologia spațială în funcționarea motoarelor STC și a plasmei din navele spațiale.
Pornirea motorului plasma staționare metoda, care cuprinde efectuarea prelansare motorului trepte, caracterizat prin aceea că tensiunea de descărcare alimentare la catod și anod al motorului nu funcționează pentru a furniza impulsuri podzhignyh și după finalizarea încălzirii catodului, deschiderea supapelor motorului și impulsuri podzhignyh alimentare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: