来源:中国载人航天微信公号 发布时间:2022/12/2 14:40:46
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面对这个“庞然大物”,空间站3位管家使出“看家本领”

 

2022年11月30日,神舟十五号载人飞船顺利与“T”字构型空间站组合体交会对接。此时,空间站组合体首次形成了三舱三船的构型。如此大型的组合体,要实现正常在轨运行,舱段的供电管理十分重要。

空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱这三个超大型航天器组成,供电方式复杂,用电需求大,采用了单舱独立供电和组合体并网供电两种模式。

当航天器太阳能帆板受空间位置、轨道姿态等的影响出现遮挡,不足以满足自身负载功率需求时,就需要组合体间相互并网来解决大型组合体中不同舱段的能源调配问题。

为此,空间站供配电单机的研制单位开展了并网控制器的研制和攻关工作,实现空间站三舱之间、空间站与神舟载人飞船以及天舟货运飞船等来访飞行器之间的能源系统并网控制,是空间站组合体大能源系统的“供电管家”。

在空间站建造任务中,研制人员共为空间站能源系统提供3类6台并网供电设备,分别为并网控制器I、并网控制器II和并网控制器III,“三兄弟”皆“居住”在空间站核心舱内。

其中,“老大”(并网控制器I)负责空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱之间的并网供电控制,“老二”(并网控制器II)负责空间站与货运飞船之间双向并网供电控制,“老三”(并网控制器III)负责空间站与载人船之间并网供电。“三兄弟”分工明确、责任清楚,把空间站三舱、货运飞船以及载人飞船的能源系统通过并网形成一个大型的能源系统,实现组合体间的能源智能调配和故障重构。

相较于其他星载电源产品,“三兄弟”具有功率最大、功能最复杂、工作模式最多、控制方式智能化、可靠性要求高等特点,是研制人员在五十多年宇航电源研制基础上打造的核心电源产品。

为了保障空间站能源系统的可靠工作,研制团队开展了大量调研、理论分析和试验验证等工作,在原理样机、试验件、电性件、鉴定件以及正样件的研制过程中突破多项关键技术。

为避免并网接入、退出瞬间产生的电流冲击和电压尖峰对能源系统的影响,保证空间站组合体电源系统的稳定性和安全性,并网控制器采用“并网柔性接入退出、远程电压控制”等技术,按照对接舱体实际供电电压,智能调节并网控制器输出电压,使各单舱能源系统与组合体能源系统之间实现“柔性”并网,从而保证各能源系统可靠并网。

此外,并网控制器还采用“高压大功率DC/DC变换”、“双向双模式并网控制”、“短路检测和过载保护”等多项关键技术,可保证“三兄弟”当好空间站三舱能源系统的“并网管家”,同时还要承担来访飞行器“兼职并网管家”的重任,实现货运飞船、载人飞船在轨并网,为我国空间站能源系统保驾护航。

面对我国载人航天工程后续任务,航天工作者们将加快脚步,加大预先研究和关键技术攻关的力度,为完成后续航天器产品研制工作继续贡献力量!

来源/中国空间技术研究院

 
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