航天器百千瓦级分布式可重构电源系统设计

随着大功率通信卫星、高分辨率SAR卫星、大功率电推进航天器、核动力航天器、大型在轨服务站等对超大功率能源系统需求不断增强,100 kW超大功率电源系统成为未来大功率航天器电源系统的发展趋势。文章结合航天器电源系统研究基础,对100 kW电源系统的高压、大功率、分布式的任务特点进行分析,设计一种分布式可重构电源系统,提出了系统拓扑架构和相应的控制策略,并对高压大功率变换控制技术、多通道能源管理技术、高压大功率元器件技术和系统可靠性、安全性技术进行研究。对文章提出的电源系统进行软件建模和仿真,结果表明:100 kW电源系统拓扑架构和管理控制策略合理可行,系统稳定性较好,鲁棒性强,可为后续大功率航天器电源系统研究和设计提供参考。     

冬奥舞台大功率变频电机电磁干扰分析与抑制

冬奥会地面舞台系统和冰立方的所有动作都是由电机驱动完成的,电机数量32个,最大功率315kW,最小功率7.5kW.电机是感性负载,这么多电机工作时会产生大量的谐波干扰.     

P波段宽带固态发射机的设计与实现

文章重点讨论了宽带固态发射机的设计.在介绍其理论设计的基础上,设计并实际制作了一台P波段宽带2kW固态发射机.文章重点介绍了2kW发射机末级功放的电路设计,电源调制电路设计,双节Wilkinson宽带功合器设计,发射机控保电路设计和发射机散热设计.经最终测试,在f0±100MHz频率范围内发射机输出峰值功率均可达到2000W以上,带内增益平坦度小于1dB,中心频点效率达到30％,其他各项指标也获得较好的预期结果.     

航天器多继电器线圈并联电路的可靠性研究

航天器配电系统中广泛采用多继电器线圈并联电路作为平台设备和负载的供电通路开关。文章从继电器互感效应入手,对多继电器线圈并联电路在指令发出、指令结束2 种工况下的电路可靠性进行了分析,结果表明目前常用的继电器线圈并联电路存在可靠性隐患。因此,针对隐患提出了在继电器线圈前串接二极管的电路可靠性优化方案。试验结果表明,优化后的电路形式可以有效提高电路的可靠性。     

一种悬浮间隙传感器的设计

文章分析了在高速磁浮车中采用的悬浮间隙传感器齿槽效应的产生、影响,设计了基于FPGA的悬浮间隙传感器,此传感器的探头为由两个串联线圈组成的新型检测线圈,并通过实验验证了新型线圈能够有效的降低齿槽效应.     

线圈匝数对钛合金冷坩埚定向凝固的影响

在自行研制的多功能冷坩埚电磁约束定向凝固装置上进行钛合金近矩形锭的冷坩埚连续成形实验,分析线圈匝数变化对所成形钛合金锭质量的影响程度.结果表明,增大感应线圈匝数,感应线圈有效作用范围内功率利用率高,熔体过热度高,金属流动性好,有利于成形可提高铸锭表面质量,铸造出表面光滑、无裂纹缺陷的钛合金扁形锭.     

大功率霍尔电推进研究进展（英文）

High power Hall electric propulsion technology is a very competitive electric propulsion technology for future large space missions such as large GEO satellites, manned space programs, deep space explorations, cargo ships, space tugs. Based on the experience of more than 20 years in research and development of Hall electric propulsion, the Shanghai Institute of Space Propulsion(SISP) has developed 3 high power Hall thrusters, i.e., the 10 kW class HET-500, 20 kW class HET-1000, and 50 kW class HET-3000. This paper presents the development status of the high power( ≥ 10 kW) Hall electric propulsion at SISP, including tests of 3 high power Hall thrusters in the power range from 10 kW to 50 kW, the qualification of a single string of a 10 kW Hall electric propulsion system, and the study of a cluster of two 1.35 kW HET-80 Hall thrusters to understand the technical issues related to multi-thruster high power electric propulsion systems.     

线圈磁传感器的发展现状与空间应用

基于电磁感应的线圈磁传感器由于其灵敏度高、工作原理简单、性能可靠,在空间微弱磁场测量方面获得广泛应用。文章介绍了线圈磁传感器性能提高的几项主要技术及其基本原理,以及线圈磁传感器的发展及空间应用现状。通过采用优化设计磁芯,改善线圈结构以及与其他类型磁传感器协同工作等技术,线圈磁传感器的性能已经获得极大提高。随着这些技术的进一步完善,线圈磁传感器将在未来空间环境探测领域中发挥更加重要的作用。     

OGO和ERS卫星的磁试验

这篇文章描述了在位于 Malibu 的 TRW Malibu 磁试验设备中完成的 OGO 和 ERS 卫星磁特性的试验结果和使用的试验方法。最关心的卫星磁特性是在星载磁探测器位置处的卫星磁场,包括永磁场和感磁场。同时还关心星的"硬"磁场,即永磁场的大小和可以被一般磁化环境引起变化的"软"磁场的大小。一般磁化环境是指卫星在发射进入轨道前,会遇到的磁化环境。另外关心的磁特性是卫星磁场的分布图和位于卫星中心的偶极子矩和高阶的多极子矩,其中包括永磁矩和感磁矩。Malibu 试验室由安装在地下室6.4m 的三轴 Fanselau—Braunbeck 线圈系统和一些试验楼组成。转台位于其中的一座试验楼里,在这座试验楼里给卫星做没有线圈的磁试验。例如,OGO 卫星太大了,不能放入 Fanselau—Braunbeck 线圈系统中,因此就在此试验楼里进行试验。有线圈和没有线圈的试验方法是将卫星相对于固定的三轴磁通门探测器进行两轴旋转。旋转周期要比能觉察到的环境地磁场的变化周期短。可用一个远距离的探测器对地磁场的变化进行补偿,来满足上述的要求。磁通门探测器的输出由多通道 Sanborn 记录仪和 X—Y绘图仪记录,X—Y绘图仪可以立即按比例绘制旋转平面的磁矩大小,还可以给出在卫星座标系中的磁矩方向。卫星再绕另一相互垂直正交轴旋转,记录其数据。从这些数据中可以得到的总的磁矩矢量。ERS 卫星是一个280mm 的八面体,所以很容易将其放入 Fanselau—Braun-beck 线圈系统。在线圈系统中能够分别测量卫星场永磁分量和感磁分量。     

SW100kW短波广播发射机总装工艺

简述了SW100kW短波广播发射机总装工艺进行，并从各个机柜的装配工艺流程、装酉己工艺措施以及关键零、部件的安装、调整等几个方面详细论述了本发射机的总装过程，提出了装配过程中应注意的问题以及出现的问题和解决的办法。     

卫星垂直方向充退磁线圈设计新方法

文章提出采用电连接器对接安装方式设计卫星垂直方向充退磁线圈设备,可使卫星磁试验过程中去除吊装作业,大大提高其安全性。根据该思路进行线圈组位置布局及电性能参数的分析设计,然后完成充退磁线圈设备的结构设计和静力学有限元分析。在北京卫星环境工程研究所的CM2试验室内,研制完成的充退磁线圈设备已经在多颗卫星磁试验中获得很好地应用,它具有制造工艺简单、节省材料、操作安全方便等特点。     

中低轨道地磁动态模拟器

文章介绍了1台能为中低轨道飞行器提供动态地磁场环境的模拟器,详细论述了模拟器的系统组成、线圈结构、电源和磁强计指标参数、控制方式和调试方法,介绍了根据WMM2000地磁场模型计算出轨道上各点的磁场值,利用数值分析的方法找出输出电流与产生磁场大小的对应表达式,从而根据计算出的磁场值和输出电流,用程控电源成功实现了中低轨道地磁场的动态模拟.     

基于LabVIEW的航天器磁试验测控系统设计及应用

针对现有航天器磁试验测控手段自动化程度低、操作复杂的问题,基于LabVIEW软件以及磁试验流程和现有设备,研制了新的磁试验测控系统,并进行了测控系统的软件设计。该系统实现了对测控电源、磁强计探头的灵活自动配置和控制,对线圈磁场的一键式远程控制,磁场波动的实时监测,磁场数据的并行采集和处理。试验验证结果表明,该测控系统具有测量与控制精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等特点。     

磁锁式双稳态自锁阀响应特性理论研究

空间飞行器推进系统中大量使用磁锁式双稳态自锁阀,其响应特性是设计中的重要环节,直接影响推进系统的精确控制。由于自锁阀一般采用双线圈控制,两驱动线圈间存在互感现象,响应特性的设计计算与电磁阀有明显区别,有必要对自锁阀的响应特性进行理论分析研究。根据磁锁式双稳态自锁阀工作原理及特点,建立控制电路和磁路等效模型,基于电磁感应定律推导出模型对应的电压平衡方程和力平衡方程,求解得出了自锁阀响应特性简化理论计算公式。公式解释了自锁阀在控制释放回路中感应电流会延长响应时间、增加电流比的原理,明确了自锁阀的动作裕度不会因电流比变化而受到影响的特点。根据推导出的简化理论公式对阀门产品响应特性进行仿真计算,计算结果和产品实际测试数据基本吻合。由简化理论公式研究表明:如自锁阀控制线圈回路中有感应电流,感应电流越大则自锁阀响应时间越长、自锁阀开启或关闭电流比越大,但自锁阀克服外力动作的能力不会因为感应电流存在而受到影响。     

以色列研制导弹报警器

以色列飞机工业公司Elta分公司已研制了一种机载导弹预警系统,它能自动进行一系列预防性计算,从而探测出入侵的红外寻的空空导弹.该系统命名为ALQ-199,迄今已成功地通过了一系列试验.Elta公司和美国洛拉公司负责该系统在美国的销售.美国桑德斯公司也研制了一种类似的报警系统,并已由美国空军进行了试验.这两种系统都装在由F-100战斗机改装的QF-100全尺寸航空靶机上,用以模拟受热寻的导弹攻击的战斗机.     

加拿大雷达星-2的分辨率将达3米

在雷达星-1投入运行3年后,加拿大计划研制下一颗雷达成像卫星—雷达星-2,预计2001年底发射。主承包商为MDA公司。雷达星-2由轨道科学公司的平台和Spar宇航公司的合成孔径雷成构成,天线尺寸15m×1.5m。卫星重2.5 t,平均功率1 kW,峰值功率3 kW(只可持续18 min)。雷达采用电子扫描,工作频率5.3 GHz,按几种方式,分辨率可达3 m～100 m,成像面积为25 km~2～500 km~2,视场10～60°,扫描场1600 km。由于装有640片收/发     

附加场强度对低工况AF-MPDT性能的影响

附加磁场强度与位形是大功率磁等离子体动力推力器(Applied Field Magnetoplasmadynamic Thruster, AF-MPDT)重要工作参数之一。为验证附加磁场强度对低工况下AF-MPDT性能的影响,采用北京控制工程研究所联合北京航空航天大学研制的100 kW级AF-MPDT原理样机,利用推力靶测量系统进行高温震动环境下的推力测量,针对不同附加磁场强度(30～230 mT)下的推力器开展中低功率性能研究实验。实验结果表明,在一定范围内,增加磁场强度可提升低工况下推力器推力、比冲、放电电压及效率等性能指标,并且放电电流越大,性能提升效果越明显。分析表明,低工况下AF-MPDT推力、比冲与磁场强度的平方根呈线性关系;推力器放电电压与磁场强度呈线性关系;推力器效率随磁场强度增强而增加,最终达到相应工况下的极限。     

J801、J801—1无溶剂胶的实验及其应用

利用J801胶和7801—1阻燃型无溶剂线圈绝缘浸渍胶代替环氧绝缘漆浸渍变压器、线圈。浸渍质量优良、交变湿热实验、高温实验、绝缘电阻、抗电强度等,均能达到部标要求。可消除二甲苯的毒害,操作简便,不需要三班连续生产,可节约工时5～6倍,节电84％。     

新型机电一体化微磁力矩器设计与实现

现代微小卫星的发展需要磁力矩器具备轻量化、低功耗、小型化、集成化等特点。提出了一种新的微型磁力矩器设计方式,采用机电一体化设计思想,使控制电路内嵌于支架的端面上,实现了磁力矩器结构和驱动电路的集成化和整体结构的小型化,明显优于传统的分离设计方式。采用单绕组线圈+脉冲宽度调制(PWM)换向驱动控制的形式,相比常规的双绕组线圈电流幅度控制形式,线圈的重量和体积都减少了一半,功耗更低,控制更加简便。驱动电路具有电流采样功能,可以实现闭环控制,相对于传统的开环控制策略控制精度更高。此外还对磁力矩器的线圈参数和磁芯参数进行了最优设计。所设计的磁力矩器在某微小卫星上已成功应用,表明了该设计方案的有效性和优越性。     

CM2磁试验设备主线圈结构设计

CM2主线圈结构设计是对结构尺寸精度要求很高,对使用材料有特殊要求的非标准结构设计。设计中充分考虑结构的稳定性和可靠性,围绕实现精度要求,根据使用材料的特性,制定了满足精度要求的工艺性、经济性较好的设计方案.