우주선 전원 주파수
답변:
Voyeager의 상황은 위의 다른 답변에서 말한 것보다 더 복잡합니다. NASA 의 세부 정보 는 다음과 같습니다 .
방사성 동위 원소 열전 발전기의 전력은 션트 레귤레이터에 의해 일정한 30V DC로 유지됩니다. 30 볼트는 일부 우주선 장비에 직접 공급되며 배전 서브 어셈블리에서 다른 우주선 장비로 전환됩니다. 주 전원 인버터에는 대부분의 우주선 하위 시스템에서 사용되는 2.4kHz 구형파 AC로 변환하기 위해 30V DC가 공급됩니다. 다시 AC 전원은 장비에 직접 공급되거나 전원 릴레이에 의해 켜지거나 꺼질 수 있습니다.
DC 전력 사용자 중에는 인버터 외에도 라디오 하위 시스템, 자이로, 추진 격리 밸브, 일부 과학 기기, 대부분의 온도 제어 히터 및 행성 라디오 천문학 안테나를 배치 한 모터가 있습니다. 우주선의 다른 요소는 AC 전원을 사용합니다.
동일한 2.4kHz 전력 인버터 (주 및 대기)가 있습니다. 메인 인버터는 발사 중이며 미션 전반에 걸쳐 유지됩니다. 메인 인버터의 오작동 또는 고장의 경우 1.5 초 지연 후 전원 체인이 대기 인버터로 자동 전환됩니다. 전환이 이루어지면 되돌릴 수 없습니다.
비행 데이터 서브 시스템의 4.8 kHz 동기 및 타이밍 신호는 인버터의 주파수 기준으로 사용됩니다. 주파수는 2로 나뉘며 출력은 2.4kHz입니다. AC 규정은 .004 %까지 정확합니다. 4.8kHz 타이밍 신호는 우주선의 마스터 클럭을 포함하는 컴퓨터 명령 서브 시스템으로 전송됩니다.
따라서 두 가지 병렬 배전 방법 (DC 및 AC)을 사용했습니다.
편집 : 네, AC 는 50V RMS였습니다. 나중의 NASA 회의에서 다이어그램 을 찾았습니다 .
이 회의에서 Viking은 400Hz AC 인버터를 추가로 설치하는 것이 훨씬 더 복잡했습니다. 또한 Voyager와 동일한 중복 인버터 구성을 갖는 Galileo의 회의에 대해서도 언급되어 있습니다 (그러나 아마도 설계 단계에 있었기 때문에 다른 세부 사항은 없을 것입니다).
GE Voyager 설계 문서에서 Voyager는 처음에 약 400Hz 버스를 사용하여 Viking과 유사하게 설계되었지만 마지막 반복에서는 2.4KHz AC 만 사용하도록 개정되었습니다. 400Hz 장비를 사용하는 이유는 분명합니다. 즉, 항공 장비와 부품을 공유하는 것입니다. 2.4KHz 장비가 전자에서 파생 된 것 (주파수가 배수이기 때문에)이 상당히 쉽다고 생각하지만 2.4KHz AC의 이론적 근거는 아직 어느 곳에서도 명시 적으로 언급되지 않았습니다.
다음은 약 400Hz 전원 버스 사용을 확인하는 Viking에 대한 세부 정보입니다 .
VO에는 2.4kHz 단상, 400Hz 3 상, 조정 된 dc (30V 및 56V) 및 조정되지 않은 dc (25V ~ 50V) 전원이 있습니다. VLC에는 규제되지 않은 DC 전력도 제공되었습니다. 4 개의 이중 섹션으로 배열 된 태양 전지 셀 어레이는 모든 태양 지향적 작업에 주요 전원을 공급했습니다. 2 개의 동일한 니켈-카드뮴 배터리가 Sun 외부 작업을위한 2 차 전원 공급원으로 사용되었으며 전력 수요가 태양 광 어레이 기능을 초과 할 때 부하를 공유했습니다. 중복 전원 컨디셔닝 및 분배 기능에는 2 개의 배터리 충전기, 2 개의 부스터 레귤레이터, 2 개의 2.4kHz 인버터, 2 개의 400Hz 3 상 인버터, 2 개의 30V DC 컨버터 및 관련 전원 로직 및 제어 및 스위칭 기능이 제공되었습니다. (그림 6의 단순화 된 블록 다이어그램을 참조하십시오.) 하드웨어, 작동 모드 및 성능은 "전원 하위 시스템"섹션에 자세히 설명되어 있습니다. VO 비 조정 (원시) 전원 버스는 태양 전지판과 배터리로 공급되었습니다. 이 두 가지 전원은 다음과 같이 세 가지 안정적인 기내 작동 모드와 네 번째 단기 작동 모드를 특징으로하는 동적 시스템을 형성했습니다. [몇 페이지에 걸쳐 진행되므로 모드를 생략했습니다]
에서 페이지에 테이블 V. NASA-HDBK-4001 (1998)의 21 개에서 Galileo와 Magellan (1989 년 모두)은 2.4kHz AC를 사용한 마지막 NASA 프로젝트였다. 또한 2.4 kHz는 30 년 동안 거의 NASA 표준이라고 결론 지었다. 여기에 언급 된 첫 번째 용도는 Mariner-2 (1962)입니다. 그러나 1990 년 이후 허블, 1992 년 화성 관측자, 카시니 등은 모두 DC 만 사용했다.
400Hz AC 사용을 조사하려면 Mariner V 보고서를 살펴보십시오 .
부스터 레귤레이터는 25V와 50V 사이의 입력 전압 변동으로 작동하도록 설계되었습니다. 전원 하위 시스템에는 2 개의 부스터 레귤레이터가 포함되어 있습니다. (1) 2.4kHz 단상 인버터 및 400Hz 3 상 전원을 공급하기위한 기동 부스터 레귤레이터 우주선 기동 중 자세 제어 및 자이로 파워를위한 인버터, 및 (2) 임무 전체에 걸쳐 모든 우주선 및 과학 장비에 전력을 공급하는 2.4KHz 단상 인버터를 구동하는 주요 부스터 레귤레이터.
따라서 400Hz (3 상) 400Hz는 NASA 기술에서 비교적 제한적으로 사용 된 것으로 보입니다. 대부분 자이로 및 자세 제어에 사용되며 더 많은 하위 시스템에 2.4kHz 단상 AC 전원을 사용했습니다. Galileo / Magellan 문서에서 400Hz 장비에 대한 언급을 찾을 수 없습니다 (불행히도 널리 퍼져 있습니다). 따라서 Voyager 시대에 틈새 시장 인 400Hz AC 장비가 먼저 단계적으로 폐지 된 것으로 보입니다.
나는 십여 개의 궤도 궤도 샷과 위성 하나에 대한 페이로드를 만들었습니다. AC는 사용되지 않았습니다. 우리의 임무는 실제로 장기간의 행성 간 여행이 아니기 때문에, 항공 우주 표준에 맞게 제작 된 상용 DC-DC 컨버터를 사용했습니다. 나는 위성이 약 6 ~ 7 년 후에도 여전히 작동한다고 믿는다. 컨버터 주파수는 약 550KHz라고 생각합니다.
NASA가 임무를 수행하기 위해 무엇을하는지 모르겠지만, 그들 자신의 롤을 기대합니다.
대부분의 우주선은 고효율 DC-DC 변환기가있는 DC 배전 시스템을 사용합니다. 이것은 우주선의 모든 전원이 태양열 어레이, 배터리, 연료 전지, RTG 등의 DC이기 때문입니다. 비행기는 엔진에 연결된 발전기를 사용하여 전력을 사용하므로 AC를 사용하는 것이 간단합니다. 우주선에서는 항상 DC로 시작하기 때문에 나중에 DC로 다시 변환하기 위해 AC로 변환 할 필요가 없습니다. 스위칭 전원 공급 장치는 전원을 AC로 변환하고 내부적으로 다시 변환하지만 AC로 분배되지는 않습니다. 컴퓨터 및 기타 가전 제품의 일반적인 스위칭 전원 공급 장치와 마찬가지로 우주선의 DC-DC 변환기는 공간을 절약하기 위해 고주파 (kHz 또는 MHz)에서 작동합니다. 그러나 스위칭 손실에 대해서는 어느 시점에서 트레이드 오프가 발생합니다.
Voyager 프로브에는 2.4V 및 7.2kHz (사각 파에서 다음으로 가장 중요한 톤)로 무선 데이터에서 필터링해야하는 50V 구형파 2.4kHz 전원 공급 장치가있었습니다. 출처