Система электропитания мобильной радиолокационной станции
MOBILE RADAR POWER SUPPLY SYSTEM

Заявляемое изобретение относится к системам генерирования, распределения и преобразования электрической энергии переменного и постоянного токов и может быть использовано, в частности, для электропитания мобильной радиолокационной станции (РЛС).
Известна система электропитания (СЭП) РЛС (см. описание к патенту РФ на техническое решение №2399138, МПК: H02J 1/06, авторы Кириенко В.П., Стрелков В.Ф.), содержащая ввод внешней сети, защитно-распределительный блок, преобразователи рода тока, осуществляющие электропитание аппаратуры РЛС, в том числе приемного устройства, выпрямитель, подключенный к аккумулятору, осуществляющему электропитание вычислительной машины и подключенному ко входу защитно-распределительного блока, блок защиты от перенапряжений в сети электроснабжения. Недостатком этой системы является использование входного напряжения 380 В трехфазного тока частоты 50 Гц, получаемого от подстанции. Повышенное напряжение (амплитудное значение 590 В) и низкая частота тока препятствуют снижению массы и объема устройств электроснабжения и электропитания мобильного объекта, усложняют обеспечение электромагнитной совместимости аппаратуры РЛС. При частоте тока 50 Гц известная СЭП РЛС обладает неприемлемо большими длительностями переходных процессов и уровнями импульсов перенапряжений в сети электроснабжения.
Наиболее близким по назначению и технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является СЭП мобильной РЛС с активной фазированной антенной решеткой (ФАР) (см. описание к патенту РФ на полезную модель №92579, МПК: H02J 3/02, 9/00, авторы Волков С.А., Костиков В.Г., Патрин Г.М. и др.), содержащая систему автономного электроснабжения (САЭС), аппаратуру РЛС, ввод средства внешнего электроснабжения, блок управления, блок коммутации, блок распределения, защиты и управления (БРЗУ), аккумуляторную батарею, выпрямители, преобразователи постоянного напряжения в постоянное. Система автономного электроснабжения содержит газотурбинный агрегат (ГТА), генератор отбора мощности (ГОМ), кинематически связанный с маршевым двигателем самоходного шасси, устройства запуска маршевого двигателя и газотурбинного агрегата. Аппаратура РЛС содержит радиопередающее и радиоприемное устройства, активную ФАР, вычислительную машину, систему бортовых траекторных измерений, хронизатор, широкополосный канал, аппаратуру регистрации. В известной системе требования к массе, объему и надежности работы обеспечиваются использованием напряжения 220 В трехфазного тока повышенной частоты (400 Гц), генератора отбора мощности от маршевого двигателя самоходного шасси, высокочастотных преобразователей напряжения, применением активной ФАР. Недостатки известной системы заключаются в том, что она не обеспечивает электроэнергией аппаратуру РЛС для подготовки, пуска и управления летательными аппаратами, не обеспечивает бессбойную работу маршрутно-навигационной системы топопривязки и ориентирования (МНСТО) при запуске маршевого двигателя или мощного радиопередающего устройства.
Технический результат, который достигается при использовании предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении электроэнергией составных частей аппаратуры РЛС, осуществляющих процесс подготовки, пуска и управления летательными аппаратами, в применении схемы электропитания МНСТО, обеспечивающей надежную работу ее в условиях эксплуатации, в применении кодирования информации в БРЗУ для передачи ее в вычислительную машину.
Кроме того, предлагаемое изобретение расширяет арсенал известных средств аналогичного назначения.
Технический результат достигается тем, что в систему электропитания мобильной РЛС, содержащую САЭС в составе ГТА и ГОМ с выходным напряжением трехфазного тока повышенной частоты, пульт управления ПУ, соединенный первым выходом с первым входом блока коммутации БК, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами ГТА, ГОМ и средством внешнего электроснабжения соответственно, выпрямительное устройство (ВУ), вход которого соединен с первым выходом блока коммутации и первым входом БРЗУ, а выход соединен с аккумуляторной батареей (АБ), со вторым входом БРЗУ, со входом пульта управления (ПУ), с первым входом САЭС, который является входом устройства запуска ГТА, со входом устройства запуска маршевого двигателя, введены источник напряжения (ИН), входом соединенный со вторым выходом ПУ, а выходом - со входом аккумулятора давления пневмовытеснительной системы (АДПС), соединенные входами с выходами ВУ и АБ счетчик времени наработки (СВН) аппаратуры, вход которого является первым входом БРЗУ, первый понижающий напряжение стабилизатор, выходом соединенный со входом устройства передачи информации (УПИ), выход которого является первым выходом БРЗУ, соединенным с первым входом вычислительной машины, помехоподавляющий фильтр, выходом соединенный со входом аппаратуры телекодовой связи (АТС), второй понижающий напряжение стабилизатор, выходом соединенный со входом аппаратуры стартовой автоматики АСА, третий понижающий напряжение стабилизатор, выходом соединенный с первым входом аппаратуры предстартовой подготовки АПП, преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение трехфазного тока повышенной частоты, соединенный выходом со вторым входом аппаратуры предстартовой подготовки АПП, четвертый понижающий напряжение стабилизатор, выходом соединенный с наземным радиолокационным запросчиком НРЗ, выпрямительный диод (ВД), подключенный анодом к выходу ВУ и АБ, а катодом соединенный со входом МНСТО, выход которой соединен со вторым входом вычислительной машины, аккумулятор, соединенный с катодом ВД и входом МНСТО, многоканальный выпрямитель, соединенный входом со вторым выходом напряжения трехфазного тока повышенной частоты БРЗУ, а выходом - со входом преобразователя вал-код ПВК.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом на фиг. 1, где представлена структурная схема СЭП мобильной РЛС.
Система электропитания мобильной РЛС содержит САЭС 1 с выходным напряжением трехфазного тока повышенной частоты, в состав которой входят газотурбинный агрегат 2 и генератор отбора мощности 3, кинематически связанный с маршевым двигателем 4 самоходного шасси, ввод внешнего электроснабжения 5, пульт управления 6, блок коммутации 7, первый вход которого соединен с первым выходом пульта управления 6, второй вход - с выходом газотурбинного агрегата 2, третий вход - с выходом генератора отбора мощности 3, четвертый вход - с вводом внешнего электроснабжения 5, при этом выход напряжения трехфазного тока повышенной частоты блока коммутации 7 соединен с первым входом БРЗУ 8 и со входом выпрямительного устройства 9, выход которого соединен с аккумуляторной батареей 10, со входом пульта управления 6, второй выход которого соединен со входом источника напряжения 11, выход которого соединен с аккумулятором давления пневмовытеснительной системы 12, со входом системы автономного электроснабжения 1, являющимся входом устройства запуска газотурбинного агрегата 2, со входом устройства запуска маршевого двигателя 4, со вторым входом БРЗУ 8, являющимся входом счетчика времени наработки аппаратуры 13 и входом первого понижающего напряжение стабилизатора 14, выход которого соединен со входом устройства передачи информации 15, причем выход последнего является первым выходом БРЗУ 8, соединенным со входом вычислительной машины 16, при этом выходы выпрямительного устройства 9 и аккумуляторной батареи 10 соединены также со входами находящихся в составе аппаратуры РЛС следующих устройств: помехоподавляющего фильтра 13, выход которого соединен со входом аппаратуры телекодовой связи 18, второго понижающего напряжение стабилизатора 19, выход которого соединен с аппаратурой стартовой автоматики 20, третьего понижающего напряжение стабилизатора 21, выход которого соединен с первым входом аппаратуры предстартовой подготовки 22, преобразователя напряжения постоянного тока в напряжение трехфазного тока повышенной частоты 23, выход которого соединен со вторым входом аппаратуры предстартовой подготовки 22, четвертого понижающего напряжение стабилизатора 24, выход которого соединен со входом наземного радиолокационного запросчика 25, при этом выходы выпрямительного устройства 9 и аккумуляторной батареи 10 соединены также с анодом выпрямительного диода 26, катод которого соединен с аккумулятором 27 и со входом МНСТО 28, выход которой соединен со вторым входом вычислительной машины 16, второй выход напряжения трехфазного тока повышенной частоты БРЗУ 8 соединен со входом расположенного в аппаратуре РЛС многоканального выпрямителя 29, выход которого соединен со входом преобразователя вал-код 30.
Предлагаемая система электропитания мобильной РЛС работает в режиме автономного электроснабжения или в режиме электроснабжения от внешнего источника электроэнергии. При подаче команды с первого выхода пульта управления 6 на первый вход блока коммутации 7 определяется источник электроэнергии, подключаемый к выходу блока коммутации.
Напряжение трехфазного тока повышенной частоты с выхода блока коммутации 7 поступает на первый вход БРЗУ 8 и на выпрямительное устройство 9, которое работает в буферном режиме с аккумуляторной батареей 10. От выхода выпрямительного устройства 9 и аккумуляторной батареи 10 напряжение постоянного тока подается на устройства запуска маршевого двигателя 4 и ГТА 2, на вход пульта управления 6, на первый вход БРЗУ 8 и на входы аппаратуры РЛС. Со второго выхода пульта управления 6 сигнал подается на вход источника напряжения 11, обеспечивающего электроэнергией аккумулятор давления пневмовытеснительной системы 12.
Напряжение постоянного тока, подаваемое на второй вход БРЗУ 8, поступает на вход счетчика времени наработки СВН 13 для оценки ресурса аппаратуры и сроков проведения профилактических работ и на вход первого понижающего напряжение стабилизатора 14, обеспечивающего электроэнергией устройство передачи информации 15, в котором информация кодируется и передается на первый вход вычислительной машины 16 по стандартному каналу обмена, что позволяет располагать средства отображения информации за пределами БРЗУ 8.
Для согласования уровня напряжения постоянного тока от выпрямительного устройства 9 и аккумуляторной батареи 10 с необходимыми уровнями и качеством входных напряжений аппаратуры РЛС применены следующие устройства. Помехоподавляющий фильтр 17 на входе аппаратуры телекодовой связи 18 обеспечивает снижение уровня кондуктивных и индуктивных помех (до минус 100 дБ) в заданном диапазоне частот. Второй понижающий напряжение стабилизатор 19 обеспечивает необходимое качество электроэнергии на входе аппаратуры стартовой автоматики 20. Третий понижающий напряжение стабилизатор 21 подает стабилизированное напряжение постоянного тока на первый вход аппаратуры предстартовой подготовки 22, со вторым входом которой соединен преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение трехфазного тока повышенной частоты 23. Четвертый понижающий напряжение стабилизатор 24 обеспечивает высококачественным напряжением наземный радиолокационный запросчик 25. Напряжение трехфазного тока повышенной частоты со второго выхода БРЗУ 8 подается на вход многоканального выпрямителя 29, выходные напряжения которого обеспечивают работу преобразователя вал-код 30.
Входное напряжение маршрутно-навигационной системы топопривязки и ориентирования 28 поступает от сети постоянного тока с выхода выпрямительного устройства 9 и аккумуляторной батареи 10. К этой же сети подключены устройства запуска маршевого двигателя самоходного шасси 4 и газотурбинного агрегата 2. Во время продолжительной стоянки мобильной РЛС электропитание МНСТО 28 осуществляется от аккумуляторной батареи 10. При подготовке к маршу или включению ГОМ 3 проводится запуск маршевого двигателя, во время которого происходит кратковременное скачкообразное снижение напряжения сети постоянного тока с последующим восстановлением его. Во время переходного процесса в сети постоянного тока происходит сбой в работе МНСТО, для восстановления которой необходимо длительное время, что недопустимо. Для устранения этого недостатка в схему электропитания МНСТО введены аккумулятор 27 и выпрямительный диод 26, анодом соединенный с сетью постоянного тока, а катодом - со входом МНСТО и аккумулятором.
Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет функциональные возможности системы электропитания, поскольку обеспечивает электроэнергией необходимого качества аппаратуру РЛС для подготовки, пуска и управления летательными аппаратами. Кроме того, обеспечена надежная работа системы электропитания при переходных процессах в сети постоянного тока во время запуска маршевого двигателя самоходного шасси или газотурбинного агрегата САЭС.