[发明专利]一种星载大功率制冷机错峰控制方法

说明书

本发明一种星载大功率制冷机错峰控制方法，在保证制冷机工作频率一致的条件下，通过检测每台制冷机输入电压和电流的幅值和相位，以确定制冷机负载的复阻抗，进而确定每路纹波电流的形式；已知每路纹波电流的幅值，对其相位进行排列组合(0或者π)，计算出叠加之后纹波幅值的最小值，以及这种组合下每路纹波电流的目标相位(0或者π)；已知每路纹波电流的相位，目标相位是0或者π，控制电路通过调整每路正弦脉宽调制信号的相位来控制纹波电流的相位，使叠加之后的纹波电流幅值最小，达到抑制电源线纹波的目的。本发明能够解决任意多台大功率制冷机同时工作的情况下，由于控制器直流/交流逆变引起电源线电压波动对其他电子学设备干扰的问题；对制冷机负载特性没有要求，具有对纹波电流相位的检测和控制功能。

技术领域

本发明一种星载大功率制冷机错峰控制方法，属于星载红外遥感器中制冷机控制技术，主要涉及一种针对星载大功率制冷机的错峰控制方法。

背景技术

机械制冷机由于其寿命长、比质量(制冷量/质量)高等技术优势，已经替代辐射制冷机，成为国际空间制冷的主力。在国际航天领域，机械制冷机主要用于冷却大规模红外焦平面探测器、滤光片以及冷光学镜头等。随着我国空间红外遥感技术的发展，遥感器通常配置多个不同谱段的红外探测器来满足观测的需求，同时也需要为低温光学系统进行制冷。然而，大功率机械制冷机工作时，由于控制器直流/交流逆变反馈到电源线上形成纹波电流，进而造成卫星电源电压波动，干扰并联在电源线上的其他电子学设备正常工作。卫星电源电源线上纹波电流幅值与制冷机的功率有直接关系，以往采用的方法是在制冷控制器电源入口处增加特定的大功率LC滤波器以达到抑制纹波的目的。由于大功率滤波器中的元器件体积较大，造成电子学系统的电路盒体积、重量增大很多，增加了大功率滤波部分对电路其他部分的影响。此外，通过滤波器的电流较大，滤波器本身的发热也需要考虑散热措施，这些都增加了电子学系统的复杂性、降低了可靠性。

中国专利公开号ZL201510178395.9，名称为“一种星载双制冷机错峰控制器”该技术的控制电路仅针对双制冷机设计，且要求制冷机负载特性一致，不具备任意型号多台制冷机同时控制的功能，也不具有驱动信号检测、纹波电流相位控制和扼流滤波的功能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，提出一种星载大功率制冷机错峰控制方法，该方法对制冷机负载特性没有特殊要求，通过对纹波电流相位的检测和控制，解决了任意型号多台制冷机同时工作时电源线纹波电流波动过大的问题。

本发明所描述的制冷机错峰控制方法是在保证多台制冷机工作频率一致的条件下，通过调整制冷机输入电压的相位来控制纹波电流的相位，使叠加之后的纹波电流幅值最小，达到抑制电源线纹波的目的。本发明能够解决多台大功率制冷机同时工作的时，由于大交变电流对电源线上其他电子学设备的干扰问题；间接地实现了一台控制器控制多台制冷机同时工作，即电子学小型化、集成化设计。因此，具有重要的工程意义和应用价值。

本发明的技术解决方案是：

一种星载大功率制冷机错峰控制方法，多台制冷机通过控制器连接卫星电源，包括步骤如下：

1)分别检测每路制冷机输入的电压幅值和相位、电流幅值和相位，根据所述电压幅值和相位、电流幅值和相位确定负载阻抗的幅值和相位，所述负载阻抗的幅值R_M＝电压的幅值U_M/电流的幅值I_M，所述根据卫星电源电压和所述制冷机负载阻抗的幅值和相位，确定由每路控制电路DC/AC逆变产生的纹波电流的幅值I_i和纹波电流的相位所述纹波电流的幅值I_i＝电源电压U/负载阻抗的幅值R_M，所述纹波电流的相位为

2)根据步骤1)中计算出的每路纹波电流的幅值I_i，确定每路纹波电流的目标相位，所述确定每路纹波电流的目标相位的方法，具体如下：