CN109779865A - 永磁霍尔推力器点火装置 - Google Patents
永磁霍尔推力器点火装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109779865A CN109779865A CN201910193614.9A CN201910193614A CN109779865A CN 109779865 A CN109779865 A CN 109779865A CN 201910193614 A CN201910193614 A CN 201910193614A CN 109779865 A CN109779865 A CN 109779865A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet steel
- wall
- magnetic conduction
- ring
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 30
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
永磁霍尔推力器点火装置，包括外陶瓷环、内陶瓷环、阳极组件、磁钢、导磁底座及磁钢套筒。永磁霍尔推力器点火装置还包括励磁线圈及导磁套圈，导磁套圈套装在磁钢的外壁，导磁套圈与磁钢安装导磁底座上的环形定位圈内，通过环形定位圈定位，励磁线圈安装在磁钢套筒的内壁与导磁套圈的外壁之间。点火过程中，由阴极加热电源提供电源的励磁线圈产生与磁钢固有磁场方向相反的磁场，减弱放电通道出口处磁场强度，使得阴极发射的原初电子顺利进入放电通道，方便推力器起弧点火，当该推力器点火完成后，切断励磁线圈的电源供应。本发明能够显著降低永磁霍尔推力器点火难度，同时不会对电源处理单元、推进剂贮供单元和控制单元等部件造成额外负担。
Description
技术领域
本发明涉及航天空间电推进领域，特别是一种永磁霍尔推力器点火装置。
背景技术
典型的电推进系统包括电推力器、电源处理单元、推进剂贮供单元和控制单元，其中电推力器是电推进系统的核心部件。随着小卫星市场的蓬勃发展，小功率电推力器高性能的需求也愈加迫切，小功率永磁霍尔推力器由于减少了励磁线圈功率的消耗，具有较高的推功比，是小卫星应用的优选方案之一。
现有小功率永磁霍尔推力器的轴向剖面图如附图5所示，包括外陶瓷环1、内陶瓷环2、阳极组件4、磁钢5、导磁底座6及磁钢套筒7。阳极组件4的外壁通过挤压安装在外陶瓷环1内壁的下端，内陶瓷环2的外壁下端通过挤压安装在阳极组件4的内壁，外陶瓷环1的内壁与内陶瓷环2的外壁之间形成环形的放电通道3，磁钢套筒7通过挤压安装在内陶瓷环2的内壁，导磁底座6的外壁通过挤压安装在磁钢套筒7内壁的下端，磁钢5安装在磁钢套筒7内，磁钢5的上端顶在磁钢套筒7内壁的上端，磁钢5的下端顶在导磁底座6的上端上。
推力器工作时，阴极发射的原初电子进入放电通道3与从阳极组件4出来的推进剂原子（通常采用氙）碰撞，使得氙原子电离，离子在电场作用下沿轴向高速喷出产生推力。
然而上述小功率永磁霍尔推力器放电通道3出口处磁场一般大于200Gs，该磁场强度对电子具有很强的阻隔作用，使得点火过程中阴极发射的原初电子难以进入放电通道，造成推力器起弧较难实现。目前主要采用提高阳极电压和增大阳极流量等方法实现永磁霍尔推力器点火，但是这种点火方式中采用的高电压、大流量等条件不仅浪费了有限的空间资源，同时对电推进系统中其他相应部件（例如电源处理单元、推进剂贮供单元和控制单元等）的研制提出更高要求，从而对永磁霍尔推力器的试验及其应用造成不利影响。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种永磁霍尔推力器点火装置，通过在现有永磁霍尔推力器的磁钢外设置导磁套圈，在导磁套圈与磁钢套筒之间设置励磁线圈，以减弱放电通道内的磁场强度，使阴极原初电子容易进入放电通道，降低点火难度；并在点火成功后，切断励磁线圈的电源以有效节约资源。
本发明的技术方案是：永磁霍尔推力器点火装置，包括外陶瓷环、内陶瓷环、阳极组件、磁钢、导磁底座及磁钢套筒。阳极组件的外壁通过挤压安装在外陶瓷环内壁的下端，内陶瓷环的外壁下端通过挤压安装在阳极组件的内壁，外陶瓷环的内壁与内陶瓷环的外壁之间形成环形的放电通道，磁钢套筒通过挤压安装在内陶瓷环的内壁，导磁底座的外壁通过挤压安装在磁钢套筒内壁的下端，磁钢安装在磁钢套筒内，磁钢的上端顶在磁钢套筒内壁的上端，磁钢的下端顶在导磁底座的上端面。
所述的永磁霍尔推力器点火装置还包括励磁线圈及导磁套圈。
所述的导磁底座上设有环形定位圈。
所述的导磁套圈套装在磁钢的外壁，导磁套圈与磁钢安装在导磁底座上的环形定位圈内，通过环形定位圈定位，励磁线圈安装在磁钢套筒的内壁与导磁套圈的外壁之间。
本发明进一步的技术方案是：所述的导磁套圈的材料为铁。
本发明再进一步的技术方案是：所述励磁线圈的电源由阴极加热电源提供，点火成功后，切断励磁线圈的电源供应。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、本发明提供的永磁霍尔推力器点火装置通过在磁钢外设置导磁套圈，在导磁套圈与磁钢套筒之间设置励磁线圈产生附加磁场，弱化点火过程中放电室磁场强度，克服强磁场对阴极原初电子阻隔作用，方便永磁霍尔推力器起弧、引束流。
2、本发明励磁线圈的电源由阴极加热电源供电，点火成功后，切断电源供应，不仅节约了空间资源，且不会对电推进系统中其他如电源处理单元、推进剂贮供单元和控制单元等部件造成额外负担。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图发明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1的A-A的剖视图；
附图3为导磁底座的结构示意图；
附图4为附图3的B-B剖视图；
附图5为现有永磁霍尔推力器点火装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例，如图1-4所示，永磁霍尔推力器点火装置，包括外陶瓷环1、内陶瓷环2、阳极组件4、磁钢5、导磁底座6及磁钢套筒7。阳极组件4的外壁通过挤压安装在外陶瓷环1内壁的下端，内陶瓷环2的外壁下端通过挤压安装在阳极组件4的内壁，外陶瓷环1的内壁与内陶瓷环2的外壁之间形成环形的放电通道3，磁钢套筒7通过挤压安装在内陶瓷环2的内壁，导磁底座6的外壁通过挤压安装在磁钢套筒7内壁的下端，磁钢5安装在磁钢套筒7内，磁钢5的上端顶在磁钢套筒7内壁的上端，磁钢5的下端顶在导磁底座6的上端面。
所述的永磁霍尔推力器点火装置还包括励磁线圈8及导磁套圈9。
所述的导磁底座6上设有环形定位圈6-1。
所述的导磁套圈9套装在磁钢5的外壁，导磁套圈9与磁钢5安装在导磁底座6上的环形定位圈6-1内，通过环形定位圈6-1定位，励磁线圈8安装在磁钢套筒7的内壁与导磁套圈9的外壁之间。
本实施例中选择所述导磁套圈9的材料为铁。
典型的电推进系统包括电推力器、电源处理单元、推进剂贮供单元和控制单元。由控制单元分别控制电源处理单元和推进剂贮供单元，为电推力器提供其工作所需的电能及推进剂工质，电推力器通过其自身的能量转换功能，将电能转换为推进剂的动能，提供所需的推力。由于电推力器的阴极加热电源为恒流源，本身电流较大，为节约空间资源，设置所述励磁线圈8的电源由电推进系统的阴极加热电源提供，点火成功后，切断励磁线圈8的电源供应。
永磁霍尔推力器点火装置在点火过程中，励磁线圈8电连接至阴极加热电源，使得励磁线圈8附近产生与磁钢5固有磁场方向相反的磁场，从而减弱放电通道3出口处磁场强度，使得点火过程中阴极发射的原初电子顺利进入放电通道3，方便推力器起弧点火；且当该推力器点火完成后，切断励磁线圈8的电源供应，避免对放电通道3中的电子和离子产生影响。
Claims (3)
1.永磁霍尔推力器点火装置，包括外陶瓷环、内陶瓷环、阳极组件、磁钢、导磁底座及磁钢套筒；阳极组件的外壁通过挤压安装在外陶瓷环内壁的下端，内陶瓷环的外壁下端通过挤压安装在阳极组件的内壁，外陶瓷环的内壁与内陶瓷环的外壁之间形成环形的放电通道，磁钢套筒通过挤压安装在内陶瓷环的内壁，导磁底座的外壁通过挤压安装在磁钢套筒内壁的下端，磁钢安装在磁钢套筒内，磁钢的上端顶在磁钢套筒内壁的上端，磁钢的下端顶在导磁底座的上端面；其特征是：
所述的永磁霍尔推力器点火装置还包括励磁线圈及导磁套圈；
所述的导磁底座上设有环形定位圈；
所述的导磁套圈套装在磁钢的外壁，导磁套圈与磁钢安装在导磁底座上的环形定位圈内，通过环形定位圈定位，励磁线圈安装在磁钢套筒的内壁与导磁套圈的外壁之间。
2.如权利要求1所述的应用于电推进系统的永磁霍尔推力器点火装置，其特征是：所述的导磁套圈的材料为铁。
3.如权利要求1所述的应用于电推进系统的永磁霍尔推力器点火装置，其特征是：所述励磁线圈的电源阴极加热电源提供，点火成功后，切断励磁线圈的电源供应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910193614.9A CN109779865B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 永磁霍尔推力器点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910193614.9A CN109779865B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 永磁霍尔推力器点火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109779865A true CN109779865A (zh) | 2019-05-21 |
| CN109779865B CN109779865B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=66489293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910193614.9A Active CN109779865B (zh) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 永磁霍尔推力器点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109779865B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111075676A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-28 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种永磁霍尔推力器 |
| CN114135455A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-04 | 北京星辰空间科技有限公司 | 一种单线圈磁屏蔽小功率霍尔推力器 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060010851A1 (en) * | 2002-07-09 | 2006-01-19 | Centre National D'etudes Spatiales | Hall-effect plasma thruster |
| JP2007071055A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Osaka Univ | 磁場集中構造を有する磁気回路を備えたホールスラスタ |
| CN104595139A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种圆柱型会切磁场推力器 |
| CN105003409A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-28 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种霍尔推力器的阴极中心布局 |
| CN105736273A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-07-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种大高径比霍尔推力器的磁路结构 |
| CN106321389A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 霍尔推力器的镂空磁屏结构 |
| CN107165794A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种磁场可调的带磁屏蔽效应的低功率霍尔推力器 |
| CN107313910A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-03 | 北京控制工程研究所 | 一种霍尔推力器用阳极磁屏一体化结构 |
| CN107725296A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-23 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种磁感应强度可调的永磁霍尔推力器磁路结构 |
| CN109441747A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-08 | 北京航空航天大学 | 一种电推进发动机点火方式 |
| CN209990600U (zh) * | 2019-03-14 | 2020-01-24 | 南华大学 | 永磁霍尔推力器点火装置 |
-
2019
- 2019-03-14 CN CN201910193614.9A patent/CN109779865B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060010851A1 (en) * | 2002-07-09 | 2006-01-19 | Centre National D'etudes Spatiales | Hall-effect plasma thruster |
| JP2007071055A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Osaka Univ | 磁場集中構造を有する磁気回路を備えたホールスラスタ |
| CN104595139A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种圆柱型会切磁场推力器 |
| CN105003409A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-10-28 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种霍尔推力器的阴极中心布局 |
| CN105736273A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-07-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种大高径比霍尔推力器的磁路结构 |
| CN106321389A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 霍尔推力器的镂空磁屏结构 |
| CN107165794A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种磁场可调的带磁屏蔽效应的低功率霍尔推力器 |
| CN107313910A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-03 | 北京控制工程研究所 | 一种霍尔推力器用阳极磁屏一体化结构 |
| CN107725296A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-23 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种磁感应强度可调的永磁霍尔推力器磁路结构 |
| CN109441747A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-08 | 北京航空航天大学 | 一种电推进发动机点火方式 |
| CN209990600U (zh) * | 2019-03-14 | 2020-01-24 | 南华大学 | 永磁霍尔推力器点火装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111075676A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-28 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种永磁霍尔推力器 |
| CN114135455A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-04 | 北京星辰空间科技有限公司 | 一种单线圈磁屏蔽小功率霍尔推力器 |
| CN114135455B (zh) * | 2021-11-22 | 2024-04-19 | 北京星辰空间科技有限公司 | 一种单线圈磁屏蔽小功率霍尔推力器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109779865B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106351811B (zh) | 一种低功率、磁场可调的圆柱型电磁等离子体推进器 | |
| CN109779865A (zh) | 永磁霍尔推力器点火装置 | |
| CN101463763B (zh) | 磁稳等离子流点火发生器 | |
| US20050280345A1 (en) | Cylindrical electron beam generating/triggering device and method for generation of electrons | |
| CN101790276B (zh) | 一种等离子体发生装置及方法 | |
| CN109236594B (zh) | 一种低功率磁化电推进空心阴极推力器 | |
| CN209990600U (zh) | 永磁霍尔推力器点火装置 | |
| CN110486243A (zh) | 一种微阴极电弧推进系统 | |
| CN109441747B (zh) | 一种电推进发动机点火方式 | |
| CN111075676A (zh) | 一种永磁霍尔推力器 | |
| CA2477960A1 (en) | Method and device for compressing a substance by impact and plasma cathode thereto | |
| US9192041B2 (en) | Plasma torch nozzle | |
| CN115839323B (zh) | 一种自维持霍尔推力器运行方法 | |
| CN106229246B (zh) | 真空电子磁控管的冷阴极电子枪 | |
| CN210274654U (zh) | 一种无阴极等离子发生器 | |
| CN110213874B (zh) | 一种三相交流电弧等离子体喷枪装置 | |
| CN106536039B (zh) | 脉冲等离子体发动机和方法 | |
| CN110072324A (zh) | 一种无阴极等离子发生器 | |
| US3354289A (en) | Method of increasing the durability of nozzles for arc-plasma-torches with high power density and a connection arrangement for carrying out the process | |
| CN113202709A (zh) | 一种霍尔电推力器混合励磁工作方式 | |
| RU111734U1 (ru) | Плавильный плазмотрон | |
| CN109673097A (zh) | 一种风冷复合电极等离子发生器 | |
| CN105478977B (zh) | 一种建筑施工用焊机及其操作方法 | |
| CN220566188U (zh) | 一种大推力空心阴极推进器结构 | |
| CN220254711U (zh) | 一种用于空心阴极灯的激发启辉装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |