一种长寿命霍尔推力器的磁路的制作方法

文档序号:19422472发布日期:2019-12-14 01:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:包括内磁屏(12)、外磁屏(13)、内磁极(18)、外磁极(17)、导磁底板(14)、内磁芯(11)、导磁外壳(16)和内线圈(19)、外线圈(15),推力器为轴对称结构;内线圈(19)包围着内磁芯(11),内磁屏(12)包围着内线圈(19)、外磁屏(13)包围着内磁屏(12),外线圈(19)包围着外磁屏(13),导磁外壳(16)包围着外线圈(15);内磁芯(11)的两端分别与导磁底板(14)、内磁极(18)连接;内磁屏(12)和外磁屏(13)的一端均连接在导磁底板(14)上;导磁外壳(16)的两端分别与导磁底板(14)、外磁极(17)连接;外线圈(15)由导磁外壳(16)、外磁屏(13)、导磁底板(14)、外磁极(17)包围;内线圈(19)由内磁芯(11)、导磁底板(14)、内磁屏(12)、内磁极(18)包围;所述内磁极(18)与内磁屏(12)之间的径向距离r1=内磁极(18)与内磁屏(12)之间的轴向距离z1=外磁极(17)与外磁屏(13)之间的径向距离r2=外磁极(17)与外磁屏(13)之间的轴向距离z2=x,其中x为正整数。

2.根据权利要求1所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:所述内磁屏(12)、外磁屏(13)、内磁极(18)、外磁极(17)、导磁底板(14)、内磁芯(11)、导磁外壳(16)均选用电工纯铁。

3.根据权利要求1所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:所述内磁屏(12)、外磁屏(13)、导磁外壳(16)均为圆柱形薄壳结构,内磁芯(11)为圆柱形结构,内磁极(18)和导磁底板(14)为圆形薄板结构,外磁极(17)为圆环形薄板结构。

4.根据权利要求1所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:所述内磁屏(12)、外磁屏(13)、内磁极(18)、外磁极(17)的厚度在0.5mm~5mm范围内。

5.根据权利要求1所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:所述内磁屏(12)与放电通道(20)壁面之间的径向间距为0.5mm,外磁屏(13)与放电通道(20)壁面之间的径向间距为0.5mm;内磁极(18)端面的轴向位置比放电通道(20)出口平面低1~2mm,外磁极(17)端面的轴向位置比放电通道(20)出口平面低2~4mm。

6.根据权利要求1所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:所述x≤w/2,w表示放电通道宽度。

7.根据权利要求6所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:x取值的具体计算方法为:用磁场仿真软件对推力器的二维轴对称静态磁场进行数值仿真,得到推力器的静态磁场分布b(z,r),根据b(z,r)分布计算出三个特征参数:放电通道中线的最大径向磁场强度brmax值、最大径向磁场强度对应的轴向位置zbrmax、磁场梯度▽br=(brmax-br0)/(zbrmax-zbr0),其中br0为放电通道中线上阳极端面所在位置处的径向磁场强度值,zbr0为阳极端面所在的轴向位置;根据推力器的静态磁场分布b(z,r),绘制不同x取值下的放电通道中线的径向磁场强度br随轴向位置z的变化曲线,挑选出最大梯度磁场的x取值。

8.根据权利要求7所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:上述磁场仿真时内线圈(19)和外线圈(15)安匝数按照2:1的比例设置,内线圈(19)和外线圈(15)总的安匝数要求保证brmax在100~300gauss之间。

9.根据权利要求8所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:按如下条件挑选出最大梯度磁场的x取值:

a.磁场梯度▽br最大;

b.要求brmax≥200*15/w*sqrt(u/300),w为放电通道宽度,u为霍尔推力器的阳极电压,sqrt()表示开根号;

c.最大径向磁场强度对应的轴向位置zbrmax位于放电通道出口下游1mm~7mm;

d.阳极端面所在位置的放电通道中线的径向磁场强度值br0≤20gauss。

10.根据权利要求9所述的一种长寿命霍尔推力器的磁路,其特征在于:根据最大梯度磁场的x取值对应的放电通道内磁场分布,挑选出放电通道中线上对应0.8brmax磁场对应的位置z0.8,放电通道出口型面确定的方式为:放电通道出口型面与穿过z0.8处的磁力线形状一样。


技术总结
本发明一种长寿命霍尔推力器的磁路,包括内磁屏、外磁屏、内磁极、外磁极、导磁底板、内磁芯、导磁外壳和内线圈、外线圈,推力器为轴对称结构;内线圈包围着内磁芯,内磁屏包围着内线圈、外磁屏包围着内磁屏,外线圈包围着外磁屏,导磁外壳包围着外线圈;内磁芯的两端分别与导磁底板、内磁极连接;内磁屏和外磁屏的一端均连接在导磁底板上;导磁外壳的两端分别与导磁底板、外磁极连接;外线圈由导磁外壳、外磁屏、导磁底板、外磁极包围;内线圈由内磁芯、导磁底板、内磁屏、内磁极包围。

技术研发人员:毛威;扈延林;沈岩;胡大为;吴朋安;山世华;李胜军;臧娟伟;吴耀武;杨健;陈君;李栋;解舫
受保护的技术使用者:北京控制工程研究所
技术研发日:2019.05.24
技术公布日:2019.12.13
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