CN104232849A - 离子推力器磁钢稳定化处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁钢稳定化处理的试验方法，步骤1、将磁钢装入磁钢套筒，将磁钢套筒装入工装架中，工装架中的磁钢相互平行，且相邻两根磁钢按照N级和S级交替的顺序排列；步骤2、在工装架上布置温度传感器后，将工装架装入温控设备内；步骤3、通过温控设备高低温交替试验实现磁钢的稳定化处理。本发明有效地提高了磁钢的热稳定性，进而提高了离子推力器放电室的工作稳定性，增加了离子推力器工作的稳定度，对离子推力器的长寿命、高可靠工作创造的必要条件。

Description

离子推力器磁钢稳定化处理的方法

技术领域

本发明涉及磁钢稳定化处理技术，特别是采用高低温循环进行离子推进器磁钢稳定化处理的方法。

背景技术

离子推力器高可靠、长寿命的关键是离子推力器放电室稳定工作，而放电室稳定工作的前提是磁钢的热稳定性。磁钢退磁会对推力器放电室磁场产生影响，导致推力器不能稳定工作。

但现有技术没有考虑磁钢退磁对于推力器的影响，因此在使用磁钢时，均未对磁钢做稳定化处理，故需利用本发明对磁钢进行稳定化处理，以满足离子推力器的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种推力器磁钢稳定化处理方法，能够有效地提高磁钢的热稳定性，进而提高离子推力器放电室的工作稳定性，增加了离子推力器工作的稳定度，对离子推力器的长寿命、高可靠工作创造的必要条件。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种离子推进器磁钢稳定化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将磁钢装入磁钢套筒，将磁钢套筒装入工装架中，工装架中的磁钢相互平行，且相邻两根磁钢按照N级和S级交替的顺序排列；

步骤2、在工装架上布置温度传感器后，将工装架装入温控设备内；

步骤3、通过温控设备高低温交替试验实现磁钢的稳定化处理。

其中，所述步骤3中，稳定化处理由高温段开始，交替经历高温段和低温段各15次，最后从高温下降到室温结束；其中，高温段和低温段的温度根据磁钢使用工况确定，高温段和低温段均保温2小时，控温精度为±4℃；升、降温的速率根据推力器工作的升、降温速率选取。

优选地，所述工装架分为主体支架和连接支架；

主体支架内开设多个相互平行的纵向沉孔作为磁钢套筒的容纳槽，沉孔底部开设第一安装孔；主体支架的外壁开设有许多凹槽；主体支架左右两侧设有与温控设备的内腔连接定位用的螺钉孔；

连接支架上开设有与所述第一安装孔位置对应的第二安装孔；

磁钢套筒两端设计内螺纹；磁钢装入磁钢套筒后，磁钢套筒两端分别旋入上螺柱和下螺柱，上螺柱和下螺柱均为具有一个台阶面的两段式螺柱；组装有上、下螺柱的磁钢套筒装入所述容纳槽，其中上螺柱的细端穿过所述第一安装孔并由台阶面进行定位，下螺柱的细端穿过连接支架的第二安装孔；采用螺母与上螺柱配合将磁钢套筒与主体支架相互固定，采用螺母与下螺柱配合将磁钢套筒、主体支架以及连接支架相互固定。

优选地，所述容纳槽之间开设有减重孔。

优选地，所述连接支架上开设有减重槽。

优选地，所述主体支架包括多种规格，对应不同规格的磁钢套筒；不同规格的磁钢套筒长度不同，根据磁钢长度确定。

优选地，温度传感器布置在工装架的左、中、右三个部分。

优选地，该方法进一步包括：

步骤4、将工装架从温控设备中拆解；

步骤5、将磁钢套筒从工装架拆下，再将磁钢从磁钢套筒中取出，且磁钢与其他铁磁性材料之间保持安全距离；

步骤6、使用磁通计测量磁钢磁通量，测量完成后，将磁钢按照合格和不合格分类存放。

优选地，步骤6在测量时，先将两个固定环装在磁通计的感应线圈的两端，再将套筒穿入两固定环的环孔内，将被测磁钢从套筒一侧穿入另一侧穿出，即可测得被测磁钢的磁通量。

有益效果：

磁钢在高温时会产生退磁，推力器的工作环境是高低温交替，因此本发明使用高低温循环设备对磁钢进行稳定化处理，借以筛选出符合离子推力器使用环境温度的磁钢。本发明有效地提高了磁钢的热稳定性，进而直接提高了离子推力器放电室的工作稳定性，增加了离子推力器工作的稳定度，对离子推力器的长寿命、高可靠工作创造的必要条件。

附图说明

图1是工装架和磁钢套筒安装后的结构示意图，包括磁钢套筒部分的剖视图。

图2是主体支架俯视图。

图3是高低温循环曲线示意图。

图4是磁钢磁通量测试工装结构示意图。

其中，1-主体支架，2-连接支架，3-容纳槽，4-第一安装孔，5-凹槽，6-螺钉孔，7-第二安装孔，8-上螺柱，9-下螺柱，10-减重孔，11-减重槽，20、21-固定环，22-套筒，23-感应线圈，24-被测磁钢。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

磁钢在高温工作时会产生退磁，但其在高温工作一段时间后，磁损失将不再增加，而推力器的工作环境是高低温交替，因此希望在这样的工作环境下，令磁钢退磁并使其达到磁损失不再增加的稳定工作点，从而实现稳定化处理，进而可以筛选出退磁后仍能够达到磁通量要求的磁钢，以满足推力器的使用要求。

本发明推力器磁钢稳定化处理方法的具体实施步骤如下：

步骤1、将磁钢装入磁钢套筒中，再将磁钢套筒装入工装架中，工装架中的磁钢相互平行，且相邻两根磁钢按照N级和S级交替的顺序排列。

工装架分为主体支架1和连接支架2。结合图2，主体支架1内开设多个相互平行的纵向沉孔作为磁钢套筒的容纳槽3，沉孔底部开设第一安装孔4。容纳槽3的数量可以根据温控设备的大小进行适宜调整。容纳槽3之间可以开设减重孔10。主体支架1的外壁开设有许多凹槽5，主要用于在加热时减小磁钢和温控设备内环境的温度梯度差。主体支架1左右两侧设有与温控设备的内腔连接定位用的螺钉孔6，使工装在温控设备内可以径向固定。

如图1所示，连接支架2上开设有与所述第一安装孔4位置对应的第二安装孔7。连接支架2上开设多个螺钉孔(图中未示出)，用于连接主体支架1和温控设备，使工装在温控设备内可以轴向固定。连接支架2表面的凹槽是减重槽11，主要是为了减轻重量。

磁钢套筒两端设有内螺纹；磁钢装入磁钢套筒后，磁钢套筒两端分别旋入上螺柱8和下螺柱9。上螺柱8和下螺柱9均为具有一个台阶面的两段式螺柱。组装有上、下螺柱的磁钢套筒装入所述容纳槽3，其中上螺柱8的细端穿过所述第一安装孔4并由台阶面进行定位，下螺柱9的细端穿过连接支架2的第二安装孔7。采用螺母与上螺柱8配合将磁钢套筒与主体支架1相互固定，采用螺母与下螺柱9配合将磁钢套筒、主体支架1以及连接支架2相互固定。

主体支架1可以设计多种规格，对应不同规格的磁钢套筒；不同规格的磁钢套筒长度不同，根据磁钢长度确定。

步骤2、在工装架上布置温度传感器后，将工装架装入温控设备内。

在工装架的左、中、右三个部分布置温度传感器1、2、3。如图2所示，布置在主体支架的两端及中心的共三个位置点上。以这三个位置点的平均值，作为检测温度值，进行温控。

步骤3、通过温控设备高低温交替试验实现磁钢的稳定化处理。

稳定化处理由高温段开始，交替经历高温段和低温段各15次，最后从高温下降到室温结束；其中，高温段温度为(推力器最高工作温度±4)℃，保温2小时；低温段温度为(推力器最低工作温度±4)℃，保温2小时；升、降温的速率根据推力器工作的升、降温速率选取，可以选择≥1.0℃/min。单次循环的曲线图如图3所示。

步骤4、将工装架从温控设备中拆解。

步骤5、将磁钢套筒从工装架拆下，再将磁钢从磁钢套筒中取出，操作过程中需轻拿轻放，且磁钢与其他铁磁性材料之间保持700mm以上的安全距离。

步骤6、使用磁通计测量磁钢磁通量，测量完成后，将磁钢按照合格和不合格分类存放。

其中，参见图4，测量时，先将两个固定环20和21装在磁通计的感应线圈23的两端，再将套筒22穿入两固定环的环孔内，将被测磁钢24从套筒22一侧穿入另一侧穿出，即可测得被测磁钢24的磁通量。测量完成后，将磁钢按照合格和不合格两类分类存放。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离子推进器磁钢稳定化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将磁钢装入磁钢套筒，将磁钢套筒装入工装架中，工装架中的磁钢相互平行，且相邻两根磁钢按照N级和S级交替的顺序排列；

步骤2、在工装架上布置温度传感器后，将工装架装入温控设备内；

步骤3、通过温控设备高低温交替试验实现磁钢的稳定化处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，稳定化处理由高温段开始，交替经历高温段和低温段各15次，最后从高温下降到室温结束；其中，高温段和低温段的温度根据磁钢使用工况确定，高温段和低温段均保温2小时，控温精度为±4℃；升、降温的速率根据推力器工作的升、降温速率选取。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工装架分为主体支架(1)和连接支架(2)；

主体支架(1)内开设多个相互平行的纵向沉孔作为磁钢套筒的容纳槽(3)，沉孔底部开设第一安装孔(4)；主体支架(1)的外壁开设有许多凹槽(5)；主体支架(1)左右两侧设有与温控设备的内腔连接定位用的螺钉孔(6)；

连接支架(2)上开设有与所述第一安装孔(4)位置对应的第二安装孔(7)；

磁钢套筒两端设计内螺纹；磁钢装入磁钢套筒后，磁钢套筒两端分别旋入上螺柱(8)和下螺柱(9)，上螺柱(8)和下螺柱(9)均为具有一个台阶面的两段式螺柱；组装有上、下螺柱的磁钢套筒装入所述容纳槽(3)，其中上螺柱(8)的细端穿过所述第一安装孔(4)并由台阶面进行定位，下螺柱(9)的细端穿过连接支架(2)的第二安装孔(7)；采用螺母与上螺柱(8)配合将磁钢套筒与主体支架(1)相互固定，采用螺母与下螺柱(9)配合将磁钢套筒、主体支架(1)以及连接支架(2)相互固定。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述容纳槽(3)之间开设有减重孔(10)。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述连接支架(2)上开设有减重槽(11)。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主体支架(1)包括多种规格，对应不同规格的磁钢套筒；不同规格的磁钢套筒长度不同，根据磁钢长度确定。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：温度传感器布置在工装架的左、中、右三个部分。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

步骤4、将工装架从温控设备中拆解；

步骤5、将磁钢套筒从工装架拆下，再将磁钢从磁钢套筒中取出，且磁钢与其他铁磁性材料之间保持安全距离；

步骤6、使用磁通计测量磁钢磁通量，测量完成后，将磁钢按照合格和不合格分类存放。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤6在测量时，先将两个固定环(21、20)装在磁通计的感应线圈(23)的两端，再将套筒(22)穿入两固定环(21、20)的环孔内，将被测磁钢(24)从套筒(22)一侧穿入另一侧穿出，即可测得被测磁钢(24)的磁通量。