CN105425086B - 模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 - Google Patents
模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105425086B CN105425086B CN201610027875.XA CN201610027875A CN105425086B CN 105425086 B CN105425086 B CN 105425086B CN 201610027875 A CN201610027875 A CN 201610027875A CN 105425086 B CN105425086 B CN 105425086B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- negative electrode
- inductance
- resistance
- life test
- power
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,属于电推力器中的空心阴极技术领域。解决了现有的在阴极进行单独寿命测试时模拟电流振荡环境实际工作时不相符,阴极寿命测试的可靠性差的问题。本发明所述的空心阴极的阳极同时连接电容的一端和一号电感的一端,电容的另一端连接电阻的一端,电阻的另一端连接二号电感的一端,二号电感另一端连接交流电源的一个电源信号输出端,交流电源的另一个电源信号输出端同时连接一号电感的另一端和直流电源的正极,直流电源的负极连接空心阴极的负极。本发明适用于测试模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极的独立寿命。
Description
技术领域
本发明属于电推力器中的空心阴极技术领域。
背景技术
电推力器中的空心阴极主要为推进剂的电离提供高能电子以及起到中和离子羽流的作用。一旦阴极发生失效,整个电推进装置将无法完成点火和放电,导致电推进装置完全失效,因此,其寿命直接限制了整套电推进装置的可靠性。尽管目前世界各国的研究机构都对空心阴极开展了地面寿命试验,但是空心阴极在这一测试过程中的电流振荡却存在着与电推力器耦合工作时不相符问题。电推力器在工作过程中由于放电通道内中性气体原子存在电离不稳定的现象,这一现象导致电推力器与空心阴极耦合工作时从空心阴极所引出的羽流区电子电流密度存在着瞬时变化,因此,阴极与推力器一起工作时存在电流振荡的问题。但是目前阴极在单独进行寿命测试时电流几乎是恒定的,并未存在与电推力器一起工作时的振荡频率和振幅,与真实的工作环境存在差异,同时电流振荡对空心阴极顶孔的腐蚀和温度有着重要的影响,导致所测得阴极寿命数据也欠缺一定的可靠性。
因此,有必要在阴极进行单独寿命测试时给予与电推力器耦合工作时的电流振荡环境,从而提高阴极寿命测试的可靠性。
发明内容
本发明是为了解决现有的在阴极进行单独寿命测试时模拟电流振荡环境实际工作时不相符,阴极寿命测试的可靠性差的问题,提出了一种模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路。
本发明所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,它包括直流电源(DC)、交流电源(AC)、一号电感(L1)、二号电感(L2)、电阻(R)和电容(C);
空心阴极(HC)的阳极同时连接电容(C)的一端和一号电感(L1)的一端,电容(C)的另一端连接电阻(R)的一端,电阻(R)的另一端连接二号电感(L2)的一端,二号电感(L2)另一端连接交流电源(AC)的一个电源信号输出端,交流电源(AC)的另一个电源信号输出端同时连接一号电感(L1)的另一端和直流电源(DC)的正极,直流电源(DC)的负极连接空心阴极(HC)的负极。
本发明在现有的阴极寿命测试的阳极回路里串联一号电感L1,在一号电感L1的两侧并联一个与交流源、电阻R以及二号电感L2串联的电容C。通过调节交流源的频率和振幅使得阴极两侧的电压发生振荡,进而满足单独寿命测试的阴极的电流振荡的频率和振幅,且与实际工作时的电流振荡的频率和振幅相近。
与现有技术相比,本发明的有益效果是通过在现有的单独进行阴极寿命测试的阳极回路中接入一个模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,使得阴极进行寿命测试时的电流振荡的频率和幅度与实际中与电推力器耦合工作时更加相符,提高了阴极单独进行寿命测试时所得数据的可靠性,便于阴极寿命测试的研究。整个电路的参数易于变化,电路连接简单。
附图说明
图1为本发明所述的电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式,本实施方式所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,它包括直流电源(DC)、交流电源(AC)、一号电感(L1)、二号电感(L2)、电阻(R)和电容(C);
空心阴极(HC)的阳极同时连接电容(C)的一端和一号电感(L1)的一端,电容(C)的另一端连接电阻(R)的一端,电阻(R)的另一端连接二号电感(L2)的一端,二号电感(L2)另一端连接交流电源(AC)的一个电源信号输出端,交流电源(AC)的另一个电源信号输出端同时连接一号电感(L1)的另一端和直流电源(DC)的正极,直流电源(DC)的负极连接空心阴极(HC)的阴极。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路的进一步说明,一号电感(L1)的感抗为10mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.7mH,交流电源(AC)的频率为17KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为5Ω,功率为75W。
本实施方式所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路测试的空心阴极(HC)的放电电流为范围为4A-10A,当放电电流为4A时,放电电压为20.71V,电流振荡的振幅为±1.21A。
当空心阴极(HC)放电电流为8A时,放电电压为26.38V,电流振荡的振幅为±1.20A。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路的进一步说明,一号电感(L1)的感抗为5mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.2mH,交流电源(AC)的频率为31KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为5Ω,功率为75W。
本实施方式所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路测试的空心阴极的放电电流范围为4-10A,当空心阴极(HC)的放电电流为4A,放电电压为20.72V,电流振荡的振幅为±0.94A。
具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路的进一步说明,一号电感(L1)的感抗为5mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.2mH,交流电源(AC)的频率为31KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为10Ω,功率为75W。
本实施方式所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路测试的空心阴极的放电电流范围为4-10A,当空心阴极(HC)的放电电流为4A时,放电电压为20.37V,电流振荡的振幅为±0.73A。
本发明中的在测试的过程中通过调节交流源U的频率和电压,来调节电感L两侧的电压振荡频率和振幅,进而调节阴极单独进行寿命测试过程中电流振荡的频率和振幅。可以保持交流源的输出频率不变,通过调节交流源的电压的方法来起到调节阴极单独进行寿命测试时所需的电流振幅的作用。为了使得交流源的输出信号不通过电感L1回路,要求电感L1在实际工作中所产生的阻抗要远大于电感L2所产生的等效阻抗。为了引起交流源和电感L2以及电容C发生谐振,电感L1的值应远大于电感L2的值,至少应在10倍以上;同时由于阴极在测试过程中表现出电感特性,其值大约为几十uH,要求电感L2的值应远大于该值,至少应在10倍以上。可以通过调节电容C的值来改变电感L2以及电容C的固有频率,进而调节交流源的频率与其相同从而引发谐振。接入电阻R产生的阻尼使得电流振荡波形更加平滑;可以通过调节电阻R的参数来改变交流源和电感L2以及电容C引起谐振时的电流振荡峰值,同时电阻R的参数不宜过大,避免干扰交流源和电感L2以及电容C引起谐振。电感L2所串联的电阻R若存在电感,则在引起交流源和电感L2以及电容C发生谐振时需要将电阻R所产生的等效电感并入到电感L2以及阴极工作时所产生的感值中。电感L2所串联的电阻R具体数值应根据实际交流源的特性所选择,但其阻值和功率不应过小,以防所产生的电感影响交流源和电感L2以及电容C发生串联谐振时电阻R两端电压等于交流源输出电压时烧坏电器。
Claims (4)
1.模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,其特征在于,它包括直流电源(DC)、交流电源(AC)、一号电感(L1)、二号电感(L2)、电阻(R)和电容(C);
空心阴极(HC)的阳极同时连接电容(C)的一端和一号电感(L1)的一端,电容(C)的另一端连接电阻(R)的一端,电阻(R)的另一端连接二号电感(L2)的一端,二号电感(L2)另一端连接交流电源(AC)的一个电源信号输出端,交流电源(AC)的另一个电源信号输出端同时连接一号电感(L1)的另一端和直流电源(DC)的正极,直流电源(DC)的负极连接空心阴极(HC)的阴极。
2.根据权利要求1所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,其特征在于,一号电感(L1)的感抗为10mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.7mH,交流电源(AC)的频率为17KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为5Ω、功率为75W。
3.根据权利要求1所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,其特征在于,一号电感(L1)的感抗为5mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.2mH,交流电源(AC)的频率为31KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为5Ω、功率为75W。
4.根据权利要求1所述的模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路,其特征在于,一号电感(L1)的感抗为5mH,电容(C)的容抗为0.1uF,二号电感(L2)感抗为0.2mH,交流电源(AC)的频率为31KHz,电压为22V,电阻(R)的阻值为10Ω、功率为75W。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610027875.XA CN105425086B (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610027875.XA CN105425086B (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105425086A CN105425086A (zh) | 2016-03-23 |
CN105425086B true CN105425086B (zh) | 2018-03-16 |
Family
ID=55503418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610027875.XA Expired - Fee Related CN105425086B (zh) | 2016-01-16 | 2016-01-16 | 模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105425086B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116148605B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-12-12 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种电推力器高电压绝缘的验证方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU786529A1 (ru) * | 1979-07-24 | 1982-03-30 | Саратовский политехнический институт | Газоразр дный датчик |
US4549091A (en) * | 1983-08-08 | 1985-10-22 | Standard Oil Company (Indiana) | Electrical excitation circuit for gas lasers |
CN88201089U (zh) * | 1988-02-05 | 1988-11-02 | 北京有色金属研究总院 | 高性能空心阴极灯用辅助供电电源 |
CN2407345Y (zh) * | 2000-02-25 | 2000-11-22 | 高英奇 | 用于自吸效应背景校正的高性能空心阴极灯供电电源装置 |
CN101409973A (zh) * | 2007-10-11 | 2009-04-15 | 上海光谱仪器有限公司 | 一种使用间歇脉冲点灯技术延长自吸式空心阴极灯寿命的方法 |
CN103596348A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种等离子体霍尔效应推力器低频振荡抑制外回路 |
CN103917034A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-07-09 | 上海空间推进研究所 | 一种空心阴极点火电路 |
CN103982386A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-08-13 | 哈尔滨工业大学 | 等离子体霍尔推力器点火方法 |
CN104502825A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 西安交通大学 | Owts电力电缆振荡波试验设备及试验方法 |
CN204666775U (zh) * | 2015-04-19 | 2015-09-23 | 刘晓岚 | 空心阴极放电试验装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013543218A (ja) * | 2010-09-24 | 2013-11-28 | モックステック・インコーポレーテッド | 小型のx線源 |
-
2016
- 2016-01-16 CN CN201610027875.XA patent/CN105425086B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU786529A1 (ru) * | 1979-07-24 | 1982-03-30 | Саратовский политехнический институт | Газоразр дный датчик |
US4549091A (en) * | 1983-08-08 | 1985-10-22 | Standard Oil Company (Indiana) | Electrical excitation circuit for gas lasers |
CN88201089U (zh) * | 1988-02-05 | 1988-11-02 | 北京有色金属研究总院 | 高性能空心阴极灯用辅助供电电源 |
CN2407345Y (zh) * | 2000-02-25 | 2000-11-22 | 高英奇 | 用于自吸效应背景校正的高性能空心阴极灯供电电源装置 |
CN101409973A (zh) * | 2007-10-11 | 2009-04-15 | 上海光谱仪器有限公司 | 一种使用间歇脉冲点灯技术延长自吸式空心阴极灯寿命的方法 |
CN103596348A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种等离子体霍尔效应推力器低频振荡抑制外回路 |
CN103917034A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-07-09 | 上海空间推进研究所 | 一种空心阴极点火电路 |
CN103982386A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-08-13 | 哈尔滨工业大学 | 等离子体霍尔推力器点火方法 |
CN104502825A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 西安交通大学 | Owts电力电缆振荡波试验设备及试验方法 |
CN204666775U (zh) * | 2015-04-19 | 2015-09-23 | 刘晓岚 | 空心阴极放电试验装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
80mN霍尔推力器空心阴极寿命试验;乔彩霞等;《火箭推进》;20140831;第40卷(第4期);第11-15、49页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105425086A (zh) | 2016-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103596348A (zh) | 一种等离子体霍尔效应推力器低频振荡抑制外回路 | |
CN106019005B (zh) | 一种用于模拟暂态地电位升高的试验系统及方法 | |
CN107257209A (zh) | 一种应用于氢闸流管的高压纳秒脉冲触发器 | |
CN105425086B (zh) | 模拟阴极与电推力器耦合放电电流振荡的阴极独立寿命测试外回路 | |
CN109995265A (zh) | 程控高压重频纳秒脉冲电源、系统及控制方法 | |
CN113251437A (zh) | 一种单电源多电极电弧点火装置及方法 | |
CN116306403A (zh) | 基于串抗电弧性匝间短路激发3、5次谐波电流的建模仿真方法 | |
CN205902064U (zh) | 电子管离子扬声器 | |
CN206194225U (zh) | 用于展示电磁现象的电磁大舞台 | |
CN106205306B (zh) | 一种35kV电容式电压互感器铁磁谐振仿真模型 | |
CN206002646U (zh) | 一种交流叠加脉冲振荡高压试验电路 | |
CN103474293B (zh) | 电子型节电交流接触器 | |
CN109743042A (zh) | 基于真空密闭环境具有低等效电感的强脉冲电流发生装置 | |
CN203734137U (zh) | 一种基于激光触发的空气间隙 | |
CN103400724B (zh) | 兼具抗雷功能的节电静噪交流接触器 | |
CN106526470A (zh) | 一种用于高压交流断路器试验方式t10、t30中的试验回路及其配置方法 | |
CN106569115A (zh) | 一种用于干式空心电抗器匝间绝缘过电压检验的改进电路 | |
Wang et al. | Flexible grounding control strategy based on proportional series inertial control for distribution networks | |
CN107121626B (zh) | 一种交流峰值叠加脉冲振荡高压的产生方法 | |
CN108631757A (zh) | 一种改进型多管串联雪崩管Marx发生器 | |
CN110428999B (zh) | 一种多断口真空断路器电压分布的外加磁场控制系统 | |
CN105699828A (zh) | 一种放电线圈励磁特性测试回路 | |
CN206992693U (zh) | 阻尼电阻同步触发装置 | |
CN206698417U (zh) | 一种超音频正弦波电子管放大器灯丝的伺服电路 | |
CN201323553Y (zh) | 新型脉宽调制式功放器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180316 |