CN110148861A - 环形离子推力器电连接器热防护装置 - Google Patents

环形离子推力器电连接器热防护装置 Download PDF

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Abstract

环形离子推力器电连接器热防护装置，包括电连接器安装盒和盒盖，电连接器安装盒的一侧壁上设有电连接器安装孔，电连接器安装盒的后侧壁上设有导线过孔，导线转接板、接线柱和绝缘垫。导线转接板焊接固定在电连接器安装盒内，与电连接器安装盒的上壁、下壁平行；导线让位槽设于导线转接板上靠近电连接器安装孔的一端；多个导线定位孔设于导线连接板上，相邻导线定位孔的间距相等；接线柱通过螺母导线定位孔中，螺母与导线转接板的接触面均设有绝缘垫。本发明的结构简单、操作方便，推广性较强，能够避免高温直接通过导线传至电连接器，有效降低电连接器的工作温度，实现电连接器的热热防护，提高环形离子推力器的性能和工作可靠性。

Description

环形离子推力器电连接器热防护装置
技术领域
本发明涉及航天器电推进领域，特别是一种环形离子推力器电连接器热防护装置。
背景技术
环形离子推力器是在近几年提出的一种全新在轨电推进方式，环形离子推力器具有大推力（1～2N），高比冲（＞4000s），高效率等优点，受到国际航天器电推进市场的青睐。
由于环形离子推力器工作功率高（10kW～20kW）且口径较大（>50cm），工作过程中长期热量累积效应下使得环形离子推力器的工作温度较高。目前环形离子推力器中的电连接大多由导线和电连接器得以实现，电连接器通过电连接器安装盒进行固定，导线束扎在安装盒内，导线的一端连接至电连接器的插头上，导线的另一端直接与高温部件进行连接，热量沿着导线由高温部件传至电连接器，而电连接器的耐受温度上限一般在210℃左右，超过此温度则会造成电连接器的寿命缩短甚至是损坏，且电连接器安装盒内的温度过高会使得其内束扎在一起的导线之间存在接触短路风险。因而环形离子推力器在工作过程中，大量热量将沿着导线传至电连接器，长期积累下很容易使得电连接器发生损坏，从而造成环形离子推力器短路而无法正常工作。
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环形离子推力器电连接器热防护装置，通过设置具有导线让位槽和导线定位孔的导线转接板，在并在导线定位孔内设置接线柱，导线通过接线柱分别连接高温部件和电连接器，从而避免导线直接与电连接器连接，并通过导线定位孔确保导线之间的距离，进而改善电连接器的工作温度，提高电连接器的可靠性及寿命。
本发明的技术方案是：环形离子推力器电连接器热防护装置，包括电连接器安装盒和通过螺钉固定在电连接器安装盒上的盒盖，电连接器安装盒的一侧壁上设有电连接器安装孔，电连接器安装盒的后侧壁上设有导线过孔，还包括导线转接板、接线柱和绝缘垫。
所述导线转接板包括多个导线定位孔和导线让位槽。所述多个导线定位孔设于导线连接板上，相邻导线定位孔的间距相等；所述导线让位槽设于导线转接板上靠近电连接器安装孔的一端，用于多条导线与电连接器的穿引。
所述导线转接板安装于电连接器安装盒内，采用焊接固定在电连接器安装盒的四周侧壁上，并与电连接器安装盒的上壁、下壁平行。
所述接线柱的数量为多个，每个接线柱通过螺母分别固定于导线定位孔中，螺母与导线转接板的接触面均设有绝缘垫。
本发明进一步的技术方案是：所述电连接器安装盒和导线转接板的材质均采用2A12铝合金；绝缘垫的材质为氮化铝陶瓷材料，厚度为4mm。
本发明再进一步的技术方案是：所述导线转接板安装在距离电连接器安装孔中心偏5mm处；所述导线让位槽靠近电连接器的一端与电连接器的形状相适应，另一端为圆形倒角。
本发明更进一步的技术方案是：导线定位孔为Φ5mm的圆形通孔，两两导线定位孔间的间距为1.5cm。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、本发明设置导热性能好的导线转接板，将导线中绝大部分热量传导至安装盒，并通过提高安装盒外表面发射系数来实现散热，从而避免热量直接通过导线传至电连接器，有效降低了电连接器的工作温度，提高了环形离子推力器的性能。
2、本发明设置导线让位槽和导线定位孔有效降低了多股导线间发生接触短路的风险，相比原有多股导线束扎后直接与电连接器相连的方式，大幅增强了环形离子推力器的工作可靠性。
3、本发明结构简单、操作方便，推广性较强，能够相应推广至不同类型的电推力器，实现电接插件热热防护的目的。
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。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明的左视图；
图4为本发明的使用状态示意图；
图5为本发明在使用时的温度仿真图。
具体实施方式
实施例一，如图1-3所示，环形离子推力器电连接器热防护装置，包括电连接器安装盒1和通过螺钉固定在电连接器安装盒1上的盒盖2，电连接器安装盒1的一侧壁上设有电连接器安装孔1-1，电连接器安装盒1的后侧壁上设有导线过孔1-2。
环形离子推力器电连接器热防护装置还包括导线转接板3、接线柱4和绝缘垫5。
所述导线转接板3包括多个导线定位孔3-1和导线让位槽3-2。
所述多个导线定位孔3-1设于导线连接板3上，相邻导线定位孔3-1的间距相等。具体地，导线定位孔3-1为Φ5mm的圆形通孔，两两导线定位孔3-1间的间距为1.5cm。导线定位孔3-1用于将多条导线按导线定位孔3-1的位置进行固定，以避免导线之间造成接触短路风险。
所述导线让位槽3-2设于导线转接板3上靠近电连接器安装孔1-1的一端，用于多条导线与电连接器7的穿引。
优选地，所述导线让位槽3-2靠近电连接器7的一端与电连接器7的形状相适应，另一端为圆形倒角。
所述导线转接板3安装于电连接器安装盒1内，采用焊接固定在电连接器安装盒1的四周侧壁上，并与电连接器安装盒1的上壁、下壁平行。
优选地，所述导线转接板3安装在距离电连接器安装孔1-1中心偏5mm处。
所述接线柱4通过螺母6固定于导线定位孔3-1中，接线柱4的材质为热导率较低的不锈钢材料，用于阻碍导线的热量传送，尽量通过导线转接板散热。
所述螺母6与导线转接板3的接触面均设有绝缘垫5，绝缘垫5的材质为导热性能较好的氮化铝陶瓷材料，其厚度为4mm。
为进一步降低电连接器安装盒1内的温度以及沿导线传输到电连接器7的温度，设置电连接器安装盒1和导线转接板3的材质均采用2A12铝合金，从而使得导线温度散发较快；所述导线转接板3表面做阳极氧化处理，将其发射率提高至0.8以上，使得导线转接板散热性能较好。
如图4所示，使用时，环形离子推力器电连接器7固定安装在电连接器安装盒1侧壁上的电连接器安装孔1-1内，原有直接从高温部件连接至电连接器的导线分为两段，一段导线从高温部件连接至导线转接板3上接线柱4的一端，另一段导线从导线转接板3上连接柱4的另一端连接至电连接器7。
通过上述连接方式，高温部件的温度通过导线传递到连接柱4上，再由连接柱4上的导线传递到电连接器7。
如图5所示，通过对该连接方式的温度传递路径进行温度仿真可知，高温部件的温度约为380度，经过导线的传输以及电连接器安装盒1和导线转接板3的散热作用后，传至连接柱4上的温度约为200度，经过导线进一步连接到电连接器7的温度约为150度。由此可知，该电连接器热防护装置能够有效降低电连接器7的工作温度，提高电连接器7的可靠性及工作寿命，进而确保环形离子推力器的工作性能。

Claims (4)

1.环形离子推力器电连接器热防护装置，包括电连接器安装盒和通过螺钉固定在电连接器安装盒上的盒盖，电连接器安装盒的一侧壁上设有电连接器安装孔，电连接器安装盒的后侧壁上设有导线过孔，其特征是：还包括导线转接板、接线柱和绝缘垫；
所述导线转接板包括多个导线定位孔和导线让位槽；所述多个导线定位孔设于导线连接板上，相邻导线定位孔的间距相等；所述导线让位槽设于导线转接板上靠近电连接器安装孔的一端，用于多条导线与电连接器的穿引；
所述导线转接板安装于电连接器安装盒内，采用焊接固定在电连接器安装盒的四周侧壁上，并与电连接器安装盒的上壁、下壁平行；
所述接线柱的数量为多个，每个接线柱通过螺母分别固定于导线定位孔中，螺母与导线转接板的接触面均设有绝缘垫。
2.如权利要求1所述的环形离子推力器电连接器热防护装置，其特征是：所述电连接器安装盒和导线转接板的材质均采用2A12铝合金；绝缘垫的材质为氮化铝陶瓷材料，厚度为4mm。
3.如权利要求1所述的环形离子推力器电连接器热防护装置，其特征是：所述导线转接板安装在距离电连接器安装孔中心偏5mm处；所述导线让位槽靠近电连接器的一端与电连接器的形状相适应，另一端为圆形倒角。
4.如权利要求1所述的环形离子推力器电连接器热防护装置，其特征是：导线定位孔为Φ5mm的圆形通孔，两两导线定位孔间的间距为1.5cm。
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