CN111075676A - 一种永磁霍尔推力器 - Google Patents

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郭宁
罗卫东
张天平
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Abstract

本发明提供了一种永磁霍尔推力器，包括阳极组件、外陶瓷环、内陶瓷环、磁钢套筒、磁钢、导磁底座、内铁芯及励磁线圈；所述磁钢套筒将磁钢包裹在导磁底座上，磁钢套筒与磁钢之间设置环形的内铁芯，内铁芯周围缠绕励磁线圈，励磁线圈产生的附加磁场方向与磁钢固有磁场方向相反；内陶瓷环为回转体结构，套装在磁钢套筒外壁；外陶瓷环为回转体结构，套装在内陶瓷环外侧，且外陶瓷环与内陶瓷环之间设置阳极组件，形成放电室。本发明能够改善永磁霍尔推力器点火性能。

Description

一种永磁霍尔推力器
技术领域
本发明涉及航天空间电推进技术领域，具体涉及一种永磁霍尔推力器。
背景技术
随着小卫星市场蓬勃发展，对小功率电推力器需求也愈加迫切，小功率永磁霍尔推力器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。如图1所示，现有永磁霍尔推力器一般包括阳极组件1、外陶瓷环2、内陶瓷环3、磁钢套筒4、磁钢5及导磁底座6，小功率永磁霍尔推力器(＜500W，口径直径小于7cm)放电室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原初电子难以进入放电通道，造成推力器起弧较难实现。
正常点火低于100Gs，目前主要采用提高阳极电压(>500V)对电源器件有千伏以上的高压要求和增大阳极流量(>2倍额定值)等方法实现永磁霍尔推力器点火，这种点火方式中高电压、大流量等条件是一种空间资源的浪费，同时对电推进系统其他单机(PPU、贮供单元等)研制提出更高要求，这便对永磁霍尔推力器的试验和应用形成一种不利因素。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种永磁霍尔推力器，能够改善永磁霍尔推力器点火性能。
本发明采取的技术方案如下：
一种永磁霍尔推力器，所述永磁霍尔推力器包括阳极组件、外陶瓷环、内陶瓷环、磁钢套筒、磁钢、导磁底座、内铁芯及励磁线圈；
所述磁钢套筒将磁钢包裹在导磁底座上，磁钢套筒与磁钢之间设置环形的内铁芯，内铁芯周围缠绕励磁线圈，励磁线圈产生的附加磁场方向与磁钢固有磁场方向相反；内陶瓷环为回转体结构，套装在磁钢套筒外壁；外陶瓷环为回转体结构，套装在内陶瓷环外侧，且外陶瓷环与内陶瓷环之间设置阳极组件，形成放电室。
进一步地，所述励磁线圈由原阴极加热电源供电。
有益效果：
1、本发明通过在原有磁钢与磁钢套筒之间设置环形的内铁芯，内铁芯周围缠绕励磁线圈，由励磁线圈产生附加磁场以减弱放电室内出口磁场强度，克服强磁场对阴极原初电子阻隔作用，使阴极发射的原初电子更容易进入放电室内，以便推力器起弧、引束流，进而使得放电室更容易点火，改善永磁霍尔推力器点火性能，同时不会对电源单元、贮供单元供气、控制单元等单机造成额外负担。
2、本发明励磁线圈供电电源由原阴极加热电源提供，不再消耗额外功率，对永磁霍尔推力器稳定工作无影响，不破坏永磁特征。而且，由于阴极加热电源为恒流源，本身电流较大，所以励磁线圈匝数少，重量轻。
附图说明
图1为现有永磁霍尔推力器结构示意图；
图2为本发明的永磁霍尔推力器示意图。
其中，1-阳极组件、2-外陶瓷环、3-内陶瓷环、4-磁钢套筒、5-磁钢、6-导磁底座、7-励磁线圈、8-内铁芯。
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。
本实施例提供了一种永磁霍尔推力器，利用在点火过程中增加附加磁场，以减弱放电室内出口磁场强度的工作原理，增加内铁芯8及励磁线圈7，如图2所示，本永磁霍尔推力器包括阳极组件1、外陶瓷环2、内陶瓷环3、磁钢套筒4、磁钢5、导磁底座6、内铁芯8及励磁线圈7。
磁钢套筒4将磁钢5包裹在导磁底座6上，磁钢套筒4与磁钢5之间设置环形的内铁芯8，内铁芯8为导磁材料，内铁芯8周围缠绕励磁线圈7，励磁线圈7产生的附加磁场方向与磁钢5固有磁场方向相反；内陶瓷环3为回转体结构，套装在磁钢套筒4外壁；外陶瓷环2为回转体结构，套装在内陶瓷环3外侧，且外陶瓷环2与内陶瓷环3之间设置阳极组件1，形成放电室。
励磁线圈7由原阴极加热电源供电。推力器点火成功后，关闭阴极加热电源，励磁线圈7不再消耗额外功率。
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 (2)

1.一种永磁霍尔推力器，其特征在于，所述永磁霍尔推力器包括阳极组件、外陶瓷环、内陶瓷环、磁钢套筒、磁钢、导磁底座、内铁芯及励磁线圈；
所述磁钢套筒将磁钢包裹在导磁底座上，磁钢套筒与磁钢之间设置环形的内铁芯，内铁芯周围缠绕励磁线圈，励磁线圈产生的附加磁场方向与磁钢固有磁场方向相反；内陶瓷环为回转体结构，套装在磁钢套筒外壁；外陶瓷环为回转体结构，套装在内陶瓷环外侧，且外陶瓷环与内陶瓷环之间设置阳极组件，形成放电室。
2.如权利要求1所述的永磁霍尔推力器，其特征在于，所述励磁线圈由原阴极加热电源供电。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113202709A (zh) * 2021-05-17 2021-08-03 兰州空间技术物理研究所 一种霍尔电推力器混合励磁工作方式
CN115898802A (zh) * 2023-01-03 2023-04-04 国科大杭州高等研究院 霍尔推力器、包括其的空间设备及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150305132A1 (en) * 2012-06-18 2015-10-22 Manu Mitra Basic electromagnetic force field
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
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
CN109779865A (zh) * 2019-03-14 2019-05-21 南华大学 永磁霍尔推力器点火装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150305132A1 (en) * 2012-06-18 2015-10-22 Manu Mitra Basic electromagnetic force field
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
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
CN109779865A (zh) * 2019-03-14 2019-05-21 南华大学 永磁霍尔推力器点火装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113202709A (zh) * 2021-05-17 2021-08-03 兰州空间技术物理研究所 一种霍尔电推力器混合励磁工作方式
CN115898802A (zh) * 2023-01-03 2023-04-04 国科大杭州高等研究院 霍尔推力器、包括其的空间设备及其使用方法

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