[發明專利]一種離子推力器供配電系統

有效

• 申請號: 201510410150.4
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105114275B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張天平;崔鐵民;李得天;張偉文;孟偉;王蒙;李興坤
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 李微微,仇蕾安

技術領域

本發明涉及航天器在軌離子推進技術領域，尤其涉及一種離子推力器供配電系統。

背景技術

航天器為了執行既定的空間任務，空間推進系統是必不可少的，離子電推進系統是目前先進的推進系統之一。離子電推進系統的核心是離子推力器，離子推力器是在一定的電氣條件下才能工作的，因此，有必要提供一種離子推力器的供配電方案。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種離子推力器供配電系統，將離子推力器復雜的電氣條件解耦分離，使用9個獨立的電源為離子推力器供電，簡化了離子推力器供配電單元的設計，降低了供配電單元的復雜度和實現成本，并提高了離子推力器工作的穩定性和可靠性。

一種離子推力器供配電系統，包括陽極電源、加速電源、屏柵電源、主陰極加熱電源、主陰極點火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點火電源、中和器觸持電源、開關K1以及開關K2；

所述主陰極加熱電源的正端并聯開關K1和開關K2；開關K1的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關K2的另一端接離子推力器的加速柵極；主陰極加熱電源的負端接離子推力器的屏柵極；

所述主陰極點火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負端接離子推力器的 屏柵極；所述主陰極觸持電源并聯在所述陰極點火電源的兩端；

所述推力器陰極的負極和外殼均接離子推力器的屏柵極；

所述陽極電源的正端接離子推力器的陽極，負端接離子推力器的屏柵極；

所述屏柵電源的正端接離子推力器的陽極，負端接離子推力器的公共地；

所述加速電源的負端接離子推力器的加速柵極，正端接離子推力器的公共地；

所述中和器加熱電源的正端接離子推力器中和器的加熱極，負端接離子推力器的公共地；

所述中和器觸持電源與中和器點火電源并聯在一起，兩者的公共正端接中和器的觸持極，兩者的公共負端接推力器公共地；所述中和器的負極接離子推力器的公共地。

較佳的，所述陽極電源、主陰極觸持電源、中和器觸持電源為恒流電源。

較佳的，所述屏柵電源、加速電源為恒壓電源。

較佳的，主陰極點火電源、中和器點火電源為單脈沖電源。

較佳的，所述離子推力器的公共地通過前位濾波器接整星地。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

本發明具有如下有益效果：

(1)本發明采用9個獨立電源供電，簡化了離子推力器供配電單元的設計，降低了供配電單元的復雜度和實現成本；陽極電源采用恒流供電方式，可以以簡單的方式實現與氣體放電負載的動態匹配，使放電室的工作更加穩定；設置主陰極觸持電源，使主陰極工作不會受到放電室工作變化的影響，達到穩定工作的目的。放電室受其他因素干擾而熄弧時，不但主陰極不會熄滅，并可以立即引燃放電室，不使推力器工作中斷；設置中和器觸持電源，使中和器的工作 不受放電室及柵極電源工作變化的影響，使中和器達到穩定工作的目的。大大的減少了推力器工作中中和器熄弧發生的幾率，增強了推力器工作的連續性；將屏柵電源接在推力器的陽極上，大大降低了屏柵與加速柵之間的短路電流，降低了屏柵與加速柵之間的危險。設置了電源切換開關，可以通過開關轉換將主陰極加熱電源接在屏柵和加速柵之間，用以燒蝕兩柵之間的多余物，省去了燒蝕電源。

附圖說明

圖1為本發明的離子推力器供配電系統示意圖。

圖2為本發明的離子推力器供配電系統中各配電電源之間的連接關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

一種離子推力器供配電系統，包括陽極電源、加速電源、屏柵電源、主陰極加熱電源、主陰極點火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點火電源、中和器觸持電源、開關K1以及開關K2；

主陰極加熱電源的正端并聯開關K1和開關K2；開關K1的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關K2的另一端接離子推力器的加速柵極；主陰極加熱電源的負端接離子推力器的屏柵極。在開關K1接通，開關K2斷開的情況下，主陰極加熱電源與離子推力器陰極的加熱極接通，為其提供電源；當開關K1斷開，開關K2接通，主陰極加熱電源與離子推力器的加速柵極接通，此時主陰極加熱電源作為燒蝕電源。由于推力器工作時，隨著推力器工作時間的增加，在推力器屏柵與加速柵電極之間會形成等離子體濺射沉積物，這些沉積物會造成兩柵之間的短路，造成推力器工作異常。燒蝕電源接通后，通過加熱處理，可消除 這些沉積物。