[發明專利]一種永磁霍爾推力器

在審

• 申請號: 201911191390.4
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111075676A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 郭寧;羅衛東;張天平
• 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: 楊瀟;廖輝

本發明提供了一種永磁霍爾推力器，包括陽極組件、外陶瓷環、內陶瓷環、磁鋼套筒、磁鋼、導磁底座、內鐵芯及勵磁線圈；所述磁鋼套筒將磁鋼包裹在導磁底座上，磁鋼套筒與磁鋼之間設置環形的內鐵芯，內鐵芯周圍纏繞勵磁線圈，勵磁線圈產生的附加磁場方向與磁鋼固有磁場方向相反；內陶瓷環為回轉體結構，套裝在磁鋼套筒外壁；外陶瓷環為回轉體結構，套裝在內陶瓷環外側，且外陶瓷環與內陶瓷環之間設置陽極組件，形成放電室。本發明能夠改善永磁霍爾推力器點火性能。

技術領域

本發明涉及航天空間電推進技術領域，具體涉及一種永磁霍爾推力器。

背景技術

隨著小衛星市場蓬勃發展，對小功率電推力器需求也愈加迫切，小功率永磁霍爾推力器減少了勵磁線圈功率的消耗，具有較高的推功比，是小衛星應用的優選方案之一。如圖1所示，現有永磁霍爾推力器一般包括陽極組件1、外陶瓷環2、內陶瓷環3、磁鋼套筒4、磁鋼5及導磁底座6，小功率永磁霍爾推力器(＜500W，口徑直徑小于7cm)放電室出口處磁場一般大于200Gs，該磁場強度對電子具有很強的阻隔作用，使得點火過程中陰極發射原初電子難以進入放電通道，造成推力器起弧較難實現。

正常點火低于100Gs，目前主要采用提高陽極電壓(500V)對電源器件有千伏以上的高壓要求和增大陽極流量(2倍額定值)等方法實現永磁霍爾推力器點火，這種點火方式中高電壓、大流量等條件是一種空間資源的浪費，同時對電推進系統其他單機(PPU、貯供單元等)研制提出更高要求，這便對永磁霍爾推力器的試驗和應用形成一種不利因素。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種永磁霍爾推力器，能夠改善永磁霍爾推力器點火性能。

本發明采取的技術方案如下：

一種永磁霍爾推力器，所述永磁霍爾推力器包括陽極組件、外陶瓷環、內陶瓷環、磁鋼套筒、磁鋼、導磁底座、內鐵芯及勵磁線圈；

所述磁鋼套筒將磁鋼包裹在導磁底座上，磁鋼套筒與磁鋼之間設置環形的內鐵芯，內鐵芯周圍纏繞勵磁線圈，勵磁線圈產生的附加磁場方向與磁鋼固有磁場方向相反；內陶瓷環為回轉體結構，套裝在磁鋼套筒外壁；外陶瓷環為回轉體結構，套裝在內陶瓷環外側，且外陶瓷環與內陶瓷環之間設置陽極組件，形成放電室。

進一步地，所述勵磁線圈由原陰極加熱電源供電。

有益效果：

1、本發明通過在原有磁鋼與磁鋼套筒之間設置環形的內鐵芯，內鐵芯周圍纏繞勵磁線圈，由勵磁線圈產生附加磁場以減弱放電室內出口磁場強度，克服強磁場對陰極原初電子阻隔作用，使陰極發射的原初電子更容易進入放電室內，以便推力器起弧、引束流，進而使得放電室更容易點火，改善永磁霍爾推力器點火性能，同時不會對電源單元、貯供單元供氣、控制單元等單機造成額外負擔。

2、本發明勵磁線圈供電電源由原陰極加熱電源提供，不再消耗額外功率，對永磁霍爾推力器穩定工作無影響，不破壞永磁特征。而且，由于陰極加熱電源為恒流源，本身電流較大，所以勵磁線圈匝數少，重量輕。

附圖說明

圖1為現有永磁霍爾推力器結構示意圖；

圖2為本發明的永磁霍爾推力器示意圖。

其中，1-陽極組件、2-外陶瓷環、3-內陶瓷環、4-磁鋼套筒、5-磁鋼、6-導磁底座、7-勵磁線圈、8-內鐵芯。

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。

本實施例提供了一種永磁霍爾推力器，利用在點火過程中增加附加磁場，以減弱放電室內出口磁場強度的工作原理，增加內鐵芯8及勵磁線圈7，如圖2所示，本永磁霍爾推力器包括陽極組件1、外陶瓷環2、內陶瓷環3、磁鋼套筒4、磁鋼5、導磁底座6、內鐵芯8及勵磁線圈7。