[發明專利]一種霍爾推力器勵磁線圈繞線方法

有效

• 申請號: 202010560475.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111768969B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 毛威;楊健;扈延林;胡大為;吳朋安;山世華;吳楠;李勝軍;李棟;陳君;姚兆普;劉旭輝;臧孝華;吳耀武;秦宇;胡鵬;謝繼香;庚喜慧
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H01F41/04
• 分類號: H01F41/04;H01F41/06;H01F41/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種霍爾推力器勵磁線圈繞線方法，其特征在于：

(1)確定繞線層分布，于霍爾推力器線圈骨架上設繞線窗口，確定繞線窗口深度及繞線窗口面積；其中，所述線圈骨架為U形回轉體；

(2)對繞線窗口的底面及側壁進行噴砂處理，利用無水乙醇對噴砂處理后的繞線窗口內壁進行清洗并烘干；

(3)利用三組份待噴漆進行配漆，對烘干后的繞線窗口內壁進行厚度均勻的噴漆處理；

(4)將噴漆處理后線圈骨架利用鎳箔包覆并于真空爐內進行高溫處理，并于高溫處理結束后自然冷卻；

(5)選取勵磁線圈，于勵磁線圈始端套裝玻璃纖維管，并進行繞線；

(6)對繞好的勵磁線圈進行放氣及固化處理，利用鎳箔包覆勵磁線圈及線圈骨架并于真空爐內進行二次高溫處理；

(7)將二次高溫處理后的勵磁線圈及線圈骨架安裝于霍爾推力器上，并按照額定放電功率進行霍爾推力器真空點火試驗，點火至霍爾推力器勵磁線圈達到熱平衡后持續工作4～8小時，于工作結束后在高真空下靜置處理直至霍爾推力器冷卻至200℃以下出罐，將勵磁線圈從霍爾推力器上拆下；

所述步驟(1)中，所述繞線層包括線圈繞制層、線圈出線層、線圈綁扎層，所述繞線窗口可以繞制的線圈匝數確定方法為：

式中，為向下取整后每層線圈繞制的匝數，為向下取整后線圈繞制層數，L為繞線窗口寬度，φ為繞組線直徑；

線圈繞制層深度H₁確定方法為：

H₁＝H-H₂-H₃；

式中，H為繞線窗口深度，H₂為線圈出線層深度，選取為2倍繞組線直徑，H₃為線圈綁扎層深度，選取為1倍繞組線直徑；

所述步驟(2)中，所述噴砂處理具體為：

以繞線窗口的底面為B面，側壁分別為A、C面，利用80-100目的金剛砂對A、B、C面均進行噴砂，對A、B、C面中任意一面進行噴砂處理時噴射角度范圍均為70°-80°，噴砂時間為4-5分鐘，噴射距離為100-150mm，噴射壓力為0.3MPa-0.5MPa；

所述步驟(4)中，所述高溫處理具體為：

(4-1)將噴漆處理后線圈骨架利用單層鎳箔包覆后放入真空爐內，對真空爐進行抽真空直至壓力≤0.01Pa并加熱至90±5℃，保溫8分鐘；

(4-2)繼續對真空爐加熱至280±5℃，保溫1小時后令線圈骨架隨爐冷卻；

所述步驟(5)中，勵磁線圈繞線的具體步驟為：

以繞線窗口C面為初始繞制端面，將勵磁線圈一端先預留出一段長度不繞直接甩出，然后沿C面端面方向進線，C面端面外圓處進線的方位與A面上的出線孔在周向上至少有90°的方位角夾角，貼著繞線窗口C面以漸進螺旋線的形式到達B面，由C面向A面繞制指定圈數后再由A面向C面繞制相同圈數，反復繞制指定次數直至B面圓柱體上繞制的線圈匝數達到所需的匝數要求，并且勵磁線圈繞制結束點位置應在軸向上距離B面一段距離，在周向上與出線孔至少有90°的方位角夾角，將勵磁線圈進線端從繞制結束點拉出以漸進螺旋線的形式到達A面上設置的出線孔方位后拉出線，勵磁線圈另一端預留的一段不繞的導線以漸進螺旋線的形式到達沿A面上設置的出線孔方位后直接拉出，將勵磁線圈的兩根引出線用高硅氧玻璃纖維繩綁在B面圓柱體外繞制的線圈上并對打的結用硅橡膠進行點封防松，打結綁緊后形成線圈綁扎層，所述勵磁線圈兩端出線高度為線圈出線層；所述預留長度等于勵磁線圈所需的引線長度；所述勵磁線圈的兩個引出線都是從B面圓柱體外繞制的線圈外側引出，勵磁線圈在繞制過程中的彎曲半徑不小于B面圓柱體的半徑；勵磁線圈沿C端面繞制結束后的兩根引出線都是按照漸進螺旋線的形式逐漸過渡到出線孔，這些過程中導線的彎曲半徑不小于導線直徑的5倍；

所述步驟(6)中，二次高溫處理具體為：

于包覆的鎳箔表面設置8個放氣孔，對真空爐抽真空至壓力≤0.01Pa，加熱到280±5℃，保溫8小時后令勵磁線圈與線圈骨架隨爐冷卻。