一种实现霍尔推力器磁场对称的装置的制作方法

本发明涉及电推进设备，特别是涉及一种实现霍尔推力器磁场对称的装置。

背景技术：

1、霍尔推力器是一种利用正交的电磁场电离并加速工质，来产生推力的电推进装置，主要应用在航天推进领域。霍尔推力器通过励磁线圈和高电压阳极，在通道内部形成正交的电磁场，使得阴极发射的电子在到达阳极的过程中被磁场约束，形成周向稳定的霍尔漂移。推进剂从通道底部注入，中性原子与电子在通道中发生碰撞电离，产生大量的离子、电子。离子在电场的作用下高速喷出形成羽流，从而产生推力。它具有结构简单、运行可靠、比冲高等优点，可大幅提高航天器的有效载荷占比，适用于航天器的姿态调整、轨道保持、轨道转移等任务。

2、霍尔推力器中，励磁线圈通电流产生磁场，磁极、磁屏之间存在一定的距离，形成漏磁间隙，进而形成通道内的磁场。霍尔推力器后加载程度δb为100％与通道中心处磁极上端平面磁场强度、通道中心线上最大磁场强度之比之差，表示为：

3、

4、式中，vexit为通道中心线上，磁极上端面位置磁场强度；bmax为通道中心线上最大磁场强度。

5、在悬浮磁屏霍尔推力器中，内线圈可置于磁屏后方的底板上，因此通道内径缩小的限制因素得到了消除，使得中小功率的霍尔推力器也能实现大高径比、小面容比，降低壁面损失，提高阳极效率。同时，悬浮磁屏构型还具有结构简单、通道尺寸减小的优点。但是这一结构使得内外磁源的励磁路径重叠，二者产生的磁场具有相同的不对称性，难以如同传统构型霍尔推力器那样分别控制内外线圈调节通道两侧的磁场，实现磁场对称。当需要实现后加载磁场时，这一问题进一步加剧，悬浮磁屏与外磁极间的磁场明显强于悬浮磁屏与内磁极间的磁场，造成了磁场位型不对称、通道外侧磁力线水平度不足，使得推力器电离、加速效果不足，且难以实现磁聚焦。基于此，急需一种新型的方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种实现霍尔推力器磁场对称的装置，以解决上述现有技术存在的问题，可以保障后加载磁场，实现磁聚焦，使磁场位型对称，提高推力器性能与寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种实现霍尔推力器磁场对称的装置，包括：内陶瓷、内磁极、磁芯、悬浮磁屏、内线圈、底板、外陶瓷、外磁极、外壳、磁分流桥和外线圈，所述内陶瓷、所述内磁极和所述磁芯沿着靠近所述底板的方向依次设置形成柱状结构，所述外陶瓷、所述外磁极、所述悬浮磁屏和所述外壳为环形结构且同轴设置，所述悬浮磁屏围绕所述柱状结构设置且与所述柱状结构之间具有间隔，所述外壳围绕所述悬浮磁屏设置且与悬浮磁屏之间具有间隔，所述外磁极设置于所述外壳远离所述底板的一侧，所述外陶瓷设置于所述外磁极上，所述内线圈、所述外线圈分别缠绕在线圈架上，所述线圈架固定于所述底板上，所述磁分流桥呈环形，所述磁分流桥设置于所述外壳和所述悬浮磁屏之间且位于所述外线圈朝向所述外磁极的一侧，所述磁分流桥的外沿固定设置于所述外壳内壁，内沿朝所述悬浮磁屏延伸，所述磁分流桥与所述悬浮磁屏之间具有间隔。

4、优选的，所述磁分流桥靠近所述悬浮磁屏部分朝向所述底板弯折使得所述磁分流桥沿轴向剖切的截面呈直角弯折结构。

5、优选的，所述内磁极、所述磁芯、所述悬浮磁屏、所述外磁极、所述磁分流桥、所述外壳和所述底板均采用dt4c纯铁制成。

6、优选的，所述内线圈、所述外线圈为耐高温铜线制作而成，所述线圈架为铝合金材料制作而成。

7、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

8、本发明通过磁分流桥来改变外壳与悬浮磁屏间的磁阻进而改变磁力线的路径，以实现调节通道磁场位型的目的，降低外磁极与悬浮磁屏间的磁场强度，提升其水平度和内磁极与悬浮磁屏间的磁场强度，可以保障后加载磁场，实现磁聚焦，提高推力器性能与寿命。

技术特征：

1.一种实现霍尔推力器磁场对称的装置，包括：内陶瓷、内磁极、磁芯、悬浮磁屏、内线圈、底板、外陶瓷、外磁极、外壳和外线圈，所述内陶瓷、所述内磁极和所述磁芯沿着靠近所述底板的方向依次设置形成柱状结构，所述外陶瓷、所述外磁极、所述悬浮磁屏和所述外壳为环形结构且同轴设置，所述悬浮磁屏围绕所述柱状结构设置且与所述柱状结构之间具有间隔，所述外壳围绕所述悬浮磁屏设置且与悬浮磁屏之间具有间隔，所述外磁极设置于所述外壳远离所述底板的一侧，所述外陶瓷设置于所述外磁极上，所述内线圈、所述外线圈分别缠绕在线圈架上，所述线圈架固定于所述底板上，其特征在于，还包括磁分流桥，所述磁分流桥呈环形，所述磁分流桥设置于所述外壳和所述悬浮磁屏之间且位于所述外线圈朝向所述外磁极的一侧，所述磁分流桥的外沿固定设置于所述外壳内壁，内沿朝所述悬浮磁屏延伸，所述磁分流桥与所述悬浮磁屏之间具有间隔。

2.根据权利要求1所述的实现霍尔推力器磁场对称的装置，其特征在于：所述磁分流桥靠近所述悬浮磁屏部分朝向所述底板弯折使得所述磁分流桥沿轴向剖切的截面呈直角弯折结构。

3.根据权利要求1所述的实现霍尔推力器磁场对称的装置，其特征在于：所述内磁极、所述磁芯、所述悬浮磁屏、所述外磁极、所述磁分流桥、所述外壳和所述底板均采用dt4c纯铁制成。

4.根据权利要求1所述的实现霍尔推力器磁场对称的装置，其特征在于：所述内线圈、所述外线圈为耐高温铜线制作而成，所述线圈架为铝合金材料制作而成。

技术总结本发明公开了一种实现霍尔推力器磁场对称的装置，涉及电推进设备技术领域，在传统悬浮磁屏霍尔推力器的基础上，本发明在外壳和悬浮磁屏之间的环形间隙中设置环形的磁分流桥，通过磁分流桥来改变外壳与悬浮磁屏间的磁阻进而改变磁力线的路径，以实现调节通道磁场位型的目的，使之具有一定的后加载程度，实现磁聚焦，达到提高霍尔推力器性能与寿命的目的。技术研发人员：张秀坤受保护的技术使用者：哈尔滨普拉仕动力科技研发部（有限合伙）技术研发日：技术公布日：2024/6/18