一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的製作方法

2023-12-08 09:41:16

一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的製作方法
【專利摘要】一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，本發明涉及霍爾效應推力器的【技術領域】。本發明解決了現有LC外迴路無法兼顧低頻振蕩抑制和保護電源功能的問題，本發明的放電電源的正極同時連接一號電阻的一端、一號電感的一端和一號電容的一端，一號電阻的另一端同時連接一號電感的另一端、二號電阻的一端、二號電感的一端和二號電容的一端，二號電阻的另一端同時連接二號電感的另一端、三號電容的一端和霍爾推力器的陽極；放電電源的負極同時加熱電源的負極、一號電容的另一端、二號電容的另一端、三號電容的另一端、霍爾推力器陰極的公用負端和點火器的負極，點火器的正極連接霍爾推力器陰極的觸持極。本發明適用於霍爾效應推力器的【技術領域】。
【專利說明】一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路
【技術領域】[0001]本發明涉及霍爾效應推力器的【技術領域】。
【背景技術】[0002]等離子體霍爾效應推力器是利用電場和磁場的共同作用將電能轉換為工質動能的一種功能轉換裝置，是空間推進中使用最多的一種電推力器之一。儘管霍爾推力器的工作電源是直流放電的，但是在實驗中觀察到頻率範圍約為I~IOOkHz的放電電流的振蕩，相對於等離子體的振蕩稱為低頻振蕩。低頻振蕩峰峰值往往可以達到放電電流平均值的100%。大幅值的低頻振蕩會對霍爾推力器的電源系統工作造成衝擊，還可能串到衛星上的其它設備中，影響它們的正常工作，並且影響推力器的性能和壽命，因此，低頻振蕩抑制技術一直是推力器研究的重點問題之一。[0003]在等離子體霍爾效應推力器實際應用中，通常利用電感電容構成的LC外部迴路來抑制低頻振蕩，這種方法儘管在實際應用中能夠一定程度的抑制低頻振蕩，但由於單一的LC外部迴路本身的設計原理限制，一旦推力器放電參數變化引起工作點漂移，低頻振蕩增大，放電電流振蕩仍能通過LC外部迴路影響放電電源，甚至引起電源輸出保護動作，無法兼顧低頻振蕩抑制和保護電源功能。

【發明內容】
[0004]本發明為了解決現有LC外迴路無法兼顧低頻振蕩抑制和保護電源功能的問題，提出了一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路。[0005]本發明所述一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，它包括放電電源Ul和加熱電源U2和點火器Al ；[0006]它還包括一號電阻Rl、二號電阻R2、一號電感L1、二號電感L2、一號電容CO、二號電容Cl和三號電容C2 ；[0007]放電電源Ul的正極同時連接一號電阻Rl的一端、一號電感LI的一端和一號電容CO的一端,一號電阻Rl的另一端同時連接一號電感LI的另一端、二號電阻R2的一端、二號電感L2的一端和二號電容Cl的一端,二號電阻R2的另一端同時連接二號電感L2的另一端、三號電容C2的一端和霍爾推力器的陽極；[0008]放電電源Ul的負極同時加熱電源U2的負極、一號電容CO的另一端、二號電容Cl的另一端、三號電容C2的另一端、霍爾推力器陰極的公用負端和點火器Al的負極，點火器Al的正極連接霍爾推力器陰極的觸持極，加熱電源U2的正極連接霍爾推力器陰極的加熱端。[0009]本發明所述等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制迴路，有效的解決現有等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路需要大容量電感、推力器工作參數適應範圍小的缺點，實現等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制同時對放電電源有效保護。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明所述電路結構示意圖；
[0011]圖中虛線框內為霍爾效應推力器電路。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，它包括放電電源Ul和加熱電源U2和點火器Al ；
[0013]它還包括一號電阻Rl、二號電阻R2、一號電感L1、二號電感L2、一號電容CO、二號電容Cl和三號電容C2 ;放電電源Ul的正極同時連接一號電阻Rl的一端、一號電感LI的一端和一號電容CO的一端,一號電阻Rl的另一端同時連接一號電感LI的另一端、二號電阻R2的一端、二號電感L2的一端和二號電容Cl的一端,二號電阻R2的另一端同時連接二號電感L2的另一端、三號電容C2的一端和霍爾推力器的陽極；
[0014]放電電源Ul的負極同時連接加熱電源U2的負極、一號電容CO的另一端、二號電容Cl的另一端、三號電容C2的另一端、霍爾推力器陰極的公用負端和點火器Al的負極，點火器Al的正極連接霍爾推力器陰極的觸持極，加熱電源U2的正極連接霍爾推力器陰極的加熱端。
[0015]本發明所採用的技術方案是將等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路分為兩級，第一級為31型低通濾波器，包括一號電阻R1、一號電感L1、一號電容CO和二號電容Cl，起到保護電源的作用，第二級為RLC濾波器，包括二號電阻R2、二號電感L2和三號電容C2，起到控制低頻振蕩的作用。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是將等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的功能分開處理，分開設計，外迴路可以在等離子體霍爾效應推力器較寬的工作點範圍內對放電低頻振蕩起到有效的抑制作用，同時避免了現有LC外迴路設計需要大容量電感帶來的電感體積大、重量大的缺點，參數易於整定。
[0017]【具體實施方式】二、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的進一步說明，一號電阻Rl的阻值為100Q、二號電阻R2的阻值為400 Q、一號電感LI和二號電感L2的感抗均為0.1mH、一號電容CO和二號電容Cl的電容值均為10uF。
[0018]本實施方式所述電阻，一號電阻Rl和二號電阻為R2的額定功率為50W,電感、一號電感LI和二號電感L2的最大可通過電流為推力器放電電流的2倍以上，電容一號電容CO，二號電容Cl和三號電容C2耐壓為推力器放電電壓2倍以上。
[0019]一號電阻R1、一號電感L1、一號電容CO和二號電容Cl組成第一級型網絡，截止頻率為7.1kHz，保證只有低於截止頻率的信號才能通過，高於截止頻率的信號以一 40dB/dec衰減。二號電阻R2、二號電感L2和三號電容C2組成的第二級L型網絡，二號電感L2利用放電電流振蕩通過時產生的電壓波動配合三號電容C2的調節作用，調整等離子體霍爾效應推力器使電壓達到抑制低頻放電電流振蕩的目的，二號電阻R2提供必要的阻尼增加系統的穩定性。
[0020]【具體實施方式】三、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的進一步說明，一號電阻Rl的阻值為100Q、二號電阻為R2的阻值為400 Q、一號電感LI的感抗為0.05mH、二號電感L2的感抗為0.1mH、一號電容CO和二號電容Cl的電容值均為20uF，三號電容C2的電容值為0.47uF。
[0021]【具體實施方式】四、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路的進一步說明，一號電阻Rl和二號電阻R2的阻值均為100 Q，一號電容CO和二號電容Cl的電容值均為IOuF, —號電感LI和二號電感L2的感抗均為
0.1mH,三號電容C2的電容值為0.47uF。
[0022]本發明利用放電電流振蕩通過電感產生的電壓波動配合電容的調節作用，調整等離子體霍爾效應推力器端電壓達到抑制低頻放電電流振蕩的目的，通過電感兩端並聯電阻消除在LC諧振點頻率附近的低頻電流波動。
【權利要求】
1.一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，它包括放電電源(UI)和加熱電源(U2)和點火器(Al)； 其特徵在於，它還包括一號電阻R1、二號電阻R2、一號電感(LI)、二號電感(L2)、一號電容(CO)、二號電容(Cl)和三號電容(C2)； 放電電源(Ul)的正極同時連接一號電阻Rl的一端、一號電感(LI)的一端和一號電容(CO)的一端,一號電阻Rl的另一端同時連接一號電感(LI)的另一端、二號電阻R2的一端、二號電感(L2)的一端和二號電容(Cl)的一端,二號電阻R2的另一端同時連接二號電感(L2)的另一端、三號電容(C2)的一端和霍爾推力器的陽極； 放電電源(Ul)的負極同時加熱電源(U2)的負極、一號電容(CO)的另一端、二號電容(Cl)的另一端、三號電容(C2)的另一端、霍爾推力器陰極的公用負端和點火器(Al)的負極，點火器(Al)的正極連接霍爾推力器陰極的觸持極，加熱電源(U2)的正極連接霍爾推力器陰極的加熱端。
2.根據權利要求1所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，其特徵在於，一號電阻Rl的阻值為100 Q、二號電阻R2的阻值為400 Q >一號電感(LI)和二號電感(L2)的感抗均為0.1mH、一號電容(CO)和二號電容(Cl)的電容值均為10uF。
3.根據權利要求1所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，其特徵在於，一號電阻Rl的阻值為100 Q、二號電阻為R2的阻值為400 Q >一號電感(LI)的感抗為0.05mH、二號電感(L2)的感抗為0.1mH、一號電容(CO)和二號電容(Cl)的電容值均為20uF，三號電容(C2)的電容值為0.47uF。
4.根據權利要求1所述的一種等離子體霍爾效應推力器低頻振蕩抑制外迴路，其特徵在於，一號電阻Rl和二號電阻R2的阻值均為100 Q，一號電容(CO)和二號電容(Cl)的電容值均為10uF，一號電感(LI)和二號電感(L2)的感抗均為0.1mH，三號電容(C2)的電容值為 0.47uF。
【文檔編號】H02M1/14GK103596348SQ201310594625
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】於達仁, 魏立秋, 韓亮, 丁永傑 申請人:哈爾濱工業大學