[发明专利]等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及霍尔效应推进器的技术领域。

背景技术

微小卫星体积小、重量轻、转动惯量小，发射方式灵活、成本较低、研制周期短，已经成为当今卫星领域发展的趋势之一。卫星组网技术可以减小每个卫星的复杂性并能提高整个系统的可靠性，并且每个卫星的尺寸和重量的减小也会降低卫星发射的费用，已逐步应用到商业领域。为了能够实现微小卫星的准确定位和姿态调整，对推力系统的要求是小推力、低功率，然而传统的化学推进器比冲小，推力大，效率低，不能满足微小卫星对小推力、低功率、高效率、高比冲推进装置的要求。电推进装置是通过电加热或者电磁场的作用力加速推进剂气体以获得推力，其比冲为传统化学推进方式的1.5倍到25倍，当质量流量低时其推力能够满足微小卫星对推力的要求，且效率要远高于化学推进器。

霍尔推力器是一类已广泛应用的电推进装置，是一种能量转换装置，霍尔推力器属于电推进范畴，是电磁式电推进的典型代表。霍尔推力器一般具有中空共轴结构，在其环形通道内存在径向的磁场和轴向的电场，中性原子工质（通常为氙）被电子电离后在轴向电场作用下被加速喷出从而产生反向推力。磁场对推进器的性能起着至关重要的作用。霍尔推力器磁场通常由通电线圈形成，线圈功耗通常为几十瓦到百瓦量级，绝大部分的功耗以线圈发热的形式耗散，同时霍尔推力器等离子体放电过程中伴随着大量热量的产生。在真空工作条件下，紧凑的而狭小的励磁绕组空间，限制推力器线圈热量的疏导，因此霍尔推力器线圈温度在线监测是反映推力器工作状态和可靠性的重要指标。

发明内容

本发明是为了解决现有等离子霍尔效应推力器的励磁绕组线圈的温度在线监测需要额外增加测量电偶的问题，本发明提供了一种等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测方法。

等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测方法，其特征在于，它的具体步骤为，

步骤一、在线采集等离子体霍尔效应推力器励磁绕组的电压U₁和电流I_I，

步骤二、将所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组的电压U₁和电流I_I代入公式

t1=α(U1II·1R*-1)+t0---(1)]]>

中，最终获得等离子体霍尔效应推力器励磁绕组的当前温度；实现等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测；

其中，α为励磁绕组的温度系数；

R^*为励磁绕组在初始温度下的电阻；

t₀为励磁绕组的初始温度；

t₁为某一时刻励磁绕组的温度；

所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组为纯铜导线时，α的取值为254.4529；

所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组为纯铝导线时，α的取值为233.1002；

所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组为纯银导线时，α的取值为1.7277。

本发明带来的有益效果是，本发明在不增加任何测量元件的情况下，保持等离子体霍尔效应推力器的结构参数和原有结构优化设计的优点，在不增加测量电偶的条件下实现了等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测，适合于未来航天中各种线圈类设备的温度的在线监测，具有结构简单，容易实现的优点。

附图说明

图1为本发明所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组温度在线监测方法的流程图。

图2为本发明所述的等离子体霍尔效应推力器励磁绕组中的附加绕组的电阻与温度的关系图。