一種離子推力器供配電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器在軌離子推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種離子推力器供配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航天器為了執(zhí)行既定的空間任務(wù)，空間推進(jìn)系統(tǒng)是必不可少的，離子電推進(jìn)系統(tǒng)是目前先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)之一。離子電推進(jìn)系統(tǒng)的核心是離子推力器，離子推力器是在一定的電氣條件下才能工作的，因此，有必要提供一種離子推力器的供配電方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種離子推力器供配電系統(tǒng)，將離子推力器復(fù)雜的電氣條件解耦分離，使用9個獨(dú)立的電源為離子推力器供電，簡化了離子推力器供配電單元的設(shè)計(jì)，降低了供配電單元的復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本，并提高了離子推力器工作的穩(wěn)定性和可靠性。
[0004]—種離子推力器供配電系統(tǒng)，包括陽極電源、加速電源、屏柵電源、主陰極加熱電源、主陰極點(diǎn)火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點(diǎn)火電源、中和器觸持電源、開關(guān)Kl以及開關(guān)K2 ;
[0005]所述主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關(guān)Kl和開關(guān)K2 ;開關(guān)Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關(guān)K2的另一端接離子推力器的加速柵極；主陰極加熱電源的負(fù)端接離子推力器的屏柵極；
[0006]所述主陰極點(diǎn)火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極；所述主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點(diǎn)火電源的兩端；
[0007]所述推力器陰極的負(fù)極和外殼均接離子推力器的屏柵極；
[0008]所述陽極電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極；
[0009]所述屏柵電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的公共地；
[0010]所述加速電源的負(fù)端接離子推力器的加速柵極，正端接離子推力器的公共地；
[0011]所述中和器加熱電源的正端接離子推力器中和器的加熱極，負(fù)端接離子推力器的公共地；
[0012]所述中和器觸持電源與中和器點(diǎn)火電源并聯(lián)在一起，兩者的公共正端接中和器的觸持極，兩者的公共負(fù)端接推力器公共地；所述中和器的負(fù)極接離子推力器的公共地。
[0013]較佳的，所述陽極電源、主陰極觸持電源、中和器觸持電源為恒流電源。
[0014]較佳的，所述屏柵電源、加速電源為恒壓電源。
[0015]較佳的，主陰極點(diǎn)火電源、中和器點(diǎn)火電源為單脈沖電源。
[0016]較佳的，所述離子推力器的公共地通過前位濾波器接整星地。
[0017]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019](I)本發(fā)明采用9個獨(dú)立電源供電，簡化了離子推力器供配電單元的設(shè)計(jì)，降低了供配電單元的復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本；陽極電源采用恒流供電方式，可以以簡單的方式實(shí)現(xiàn)與氣體放電負(fù)載的動態(tài)匹配，使放電室的工作更加穩(wěn)定；設(shè)置主陰極觸持電源，使主陰極工作不會受到放電室工作變化的影響，達(dá)到穩(wěn)定工作的目的。放電室受其他因素干擾而熄弧時，不但主陰極不會熄滅，并可以立即引燃放電室，不使推力器工作中斷；設(shè)置中和器觸持電源，使中和器的工作不受放電室及柵極電源工作變化的影響，使中和器達(dá)到穩(wěn)定工作的目的。大大的減少了推力器工作中中和器熄弧發(fā)生的幾率，增強(qiáng)了推力器工作的連續(xù)性；將屏柵電源接在推力器的陽極上，大大降低了屏柵與加速柵之間的短路電流，降低了屏柵與加速柵之間的危險(xiǎn)。設(shè)置了電源切換開關(guān)，可以通過開關(guān)轉(zhuǎn)換將主陰極加熱電源接在屏柵和加速柵之間，用以燒蝕兩柵之間的多余物，省去了燒蝕電源。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的離子推力器供配電系統(tǒng)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的離子推力器供配電系統(tǒng)中各配電電源之間的連接關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]—種離子推力器供配電系統(tǒng)，包括陽極電源、加速電源、屏柵電源、主陰極加熱電源、主陰極點(diǎn)火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點(diǎn)火電源、中和器觸持電源、開關(guān)Kl以及開關(guān)K2 ;
[0024]主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關(guān)Kl和開關(guān)K2 ;開關(guān)Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關(guān)K2的另一端接離子推力器的加速柵極；主陰極加熱電源的負(fù)端接離子推力器的屏柵極。在開關(guān)Kl接通，開關(guān)K2斷開的情況下，主陰極加熱電源與離子推力器陰極的加熱極接通，為其提供電源；當(dāng)開關(guān)Kl斷開，開關(guān)K2接通，主陰極加熱電源與離子推力器的加速柵極接通，此時主陰極加熱電源作為燒蝕電源。由于推力器工作時，隨著推力器工作時間的增加，在推力器屏柵與加速柵電極之間會形成等離子體濺射沉積物，這些沉積物會造成兩柵之間的短路，造成推力器工作異常。燒蝕電源接通后，通過加熱處理，可消除這些沉積物。
[0025]主陰極點(diǎn)火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極；主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點(diǎn)火電源的兩端；由于推力器點(diǎn)火需要加載較大電壓，點(diǎn)火后的維持過程需要的電壓較小，因此，在點(diǎn)火時接通主陰極點(diǎn)火電源對推力器陰極的觸持極進(jìn)行供電；點(diǎn)火后，斷開主陰極點(diǎn)火電源，接通主陰極觸持電源對其進(jìn)行供電。
[0026]陽極電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極。
[0027]屏柵電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的公共地；加速電源的負(fù)端接離子推力器的加速柵極，正端接離子推力器的公共地:由于現(xiàn)有技術(shù)中的離子推力器的屏柵電源加載在推力器的屏柵極上，加速柵極接加速電源的負(fù)端，則屏柵極與加速極之間的電壓差較大，當(dāng)兩極之間落入等離子體濺射沉積物時，這些沉積物會造成兩柵之間的短路，且短路電流就會很大，容易引起兩柵間的打火，同時會增加?xùn)艠O的腐蝕程度。本發(fā)明將屏柵電源加載在陽極，與陽極電源一起對陽極進(jìn)行供電，由此可減輕陽極電源的供電負(fù)擔(dān)；另外，當(dāng)屏柵電源加載在陽極后，由于放電室中的等離子相當(dāng)于導(dǎo)體，屏柵電源的電壓經(jīng)過放電室后，加載在屏柵極上的電壓就會大大減小，則屏柵極與加速柵極之間的電壓就會減小，進(jìn)而大大降低兩極間的短路電流，降低兩極間打火造成的危害。
[0028]中和器加熱電源的正端接離子推力器中和器的加熱極，負(fù)端接離子推力器的公共地；中和器觸持電源與中和器點(diǎn)火電源并聯(lián)在一起，兩者的公共正端接中和器的觸持極，兩者的公共負(fù)端接推力器公共地；中和器加熱電源與中和器觸持電源的工作原理與主陰極點(diǎn)火電源和主陰極觸持電源的工作原理相同。
[0029]推力器陰極的負(fù)極和外殼均接離子推力器的屏柵極，中和器的負(fù)極接地。
[0030]陽極電源、主陰極觸持電源、中和器觸持電源為恒流電源。
[0031]屏柵電源、加速電源為恒壓電源。
[0032]主陰極點(diǎn)火電源、中和器點(diǎn)火電源為單脈沖電源。
[0033]離子推力器的公共地通過前位濾波器接整星地，即離子推力器所在衛(wèi)星的公共地。
[0034]經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，采用本發(fā)明的供配電系統(tǒng)的20cm氙離子推力器配電，在軌工作3年未出現(xiàn)問題，推力器工作穩(wěn)定、可靠。
[0035]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離子推力器供配電系統(tǒng)，其特征在于，包括陽極電源、加速電源、屏柵電源、主陰極加熱電源、主陰極點(diǎn)火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點(diǎn)火電源、中和器觸持電源、開關(guān)Kl以及開關(guān)K2 ； 所述主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關(guān)Kl和開關(guān)K2 ;開關(guān)Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關(guān)K2的另一端接離子推力器的加速柵極；主陰極加熱電源的負(fù)端接離子推力器的屏柵極； 所述主陰極點(diǎn)火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極；所述主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點(diǎn)火電源的兩端； 所述推力器陰極的負(fù)極和外殼均接離子推力器的屏柵極； 所述陽極電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的屏柵極； 所述屏柵電源的正端接離子推力器的陽極，負(fù)端接離子推力器的公共地； 所述加速電源的負(fù)端接離子推力器的加速柵極，正端接離子推力器的公共地； 所述中和器加熱電源的正端接離子推力器中和器的加熱極，負(fù)端接離子推力器的公共地； 所述中和器觸持電源與中和器點(diǎn)火電源并聯(lián)在一起，兩者的公共正端接中和器的觸持極，兩者的公共負(fù)端接推力器公共地；所述中和器的負(fù)極接離子推力器的公共地。2.如權(quán)利要求1所述的一種離子推力器供配電系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極電源、主陰極觸持電源、中和器觸持電源為恒流電源。3.如權(quán)利要求1所述的一種離子推力器供配電系統(tǒng)，其特征在于，所述屏柵電源、加速電源為恒壓電源。4.如權(quán)利要求1所述的一種離子推力器供配電系統(tǒng)，其特征在于，主陰極點(diǎn)火電源、中和器點(diǎn)火電源為單脈沖電源。5.如權(quán)利要求1所述的一種離子推力器供配電系統(tǒng)，其特征在于，所述離子推力器的公共地通過前位濾波器接整星地。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離子推力器供配電系統(tǒng)，采用9個獨(dú)立電源供電，簡化了離子推力器供配電單元的設(shè)計(jì)，降低了供配電單元的復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本；設(shè)置中和器觸持電源，使中和器的工作不受放電室及柵極電源工作變化的影響，使中和器達(dá)到穩(wěn)定工作的目的。大大的減少了推力器工作中中和器熄弧發(fā)生的幾率，增強(qiáng)了推力器工作的連續(xù)性；將屏柵電源接在推力器的陽極上，大大降低了屏柵與加速柵之間的短路電流，降低了屏柵與加速柵之間的危險(xiǎn)；設(shè)置了電源切換開關(guān)，可以通過開關(guān)轉(zhuǎn)換將主陰極加熱電源接在屏柵和加速柵之間，用以燒蝕兩柵之間的多余物，省去了燒蝕電源。
【IPC分類】F03H1/00
【公開號】CN105114275
【申請?zhí)枴緾N201510410150
【發(fā)明人】崔鐵民, 孟偉, 王蒙, 李興坤
【申請人】蘭州空間技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月14日