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等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法
【專利摘要】等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，涉及霍爾效應(yīng)推進器的【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有等離子霍爾效應(yīng)推力器的勵磁繞組線圈的溫度在線監(jiān)測需要額外增加測量電偶的問題，本發(fā)明的具體步驟為，步驟一、在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流II，步驟二、將所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流II代入公式中，最終獲得等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的當前溫度；實現(xiàn)等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測。本發(fā)明具體應(yīng)用在等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的溫度測量領(lǐng)域。
【專利說明】等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及霍爾效應(yīng)推進器的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]微小衛(wèi)星體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小，發(fā)射方式靈活、成本較低、研制周期短，已經(jīng)成為當今衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展的趨勢之一。衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)可以減小每個衛(wèi)星的復(fù)雜性并能提高整個系統(tǒng)的可靠性，并且每個衛(wèi)星的尺寸和重量的減小也會降低衛(wèi)星發(fā)射的費用，已逐步應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域。為了能夠?qū)崿F(xiàn)微小衛(wèi)星的準確定位和姿態(tài)調(diào)整，對推力系統(tǒng)的要求是小推力、低功率，然而傳統(tǒng)的化學(xué)推進器比沖小，推力大，效率低，不能滿足微小衛(wèi)星對小推力、低功率、高效率、高比沖推進裝置的要求。電推進裝置是通過電加熱或者電磁場的作用力加速推進劑氣體以獲得推力，其比沖為傳統(tǒng)化學(xué)推進方式的1.5倍到25倍，當質(zhì)量流量低時其推力能夠滿足微小衛(wèi)星對推力的要求，且效率要遠高于化學(xué)推進器。
[0003]霍爾推力器是一類已廣泛應(yīng)用的電推進裝置，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，霍爾推力器屬于電推進范疇，是電磁式電推進的典型代表。霍爾推力器一般具有中空共軸結(jié)構(gòu)，在其環(huán)形通道內(nèi)存在徑向的磁場和軸向的電場，中性原子工質(zhì)(通常為氙)被電子電離后在軸向電場作用下被加速噴出從而產(chǎn)生反向推力。磁場對推進器的性能起著至關(guān)重要的作用。霍爾推力器磁場通常由通電線圈形成，線圈功耗通常為幾十瓦到百瓦量級，絕大部分的功耗以線圈發(fā)熱的形式耗散，同時霍爾推力器等離子體放電過程中伴隨著大量熱量的產(chǎn)生。在真空工作條件下，緊湊的而狹小的勵磁繞組空間，限制推力器線圈熱量的疏導(dǎo)，因此霍爾推力器線圈溫度在線監(jiān)測是反映推力器工作狀態(tài)和可靠性的重要指標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有等離子霍爾效應(yīng)推力器的勵磁繞組線圈的溫度在線監(jiān)測需要額外增加測量電偶的問題，本發(fā)明提供了一種等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法。
[0005]等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，其特征在于，它的具體步驟為，
[0006]步驟一、在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1,
[0007]步驟二、將所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1R入公式
[0009]中，最終獲得等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的當前溫度；實現(xiàn)等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測；
[0010]其中，α為勵磁繞組的溫度系數(shù)；
[0011 ] R*為勵磁繞組在初始溫度下的電阻；
[0012]t0為勵磁繞組的初始溫度；[0013]tl為某一時刻勵磁繞組的溫度；
[0014]所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組為純銅導(dǎo)線時，α的取值為254.4529 ；
[0015]所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組為純鋁導(dǎo)線時，α的取值為233.1002 ；
[0016]所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組為純銀導(dǎo)線時，α的取值為1.7277。
[0017]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明在不增加任何測量元件的情況下，保持等離子體霍爾效應(yīng)推力器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和原有結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)點，在不增加測量電偶的條件下實現(xiàn)了等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測，適合于未來航天中各種線圈類設(shè)備的溫度的在線監(jiān)測，具有結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法的流程圖。
[0019]圖2為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組中的附加繞組的電阻與溫度的關(guān)系圖。
[0020]圖3為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組中的內(nèi)部繞組的電阻與溫度的關(guān)系圖。
[0021]圖4為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組中的外部繞組的電阻與溫度的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0022]【具體實施方式】一:參見圖1說明本實施方式，本實施方式所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，它的具體步驟為，
[0023]步驟一、在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1,
[0024]步驟二、將所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1R入公式
【權(quán)利要求】
1.等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，其特征在于，它的具體步驟為， 步驟一、在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1, 步驟二、將所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1和電流I1代入公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的在線采集離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電壓U1采用電壓互感器實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組溫度在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述的在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵磁繞組的電流I1采用電流互感器實現(xiàn)。
【文檔編號】G01K7/16GK103471738SQ201310441397
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉洪巖, 魏立秋, 楊子怡, 韓柯, 于達仁 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)