一種離子推力器供配電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器在軌離子推進技術領域，尤其涉及一種離子推力器供配電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]航天器為了執(zhí)行既定的空間任務，空間推進系統(tǒng)是必不可少的，離子電推進系統(tǒng)是目前先進的推進系統(tǒng)之一。離子電推進系統(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)，將離子推力器復雜的電氣條件解耦分離，使用9個獨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計，降低了供配電單元的復雜度和實現(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、主陰極點火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點火電源、中和器觸持電源、開關Kl以及開關K2 ;
[0005]所述主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關Kl和開關K2 ;開關Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關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端接離子推力器的屏柵極；
[0006]所述主陰極點火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負端接離子推力器的屏柵極；所述主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點火電源的兩端；
[0007]所述推力器陰極的負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，負端接離子推力器的公共地；
[0010]所述加速電源的負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，兩者的公共負端接推力器公共地；所述中和器的負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，主陰極點火電源、中和器點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]為了解決上述技術問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019](I)本發(fā)明采用9個獨立電源供電，簡化了離子推力器供配電單元的設計，降低了供配電單元的復雜度和實現(xiàn)成本；陽極電源采用恒流供電方式，可以以簡單的方式實現(xiàn)與氣體放電負載的動態(tài)匹配，使放電室的工作更加穩(wěn)定；設置主陰極觸持電源，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。設置了電源切換開關，可以通過開關轉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系圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[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、主陰極點火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點火電源、中和器觸持電源、開關Kl以及開關K2 ;
[0024]主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關Kl和開關K2 ;開關Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關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端接離子推力器的屏柵極。在開關Kl接通，開關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；當開關Kl斷開，開關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]主陰極點火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負端接離子推力器的屏柵極；主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點火電源的兩端；由于推力器點火需要加載較大電壓，點火后的維持過程需要的電壓較小，因此，在點火時接通主陰極點火電源對推力器陰極的觸持極進行供電；點火后，斷開主陰極點火電源，接通主陰極觸持電源對其進行供電。
[0026]陽極電源的正端接離子推力器的陽極，負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，負端接離子推力器的公共地；加速電源的負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端，則屏柵極與加速極之間的電壓差較大，當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，同時會增加柵極的腐蝕程度。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行供電，由此可減輕陽極電源的供電負擔；另外，當屏柵電源加載在陽極后，由于放電室中的等離子相當于導體，屏柵電源的電壓經過放電室后，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，負端接離子推力器的公共地；中和器觸持電源與中和器點火電源并聯(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]推力器陰極的負極和外殼均接離子推力器的屏柵極，中和器的負極接地。
[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]主陰極點火電源、中和器點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]經實踐驗證，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)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
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、主陰極點火電源、主陰極觸持電源、中和器加熱電源、中和器點火電源、中和器觸持電源、開關Kl以及開關K2 ； 所述主陰極加熱電源的正端并聯(lián)開關Kl和開關K2 ;開關Kl的另一端接離子推力器陰極的加熱極；開關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端接離子推力器的屏柵極； 所述主陰極點火電源的正端接推力器陰極的觸持極，負端接離子推力器的屏柵極；所述主陰極觸持電源并聯(lián)在所述陰極點火電源的兩端； 所述推力器陰極的負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，負端接離子推力器的公共地； 所述加速電源的負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，兩者的公共負端接推力器公共地；所述中和器的負極接離子推力器的公共地。2.如權利要求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，主陰極點火電源、中和器點火電源為單脈沖電源。5.如權利要求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個獨立電源供電，簡化了離子推力器供配電單元的設計，降低了供配電單元的復雜度和實現(xiàn)成本；設置中和器觸持電源，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；設置了電源切換開關，可以通過開關轉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】蘭州空間技術物理研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月14日