溫度對霍爾推力器磁場及放電性能的影響.pdf

1、霍爾推力器從冷態(tài)到工作后熱穩(wěn)定時(shí)存在300℃以上的偏差，同時(shí)其搭載在衛(wèi)星平臺上運(yùn)行時(shí)，推力器工況相對在地面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)的工作點(diǎn)可能會產(chǎn)生一定的偏移。磁路元件的熱堆積對放電通道內(nèi)的磁場分布產(chǎn)生了影響，從而改變了推力器的工作性能。
　　本文利用商業(yè)軟件ANSYS熱仿真計(jì)算霍爾推力器工作過程中磁路元件的溫度變化，得到推力器各測點(diǎn)位置溫度分布的仿真結(jié)果。實(shí)驗(yàn)測量100 min內(nèi)推力器內(nèi)外磁屏的溫度變化，得到推力器接近熱平衡時(shí)內(nèi)外磁屏溫升超過

2、300℃。開展了太陽輻照對推力器溫度影響的仿真分析研究，得到太陽正面輻照時(shí)，推力器各部位除內(nèi)、外陶瓷溫度上升較少外，其它溫升均超過10℃，側(cè)面輻射時(shí)會在推力器陰陽兩面形成一個(gè)大約在10℃左右的溫差。
　　用直接模擬蒙特卡羅法計(jì)算相應(yīng)條件下等離子體密度和空間電勢的分布。結(jié)果表明，磁場的變化影響了通道內(nèi)電離區(qū)的軸向位置、空間電勢以及電子溫度的分布，進(jìn)而改變了推力器的效率。設(shè)計(jì)軟磁材料DT4C的變溫實(shí)驗(yàn)，得到了DT4C從20℃~500℃

3、各溫度段的B-H曲線。隨著溫度的升高，在300>H>50 A/m時(shí)，DT4C的磁導(dǎo)率呈減少趨勢，在H>300A/m時(shí)，試件的磁導(dǎo)率先減少后增加再減少。然后對推力器進(jìn)行二維磁場仿真，得到推力器在高溫下較常溫下時(shí)放電通道內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約下降了15％，零磁場位置向外延伸2.3 mm。提出了一種監(jiān)測推力器工作時(shí)放電通道空間磁場變化的方法，得到串聯(lián)勵(lì)磁磁場強(qiáng)度隨線圈電感的增加而減少。電感較小時(shí)，磁場強(qiáng)度與電感近似成一次函數(shù)關(guān)系。電感增加后，磁場