[发明专利]作为磁通量发生器、加热器或消磁线圈的多用途电气线圈

说明书

本发明提供利用一组常规线圈来提供可移动平台中的磁通量、加热与消磁中的至少两种的方法与系统。根据一个实施例，该方法涉及在线圈中以高于所定义的定点需求的频率振荡电流以提供热量。根据另一个方面，通过用随着时间降低幅值的振荡电流对线圈进行加电而使该线圈起到消磁器的功能。

技术领域

本申请涉及作为磁通量发生器、加热器或消磁线圈的多用途电气线圈，并且更具体地涉及使用一组普通线圈提供移动平台中的磁通量、加热和/或消磁的方法。

背景技术

在稳定轨道卫星的操作中，总是需要控制或限制航天器的失控翻转。希望被稳定在轨道中的卫星的这种失控运动仅针对其规划的操作才使卫星变得有效。此外，在过度的角动量下延长的翻转可能损害航天器的结构完整性以及航天器的热平衡与功率平衡。因此，期望卫星的恢复发生在翻转开始后的一小段时间内。

翻转的控制可以通过大型推进设备如火箭推进器或喷射器来完成。控制或限制航天器翻转的此类设备的使用常常需要使用过量的推进燃料。在没有推进燃料可用的情况下，此类装置不能被用于稳定航天器。在卫星中的电力可用的情况下，更期望通过自主控制系统改变航天器的旋转率来控制翻转。

稳定卫星的磁转矩（特别是改变相对于其轨道已经偏离其期望方位的航天器的姿态的磁转矩）是已知的。该磁转矩系统利用来自转矩发生器如线圈或电磁体的磁场与地球磁场相互作用，从而产生反作用转矩。该反作用转矩促使将卫星的参考轴线重新定位一个与转矩时间和通量幅值成比例的量。磁转矩也可以被用于产生反作用转矩以控制航天器的旋转率与角动量。可以通过自动（例如闭环）控制系统或需要来自地面工作站的命令信号的开环控制系统在卫星或航天器中实施这些已知的磁转矩系统。

大部分电子设备经历基于其工作温度的工作特性的变化。对于大部分应用，这些变化是细微的，并且可以被忽略或者通过校准来补偿。因此，存在需要环境温度调节以确保电子设备的正确工作的示例。例如，在很多太空应用中未调节温度可能极冷，此时需要对环境温度进行调节。在这些极端温度下，电子组件的工作特性可能非常不同于室温下的工作特性，导致其出现故障或提供错误的读数。另外，对温度变化特别敏感的任何种类的组件通常也需要温度调节。

在很多应用中，在温度控制系统中利用带状加热器为电子设备提供热量。带状加热器包括当对其施加电流时产生热量的电阻元件。加热元件通常是延长线或沉积在衬底上的电阻材料的迹线。通常将加热元件布置在所限定区域上的图案中以在该限定区域上提供均匀热量。当电流被施加到加热元件上时，从带状加热器中发出热量。

虽然带状加热器被认为是提供热量到电子设备以便进行环境温度控制的廉价且有效的手段，但这些设备存在一些缺陷。尤其是，在航天器应用带状加热器增加了整体系统的质量。最小化航天器的质量是控制高发射成本的关键。

除了加热器以外，卫星和其他可移动平台通常包括用于最小化该设备上的装置中的剩磁的独立消磁线圈。具有用于磁通量产生、加热和消磁的分立设备增加了可移动平台的复杂性和质量。

因此，期望拥有一种提供磁通量产生、加热和消磁的方法与设备，其比利用实现这三种功能中的一些或全部的独立设备的那些系统更不复杂且需要更小的质量。

发明内容

在一个方面，本发明提供利用一组常规线圈来提供可移动平台中的磁通量、加热与消磁中的至少两种的方法。根据一个实施例，该方法涉及在线圈中以高于所定义的定点稳定性需求的频率振荡电流以提供热量。根据另一个方面，通过用随着时间降低幅值的振荡电流对线圈进行加电而使该线圈起到消磁器的功能。

在另一方面，本发明提供一种在可移动平台中包括线圈的系统。该系统包括线圈、线圈的电源以及控制电路，其中该控制电路被编程以操作该线圈作为磁通量发生器、加热器和/或消磁器。根据特定的方面，该线圈包括导电迹线。

在另一方面，该线圈包括印刷电路板上的导电迹线。这些迹线可以存在于单个层或多个层上。