[发明专利]一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法

权利要求书

1.一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述方法为：首先将陶瓷放电通道壁面厚度、内磁屏和外磁屏的厚度均增加为各部件原有厚度的2倍，然后将陶瓷放电通道壁面后段调整为分段式结构，最终实现降低励磁效率损失；

步骤一：将陶瓷放电通道的壁面厚度增加至其原有厚度的2倍；

步骤二：使用铁氧体材料制作磁聚焦霍尔推力器的内磁屏和外磁屏，并将所述内磁屏和外磁屏的厚度增加至其原有厚度的2倍，并保证所述内磁屏和外磁屏之间的间距不变；

步骤三：将步骤一所述陶瓷放电通道的壁面后段制作成分段式结构，所述壁面后段的起始位置在磁聚焦霍尔推力器的阳极环顶部轴向向内5~10mm处；

步骤四：根据铁氧体材料和BN陶瓷的热膨胀系数及内磁屏和外磁屏的厚度，将所述内磁屏和外磁屏与其各自所对应的陶瓷放电通道壁面之间的间隙调整为陶瓷放电通道壁面厚度的10%，并在内磁屏和外磁屏与陶瓷放电通道壁面对应的磁屏面和通道壁面上均涂上隔热涂层；

步骤五：根据所需设计的磁场构型，对所述磁聚焦霍尔推力器的内磁极和外磁极的轴向位置进行调整，控制磁场轴向梯度分布以及零磁点位置；

步骤六：利用FEEM磁场仿真方法对步骤一至步骤五形成的磁路结构进行磁场仿真，调节励磁电流，使所述陶瓷放电通道中心线上磁场与原磁场近似一致，进而获得对应磁路参数，最终获得所述磁聚焦霍尔推力器的磁路结构及对应参数。

2.根据权利要求1所述一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，步骤三所述分段式结构包括陶瓷底座（3-1）和陶瓷内壁面外段（3-2）；所述陶瓷内壁面外段（3-2）安装于所述陶瓷底座（3-1）上；所述陶瓷内壁面外段（3-2）与所述陶瓷底座（3-1）的结合部位位于所述内磁屏与陶瓷放电通道外壁面接触位置处。

3.根据权利要求2所述一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述陶瓷内壁面外段（3-2）与所述陶瓷底座（3-1）之间采用阶梯式卡接方式连接。

4.一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述方法为：首先将陶瓷放电通道壁面厚度、内磁屏和外磁屏的厚度均增加为各部件原有厚度的2倍，然后减少陶瓷放电通道后段的陶瓷放电通道壁面的厚度，最终实现降低励磁效率损失；

步骤一：将陶瓷放电通道的壁面厚度增加至其原有厚度的2倍；

步骤二：使用铁氧体材料制作磁聚焦霍尔推力器的内磁屏和外磁屏，并将所述内磁屏和外磁屏的厚度增加至其原有厚度的2倍，并保证所述内磁屏和外磁屏之间的间距不变；

步骤三：将步骤一所述陶瓷放电通道的壁面后段的厚度减薄，所述壁面后段的起始位置在磁聚焦霍尔推力器的阳极环顶部轴向向内5~10mm处；

步骤四：根据铁氧体材料和BN陶瓷的热膨胀系数及内磁屏和外磁屏的厚度，将所述内磁屏和外磁屏与其各自所对应的陶瓷放电通道壁面之间的间隙调整为陶瓷放电通道壁面厚度的10%，并在内磁屏和外磁屏与陶瓷放电通道壁面对应的磁屏面和通道壁面上均涂上隔热涂层；

步骤五：利用FEEM磁场仿真方法对步骤一至步骤四形成的磁路结构进行磁场仿真，调节励磁电流，使所述陶瓷放电通道中心线上磁场与原磁场近似一致，进而获得对应磁路参数，最终获得所述磁聚焦霍尔推力器的磁路结构及对应参数。

5.根据权利要求1或4所述一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述调节励磁电流的具体方式为：内励磁电流和外励磁电流调节变化比例相同，其调节范围为增加原励磁电流的36-38%；附加线圈增加10%。

6.根据权利要求5所述一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述内励磁电流、外励磁电流和所述附加线圈的励磁电流分别从对应的电流值1.8A/2.5A/3A变为2.45A/3.45A/3.3A。

7.根据权利要求1或4所述一种磁聚焦霍尔推力器长寿命设计下的磁路结构设计方法，其特征在于，所述陶瓷放电通道的壁面厚度增加至6mm；所述内磁屏厚度增加至5mm；所述外磁屏厚度增加至4mm；所述内磁屏和外磁屏与其各自所对应的陶瓷放电通道壁面之间的间隙调整为0.5mm。