[发明专利]根据霍尔推力器中耦合振荡伴生的动态磁场确定线圈安匝变化百分率范围的方法

摘要

根据霍尔推力器中耦合振荡伴生的动态磁场确定线圈安匝变化百分率范围的方法，属于航天航空领域，本发明为解决由静态磁场来确定霍尔推力器的线圈安匝变化百分率范围是不准确的问题。本发明方法：步骤一、将霍尔推力器的二维对称模型导入FEMM中，建立磁路模型，步骤二、三个线圈模拟通入初始电流产生静态磁场，获取静态磁场零坐标位置；步骤三、以20％为步长，逐渐改变其中一个线圈通入的电流值，获取线圈安匝变化百分率与零磁场位置变化百分率对应曲线图；步骤四、根据动态磁场零坐标位置偏离静态磁场零坐标位置的距离应小于通道特征尺寸的2％～2.5％的规定，及步骤三实现确定外线圈安匝变化百分率的范围。

主权项

根据霍尔推力器中耦合振荡伴生的动态磁场确定线圈安匝变化百分率范围的方法，所述霍尔推力器的二维对称模型包括外线圈(1)、内线圈(2)、附加线圈(3)、内磁极(4)、阳极(5)、底板(7)，其具有对称轴线(6)，其特征在于，线圈安匝变化百分率范围为外线圈(1)的安匝变化百分率范围、内线圈(2)的安匝变化百分率范围或附加线圈(3)的安匝变化百分率范围；确定外线圈(1)的安匝变化百分率范围方法包括以下步骤：步骤一、将霍尔推力器的二维对称模型导入电磁场有限元分析软件FEMM中，建立霍尔推力器的磁路模型，建立rz坐标系：以内磁极(4)和底板(7)的交点为原点坐标；以对称轴线(6)为径向坐标z轴，以底板(7)所在直线为轴向坐标r轴；步骤二、在电磁场有限元分析软件FEMM中，外线圈(1)、内线圈(2)和附加线圈(3)模拟通入初始电流产生静态磁场，获取静态磁场零坐标位置O₀(r₀,z₀)；步骤三、以20％为步长，逐渐改变外线圈(1)通入的电流值，改变外线圈(1)通入的电流值时会产生一个新的磁场，该磁场为线圈耦合振荡引起的动态磁场与静态磁场的合成磁场，记录每次外线圈(1)通入的电流值与对应的合成磁场的零磁场坐标O(r,z)；进而获取外线圈安匝变化百分率与零磁场位置变化百分率对应曲线图；其中：外线圈安匝为外线圈(1)通入的电流乘以外线圈(1)的匝数；外线圈安匝变化百分率指每次外线圈(1)通入电流后的外线圈安匝相对于外线圈(1)通入初始电流的变化百分率；零磁场位置变化百分率指每次外线圈(1)通入电流后的磁场零磁场坐标O(r,z)相对于静态磁场零坐标位置O₀(r₀,z₀)的变化百分率，包括轴向位置变化百分率和径向位置变化百分率；步骤四、根据动态磁场零坐标位置O(r,z)偏离静态磁场零坐标位置O₀(r₀,z₀)的距离应小于通道特征尺寸的2％～2.5％的规定，及步骤三获取的外线圈安匝变化百分率与零磁场位置变化百分率对应曲线图，实现确定外线圈安匝变化百分率的范围。