[发明专利]一种考夫曼离子推力器的负载特性模拟装置及模拟方法

摘要

本发明公开了一种考夫曼离子推力器的负载特性模拟装置及模拟方法，能够对考夫曼离子推力器的负载特性进行模拟，通过采用电阻与开关巧妙组合，实现考夫曼离子推力器复杂的负载组成，简化了负载模型，降低了成本；一种考夫曼离子推力器的负载特性模拟方法，提出了推力器静态与动态负载特性模拟方法，包括：正常工作模式下的中和器点火、阴极点火、放电室起弧和束流引出模型，以及故障模式下的栅极间短路、中和器熄灭、放电室熄灭模型；解决了用模拟器进行替代测试的真实性、正确性、覆盖性的问题。

主权项

一种考夫曼离子推力器的负载特性模拟装置，其特征在于，包括主阴极加热电源负载模块、主阴极触持电源负载模块、阳极电源负载模块、屏栅电源负载模块、加速电源负载模块、中和器加热电源模块和中和器触持电源负载模块：所述主阴极加热电源负载模块包括霍尔传感器H1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻RV1、开关K1以及开关K2；所述考夫曼离子推力器的主阴极加热电源的输出端串联霍尔传感器H1和电阻RV1后接主阴极加热电源回线；电阻R1并联在电阻RV1两端；开关K1和电阻R2串联后并联在电阻R1两端；所述开关K2与电阻R3串联后并联在电阻R2两端；电阻R1、R2、R3和RV1的阻值依次为1.7Ω、12.8Ω、0.93Ω和13.8KΩ；所述主阴极触持电源负载模块包括霍尔传感器H2、电阻R7、电阻RV2和开关K5；所述考夫曼离子推力器的主阴极触持电源的输出端依次串联霍尔传感器H2和电阻RV2后接主阴极触持电源的回线；所述开关K5和电阻R7串联后并联在电阻RV2的两端；所述电阻R7和电阻RV2的阻值分别26.7Ω和86.7KΩ；所述阳极电源负载模块包括霍尔传感器H3、电阻RV4、电阻R10、电阻R11a、电阻R11b、开关K8、开关K9a和开关K9b，所述考夫曼离子推力器的阳极电源的输出端依次串联霍尔传感器H3和电阻RV4后接阳极电源回线；所述开关K8串联电阻R10后并联在电阻RV4两端；所述开关K9a串联电阻R11a后并联在电阻R10两端；所述开关K9b串联电阻R11b后并联在电阻R11a两端；所述电阻RV4、电阻R10、电阻R11a和电阻R11b的阻值分别为：79.7KΩ、13.6Ω、22Ω和50.4Ω；所述主阴极加热电源回线、阳极电源回线和主阴极触持电源回线并联；所述屏栅电源负载模块包括霍尔传感器H4、电阻RV5、电阻R12和电阻R13、开关K10和开关K11；所述考夫曼离子推力器的屏栅电源的输出端与所述阳极电源输出端并联；所述屏栅电源的输出端依次串联霍尔传感器H4和电阻RV5后接屏栅电源回线；所述电阻R12和开关K10串联后并联在电阻RV5两端；所述电阻R13和开关K11串联后并联在电阻R12和开关K10串联电路的两端；所述电阻RV5、电阻R12和电阻R13的阻值分别为：1204.7KΩ、1250Ω和833.3Ω；所述加速电源负载模块包括霍尔传感器H5、霍尔传感器H6、电阻RV6、电阻R14、电阻R14’、电阻R15、开关K12、开关K13和开关K14；所述考夫曼离子推力器的加速电源的输出负端依次串联霍尔传感器H5和电阻RV6后接加速电源正端回线；所述电阻R14、电阻R14’、霍尔传感器H6和开关K12依次串联后并联在电阻RV6两端；开关K13一端接在电阻R14和电阻R14’之间，另一端接加速电源正端回线；所述电阻R15和开关K14串联后并联在电阻RV6两端；所述电阻RV6、电阻R14、电阻R14’和电阻R15的阻值分别为204.7KΩ、187.5Ω、12.3KΩ和125Ω；所述中和器加热电源模块包括霍尔传感器H7、电阻RV7、电阻R4、电阻R5、电阻R6、开关K3和开关K4；所述考夫曼离子推力器的中和器加热电源的输出端依次串联霍尔传感器H7和电阻RV7后接中和器加热电源回线；所述电阻R4并联在电阻RV7两端；所述开关K3和电阻R5串联后并联在电阻R4两端；所述开关K4和电阻R6串联后并联在电阻R5两端；所述电阻RV7、电阻R4、电阻R5和电阻R6的阻值分别为：13.8KΩ、1.7Ω、12.8Ω和0.93Ω；所述中和器触持电源负载模块包括霍尔传感器H8、电阻RV8、电阻R8、电阻R9、开关K6和开关K7；所述考夫曼离子推力器的中和器触持电源的输出端依次串联霍尔传感器H8和电阻RV8后接中和器触持电源回线；所述开关K6和电阻R8串联后并联在电阻RV8两端；所述开关K7和电阻R9串联后并联在电阻R8两端；所述电阻RV8、电阻R8和电阻R9的阻值分别为：86.7KΩ、200Ω和14.3Ω；所述中和器触持电源回线、中和器加热电源回线、加速电源正端和屏栅电源回线并联。