【正文】 點，例如 ： ① 無功率損耗，可提高推力器整體效率 ；② 減少推進(jìn)系統(tǒng)的質(zhì)量 ； ③ 降低溫度 ； ④ 減少復(fù)雜度，在一定程度上可提高可靠性 ； ⑤ 減少推力器的成本 ； ⑥ 無需勵磁電源。強磁場需要大的勵磁電流，會使線圈熔斷或者因為過熱而使線圈絕緣損壞，導(dǎo)致電路發(fā)生短路故障。這三種勵磁方式各有優(yōu)缺點，適用于不同類型的推力器和場合。推力器 放電通道內(nèi)磁場既可以由高磁能積的永久磁鐵產(chǎn)生，也可 以由電磁鐵在電磁線圈中通電流產(chǎn)生。由于離子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量，具有較大的拉莫爾半徑 (通常是米的數(shù)量級 )，而推力器通道長度一般只有幾厘米，因此離子幾乎不受通道內(nèi)磁場的影響，在軸向電場作用下高速噴出，產(chǎn)生反作用力為航天飛行器提供動力。陰極發(fā)射電子，電子群在向陽極運動的過程中被磁場束縛并在通道內(nèi)作拉莫爾回旋運動，在正交電磁場作用下形成沿圓周方向的定向閉環(huán)漂移運動，同時被磁場束縛的電子群與注入 通道的中性推進(jìn)劑原子 (一般為具有較大原子質(zhì)量的惰性氣體，通常為氙氣 )之間發(fā)生碰撞，使中性原子電離產(chǎn)生離子和電子。其結(jié)構(gòu) 如 錯誤 !未找到引用源。自勵模式下，即把所有線圈串聯(lián)進(jìn)主放電回路當(dāng)中，工作時放電電流即線圈勵磁電流，與他勵模式相比，自勵模式可以節(jié)省三個電源，而且初步的實驗發(fā)現(xiàn)，自勵模式的低頻振蕩的影響非常小， 自勵模式霍爾推力器將放電電流作為勵磁電流引入勵磁系統(tǒng)形成磁場，減少電能變 換器的個數(shù)，簡化供電系統(tǒng)設(shè)計，提高了衛(wèi)星的有效載荷、電能轉(zhuǎn)換效率和可靠性 。永久磁鐵勵磁主要通常應(yīng)用在在微小衛(wèi)星平臺上的小尺寸低功率推力器。對于電磁線圈結(jié)構(gòu)的 霍爾推力器 可運行于他勵模式和自勵模式下。同時由于電源的簡化也會提高整個電推進(jìn)系統(tǒng)可靠 [2]。但是電推進(jìn)系統(tǒng)會增加電源模塊，這對可靠性提出了更高的要求。 目前，霍爾推進(jìn)器的勵磁方式主要是他勵方式，但是其低頻振蕩大，而自勵磁的方式卻很好的抑制了這一點，因此隨著航天技術(shù)的發(fā)展，對霍爾推進(jìn)器的要求勢必越來越高，因此對自勵磁方式的研究也必 將納入正軌。 由于其 與傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)相比，電推 進(jìn) 系統(tǒng)的比沖比化學(xué)推進(jìn)高出幾倍，甚至十幾倍，能減少攜帶推進(jìn)劑的質(zhì)量 ，可以提高衛(wèi)星有效載荷，增加衛(wèi)星經(jīng)濟效益 。 霍爾推力器 (Hall Thruster)作為一種典型的電推進(jìn)裝置，以其效率高，工作壽命長，功率密度高，比沖適中等優(yōu)點引起世界各航天大國的廣泛關(guān)注并成為航天推進(jìn)領(lǐng)域研究和投入的熱點方向。美國、俄羅斯、歐空局和日本在電推進(jìn)的研究和應(yīng)用方面獲得了巨大成功，不同類型和不同特點的電推進(jìn)在空間航天器上得到了廣泛應(yīng)用。s space powers electric propulsion research in the hot, but the current in this area of our country is a big vacancy, Harbin Institute of Technology of Plasma propulsion technology generate from Russia introduced ATON thruster models, and its indepth study. Magic field shape and the magic induction of the thruster is one of the main factors affecting the performance , and was usually using the separate excitation mode under laboratory conditions. But in practice it is monly using the selfexcitation whitch can the cut the number of ponents they carry that can greatly improve the stability of their work. This paper is directed by a preliminary exploration when the separate excitation changed to selfexcitation. First, according to the convert from the excitation of the coil space problem ,we used the software simulation and experimental research, and based on the results we find the area whitch can be converted to selfexcitation in the ATON models. In the region according to a particular operating point in the separate and selfexcitation, we pared and analyzed the operating characteristics. And finally we made the explorative study about the discharge stability of the selfexcitation. Key words field leakage flux, independent excitation, selfexcitation, selfexcitation 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計論文 III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................II 第 1 章 緒論 .............................................................................................................. 1 課題的來源以及研究的目的和意義 ............................................................ 1 課題的來源 .......................................................................................... 1 研究的目的和意義 .............................................................................. 1 霍爾推力器的勵磁模式 ................................................................................ 2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 ............................................................. 5 本文主要研究內(nèi)容 ......................................................................................... 7 第 2 章 自勵磁霍爾推力器設(shè)計 .............................................................................. 8 引言 ................................................................................................................ 8 實驗系統(tǒng)與軟件介紹 .................................................................................... 8 實驗系統(tǒng)的介紹 .................................................................................. 8 FEMM 軟件的介紹 .............................................................................. 9 高斯計的使用與介紹 ........................................................................ 11 自勵磁霍爾推力器磁場等效 ...................................................................... 12 內(nèi)磁芯打薄 ........................................................................................ 13 打薄后的應(yīng)力問題 ............................................................................ 15 打薄后對磁場的影響 ........................................................................ 17 磁芯變粗后的分析 ............................................................................ 21 本章小結(jié) ...................................................................................................... 22 第 3 章 自勵磁霍爾推力器工作特性區(qū)域的研究 .................................................. 23 霍爾推力器推力的測試方法 ...................................................................... 23 自勵磁霍爾推力器工作區(qū)域研究 .............................................................. 24 實驗的方法與測量結(jié)果 .................................................................... 24 實驗結(jié)果分析 .................................................................................... 26 小結(jié) .............................................................................................................. 29 第 4 章 自勵磁霍爾推力器工作特性與穩(wěn)定性分析 .............................................. 30 引言 .............................................................................................................. 30 自勵磁霍爾推力器工作特性的研究 .......................................................... 30 實驗設(shè)計 ............................................................................................ 30 實驗結(jié)果 ............................................................................................ 31 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計論文 IV 實驗結(jié)果分析 .................................................................................... 34 自勵磁霍爾推力器的穩(wěn)定性研究 .............................................................. 36 實驗設(shè)計 ...................................................