T/CIE 149-2022 霍尔电推进系统点火测试规范

ICS49050

CCSV.35

团体标准

T/CIE149—2022

霍尔电推进系统点火测试规范

SpecificationofignitiontestforHallelectricpropulsionsystem

2022-12-31发布2023-03-01实施

中国电子学会发布

中国标准出版社出版

T/CIE149—2022

目次

前言

…………………………Ⅰ

引言

…………………………Ⅱ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

缩略语

4……………………2

一般要求

5…………………2

测试设备组成

5.1………………………2

测试设备要求

5.2………………………3

测试场地

5.3……………3

测试环境条件

5.4………………………3

测试人员

5.5……………3

测试项目

6…………………4

测试方法

7…………………4

点火时序控制流程

7.1…………………4

推力器侧点火冲击电流峰值

7.2………………………5

推力器侧点火冲击电流持续时间

7.3…………………6

推力器侧点火冲击电流积分值

7.4……………………6

阳极电源点火冲击电流峰值

7.5………………………6

阳极电源点火冲击电流持续时间

7.6…………………7

临界点火阳极电压

7.7…………………7

临界点火阳极流量

7.8…………………7

临界点火电压

7.9………………………7

母线冲击电流

7.10………………………7

点火时间

7.11……………8

点火启动过程时间

7.12…………………8

点火裕度

7.13……………8

推力器壳体相对阴极负的电位峰值

7.14………………9

推力器侧动态电压拉载幅值

7.15………………………9

阳极电源电压跌落值

7.16……………10

阳极电源电压恢复时间

7.17…………11

测试报告

8…………………11

附录资料性点火冲击电流示例

A()……………………12

附录资料性霍尔电推进系统点火测试报告样例

B()…………………13

参考文献

……………………15

T/CIE149—2022

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国电子学会可靠性分会提出并归口

。

本文件起草单位哈尔滨工业大学

:。

本文件主要起草人魏立秋周立伟李晶晶李文博杨子怡高前韩亮张旭李鸿丁永杰

:、、、、、、、、、、

于达仁

。

Ⅰ

T/CIE149—2022

引言

霍尔电推进装置结构简单推功比高比冲适中已成为国际上研究最多和应用最广的电推进类型

、、,。

随着航天任务的拓展霍尔电推进装置取代化学推进作为主动力装置已经在空间平台中得到应用并成

,

为未来的重要发展趋势霍尔电推进装置的点火是一个多因素共同作用的过程只有当点火参数满足

。,

推力器临近点火条件时推力器才能成功点火标准化的地面测试程序是保证霍尔电推进系统成功在

,。

轨应用的前提但目前针对霍尔电推进系统关注的测试重点为稳态参数是否达标而对于推力器的点火

,,

测试仅关注在给定的点火参数下其单次点火成功概率缺少必要的测试规范及过程的标准化霍尔电推

,,

进系统存在由于地面点火测试程序的差异性而导致其在轨点火失败的可能性

。

为提高霍尔电推进系统点火可靠性本文件制定了霍尔电推进系统点火测试规范为霍尔电推进系

,,

统在空间应用交付前点火测试提供规范的操作指导

。

Ⅱ

T/CIE149—2022

霍尔电推进系统点火测试规范

1范围

本文件规定了霍尔电推进系统点火测试的标准

。

本文件适用于霍尔电推进系统在空间应用交付前点火测试为提升霍尔电推进系统的可靠性评估

,

水平提供规范的操作指导

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

空间霍尔电推进功率处理单元测试方法

GB/T39346

3术语和定义

界定的术语和定义适用于本文件

GB/T39346。

31

.

点火冲击电流ignitionimpulsecurrent

霍尔电推进在点火启动前放电通道内和出口区会充满大量工质原子通常为氙气原子密度远高

,(),

于稳态放电过程在点火启动瞬间会产生一个百安培量级的冲击电流远高于稳态放电电流

,,。

32

.

点火冲击电流峰值ignitionimpulsecurrentpeak

霍尔电推进点火冲击电流的最大值

。

33

.

点火冲击电流积分值ignitionimpulsecurrentintegralvalue

霍尔电推进点火冲击电流积分值按公式计算

。(1):

t

b

Q=Itt

Cd()…………()

td1

a

式中∫

:

t点火冲击电流起始时间点火启动后点火冲击电流时域值第一次等于稳态放电电流值

a———,

所对应的时间单位为秒

,(s);

t点火冲击电流结束时间点火启动后点火冲击电流达到峰值后小于额定工作电流对应

b———,

的时间单位为秒

,(s);

It点火冲击电流随时间的变化值单位为安培

d()———,(A)。

34

.

点火冲击电流持续时间ignitionimpulsecurrentduration

推力器点火过程中点火启动后点火冲击电流首次超过推力器额定工作电流和点火启动后点火冲

,

击电流达到峰值后低于额定工作电流的时间差为推力器的点火冲击电流持续时间按公式计算

。(2):

1

T/CIE149—2022

T=t-t

dba…………(2)

35

.

空心阴极hollowcathode

空心阴极主要由发射体加热器和触持极组成是推力器的电子源

、,。

36

.

点火参数ignitionparameters

霍尔电推进点火过程相关的电气参数

。

注包括阳极电压阳极流量点火电压阴极流量励磁电流阴极加热电流等

:、、、、、。

37

.

临界点火参数criticalignitionparameters

对于额定的霍尔电推进系统的点火参数保持其他点火参数不变仅改变其中一个点火参数按照

,,,

点火时序控制流程启动当参数由低到高变化时发送点火指令内推力器点火成功所对应的最小

,,10s

数值

。

38

.

点火裕度ignitionmargin

设定的额定点火参数和临界点火参数的差值与临界点火参数的比值

。

39

.

母线busbar

多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路

。

310

.

点火启动过程时间ignitionstartprocesstime

霍尔电推进具备发出点火指令前推进系统为点火启动的准备时间包括启动电源阴极加热供给

,、、

流量等的时间总和

。

311

.

点火时间ignitiontime

霍尔电推进发出点火指令到推力器放电电流达到初始稳态值所需的时间

。

312

.

电压跌落值voltagedropvalue

点火过程中阳极电压推力器阳极和阴极之间电压等从设定值下降到最低值之间的差值

、。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件

。

流量控制单元

FCU(flowcontrolunit)

滤波单元

FU(filterunit)

霍尔电推进

HEP(hallelectricpropulsion)

功率处理单元

PPU(powerprocessingunit)

5一般要求

51测试设备组成

.

录波仪示波器

a)/

霍尔电推进系统点火试验中数字信号显示与存储可由示波器或者录波仪完成选取仪器型号时

,,,

2

T/CIE149—2022

应特别注意带宽以及采样频率

。

电压电流探头

b)、

霍尔电推进系统点火过程中电路中不同位置处的电压与电流信号的测量均由电压探头与电流探

,

头完成探头参数的选配应满足测试要求

;。

霍尔推力器及其附属设备

c)

霍尔推力器为被测试装置霍尔推力器需要在真空环境下工作工作真空度应优于-3其

,,5×10Pa;

他附属设备为霍尔电推进的测试提供满足要求供电系统和供气系统

。

真空环境设备

d)