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包振廷,孙明明*,郭宁,李沛,王尚民,高俊,刘明正
BAO Zhenting, SUN Mingming*, GUO Ning, LI Pei, WANG Shangmin, GAO Jun, LIU Mingzheng
摘要: 温度分布对大功率霍尔推力器的工作稳定性与可靠性具有显著影响。为获得LHT-200E霍尔推力器在额定功率工况下的热耗及温度分布情况,采用有限元分析对推力器分别进行了12.5kW工况下的热模型验证及校准,以及15kW额定工况下的热特性分析及热设计。通过仿真获得LHT-200E霍尔推力器在改变放电室支架材料、添加不同位置的散热片或散热板、导磁底座分体3种热设计方式下的温度场分布情况,验证热设计的有效性。结果显示:当推力器工作在12.5kW工况下,总热耗为2510W,即占总功率20.1%时,温度模拟结果与实测值最为接近。最大误差出现在推力器内线圈且达到了6.2%,主要是由于接触热阻设置不准确,但误差在热模型建立允许范围内。同时经仿真比对,针对15kW额定工况,在合理运用3种热设计的情况下,导磁底座的温度最大可降低约50℃,内线圈的温度可降低约40℃。3种热设计方式中,添加散热板是最显著的降温设计,而改变放电室支架材料与导磁底座分体的效果则不显著。通过对比3种热设计方式结果,采用高导热率放电室支架材料结合散热板设计,可有效降低推力器关键部件温度,改善其温度分布情况,提高任务可靠性。
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