Page 109 - 《真空与低温》2026年第1期

106 真空与低温 第 32 卷 第 1 期

流发生突变瞬间，母线电流峰值到达 105 A，超过 为 PPU 未触发保护波形，在负载阳极电流发生突
过流保护点 100 A，触发 PPU 过流保护，PPU 电源 变瞬间，母线电流峰值到达 99.5 A，未超过设定的
关断，阳极电压和母线电流迅速降低到 0。图 11（b） 过流保护点 100 A，PPU 电源仍旧工作。

−410.0 μs 105.0 A −410.0 μs 99.50 A
−1.640 ms 12.00 A −1.640 ms 12.00 A
Δ1.230 ms Δ93.00 A Δ1.230 ms Δ87.50 A

25.0 A 1.00 ms 10.0 M次/秒 25.0 A 1.00 ms 10.0 M次/秒
100 V 50.0 V 2.010000 ms 100 k点 17.0 A 100 V 50.0 V 2.010000 ms 100 k点 17.0 A
值 平均值 最小值 最大值 标准值 值 平均值 最小值 最大值 标准值
平均 8.48 A 2.79 202 m 22.0 5.39 平均 22.0 A 2.60 202 m 22.0 5.37
峰−峰 159 A 14.3 4.00 159 31.5 峰−峰 93.0 A 9.63 4.00 93.0 17.8
最大 316 V 217 8.00 356 146 最大 340 V 214 8.00 356 147
平均 −2.35 V −2.04 −2.67 −1.28 329 m 平均 −2.50 V −2.03 −2.67 −1.28 330 m
（a）PPU触发保护波形 （b）PPU未触发保护波形
图 11 PPU 保护波形
Fig. 11 PPU protection waveform

地面试验表明，在大脉冲电流扰动导致阳极电 [4] KOMARROV A，PRIDANNIKOV S，LENGUITO G. Typi-
流突变瞬间，母线电流迅速增长，当峰值超过设定 cal transient phenomena of Hall effect thruters [C]//Interna-
的过流保护点，触发 PPU 过流保护，PPU 电源关断， tional Electric Propulsion Conference，2019.
可以起到保护 PPU 及其上下游单机的作用。未超 [5] LOBBIA R B，POLK J，HOFER R，et al. Accelerating 23 000
过设定的过流保护点，则 PPU 电源仍旧工作，不会 hours of ground test backsputtered carbon on magnetically
无故切断电源，PPU 过流保护措施有效。 shielded Hall thusters [C]//AIAA Propulsion and Energy Fo-

4 结论 rum，2019.
[6] 何琳琳. 霍尔推力器壁面腐蚀形貌演化结构稳定性研
本文针对霍尔推力器放电扰动引发的瞬间大
究 [D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
脉冲电流问题，从电源处理单元的硬件保护（熔断
[7] KOZUBSKII K N，MURASHKO V M，RYLOV Y P，et al.
器、控制芯片保护、过流保护电路、VI 保护）、软件
Stationary plasma thrusters operate in space[J]. Plasma Phy-
保护两个方面提出了有效应对措施，并针对保护措
sics Reports，2003，29（3）：277−292.
施对整星应用策略的影响进行了一定分析。最后
通过软件仿真以及地面试验测试，验证了保护措施 [8] CHENG S Y M. Modeling of thruster lifetime and erosion
的有效性。保护措施的提出对霍尔推力器放电扰 mechanisms[C]//Boston：Massachusetts Institute of Technol-
动引起的大脉冲电流系统防护具有重要意义。后 ogy，2007.
续还需要加强对霍尔推力器放电扰动特性的试验、 [9] GAMERO C M，KATZ I. Estimation of Hall thrusters ero-
分析以及研究，明确放电扰动的演化规律，提出更 sion using HPHall[C]//Princeton：29th International Electric
加有针对性的应对措施。 Propulsion Conference，2005.
[10] 江滨浩，赵一男，魏立秋，等. 霍尔推力器振荡问题的研究
参考文献：
综述 [J]. 宇航学报，2009（6）：2067−2071.

[1] 杨叶慧. 霍尔推力器放电通道低频振荡特性及抑制机理研 [11] KIM V，BROPHY J，DAY M. Simulation of the discharge
究 [D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学. 2023. channel wall contamination influence on SPT-100 parameters
[2] 刘佳，田雷超，乔彩霞，等. 50 kW 级大功率霍尔推力器性 and level of oscillations in discharge circuit [C]//31th
能测试与分析 [J]. 推进技术，2023，44（6）：2209048. AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and
[3] 李敏，汤海滨，王立君，等. 霍尔推力器放电通道溅射腐蚀 Exhibit，1995.
计算 [J]. 强激光与粒子束，2011，23（10）：2757−2762. [12] SYDORENKO D，SMOLYAKOV A，KAGANOVITCH I，