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NASA CO₂ 去除系统集成高速鼓风机

Calnetix Technologies
加利福尼亚州喜瑞都
www.calnetix.com

NASA 的四床二氧化碳洗涤器 (4BCO2) 计划在经过严格的地面测试后安装在国际空间站 (ISS) 上。下一代二氧化碳去除系统采用了 Calnetix Technologies 的高速在线鼓风机和双控制器。

鼓风机组件包括一个安装在磁力轴承上的紧凑型直列式鼓风机 (Momentum ) 和一个集成的混合双控制器 (Continuum ) 来驱动鼓风机。磁悬浮直列式风机是CO2去除系统的一个组成部分,将在微重力空间环境中驱动气流通过整个系统。

Momentum 采用悬挂式永磁电机;位于中心的五轴主动磁轴承 (AMB) 系统;备用轴承;和一个紧凑封装的悬垂式离心叶轮。磁力轴承因其低传递振动、高速悬浮、低功耗、高可靠性、无油运行以及对气流中颗粒污染物的耐受性而代替了传统轴承。

Continuum 由一个 AMB 控制器和一个变速驱动器 (VSD) 电机控制器组成,封装在一个紧凑的封装中,支持高达 60,000 RPM 的速度和长期免维护运行。 AMB 用于消除润滑和旋转阻力损失,这是满足 NASA 严格除气要求的一个重要方面。

为满足应用需求,直列式鼓风机系统必须能够承受发射振动和加速要求,符合 NASA SSP 57000 下的机电和电能质量要求,保质期为 15 年,运行 30,000 小时无需维护,并且运行非常低的传导和对流冷却可用性。此外,轴承不能将污染物(如润滑剂或油脂)引入气流中。鼓风机必须能够承受颗粒物的吸入,例如从过滤介质中释放的颗粒物和机舱空气中的灰尘,而不会造成损坏。

主要的设计挑战是将新的磁轴承鼓风机安装在与箔轴承支撑的传统鼓风机相同的空间中,该鼓风机目前正在国际空间站上使用。带有位置传感器和备用轴承的 AMB 系统必须小型化以适应高度受限的空间。为了创造一个紧凑的设计,轴承系统被放置在中央,以便与一个位于进气口的离心叶轮和一个位于机器出口侧的悬臂永磁电机一起使用。空气流过内部组件周围的环形通道。

在国际空间站成功使用磁力轴承鼓风机后,磁力轴承还可用于挑战传统轴承技术的流体泵、反作用轮和陀螺仪等其他航空航天应用。

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