NASA CO₂ 제거 시스템에 고속 송풍기 통합

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
www.calnetix.com

NASA의 4층 이산화탄소 스크러버(4BCO₂) )은 엄격한 지상 테스트를 거쳐 국제우주정거장(ISS)에 설치될 예정이다. 차세대 CO₂ 제거 시스템은 Calnetix Technologies의 고속 인라인 송풍기와 이중 컨트롤러를 통합합니다.

송풍기 어셈블리에는 자기 베어링에 소형 인라인 송풍기가 포함되어 있습니다(Momentum ^™ ) 및 통합 하이브리드 듀얼 컨트롤러(Continuum ^™ ) 송풍기를 구동합니다. 자기 부상형 인라인 송풍기는 CO₂의 필수 구성 요소입니다. 제거 시스템은 미세 중력 공간 환경에서 전체 시스템을 통해 공기 흐름을 유도합니다.

Momentum에는 돌출형 영구 자석 모터가 있습니다. 중앙에 위치한 5축 능동 자기 베어링(AMB) 시스템; 백업 베어링; 및 소형 패키지의 오버행 원심 임펠러. 낮은 전달 진동, 고속 부상, 낮은 전력 소비, 높은 신뢰성, 오일 프리 작동 및 공기 흐름의 입자 오염에 대한 내성으로 인해 기존 베어링 대신 자기 베어링이 사용되었습니다.

Continuum은 AMB 컨트롤러와 가변 속도 드라이브(VSD) 모터 컨트롤러가 하나의 소형 패키지로 구성되어 있어 장기간 유지 보수가 필요 없는 작동으로 최대 60,000RPM의 속도를 지원합니다. AMB는 윤활 및 회전 항력 손실을 제거하는 데 사용되었으며, 이는 NASA의 엄격한 가스 배출 요구 사항을 충족하는 데 중요한 요소였습니다.

애플리케이션 요구 사항을 충족하기 위해 인라인 송풍기 시스템은 발사 진동 및 가속 요구 사항을 견뎌야 하고, NASA SSP 57000에 따른 전기 기계 및 전력 품질 요구 사항을 준수하고, 15년의 저장 수명을 갖고, 유지 관리 없이 30,000시간 동안 작동하고, 다음과 같이 작동해야 합니다. 매우 낮은 전도성 및 대류 냉각 가용성. 또한 베어링은 윤활유나 그리스와 같은 오염 물질을 기류로 유입할 수 없습니다. 송풍기는 손상을 일으키지 않고 필터 매체에서 유리된 입자 및 객실 공기의 먼지와 같은 입자의 섭취를 견뎌야 합니다.

주요 설계 과제는 현재 ISS에서 사용 중인 포일 베어링 지원 유산 송풍기와 동일한 공간에 새로운 자기 베어링 송풍기를 설치하는 것이었습니다. 위치 센서와 백업 베어링이 있는 AMB 시스템은 매우 제한된 공간에 맞게 소형화해야 했습니다. 컴팩트한 디자인을 만들기 위해 베어링 시스템을 중앙에 배치하여 공기 흡입구에 위치한 원심 임펠러와 기계의 배출구 쪽에 돌출된 영구 자석 모터를 사용했습니다. 공기는 내부 부품 주위의 환형 통로를 통해 흐릅니다.

ISS에서 자기 베어링 송풍기를 성공적으로 사용하면 자기 베어링은 기존 베어링 기술에 도전하는 유체 펌프, 반력 휠 및 자이로스코프와 같은 다른 항공우주 응용 분야에도 사용될 수 있습니다.

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