概述

客户规范

美国航空航天局(NASA)是美国联邦政府的独立机构，负责航空和太空研究。美国航空航天局(NASA)正在寻找用于探索级二氧化碳清除系统的下一代鼓风机系统，该系统将安装在国际空间站(ISS)上并进行测试。这个鼓风机是一个更大的系统的子部件，该系统处理舱内空气，以去除二氧化碳，并为国际空间站居民维持一个可呼吸的环境。

目前国际空间站上的CDRA系统依赖于箔空气轴承支持的鼓风机，这不再是一种容易获得的技术，为了满足未来的二氧化碳去除要求，当前的技术必须在性能极限的极限上运行。传统轴承系统寿命短，通常容易受到污染，通常需要维护以满足系统的寿命要求。NASA需要一种高可靠的鼓风机，可以增加系统的寿命，在微重力空间环境中运行，并能承受气流中外来颗粒的吸入。新的鼓风机还必须适应相同的长度，宽度和高度的信封作为箔轴承支持传统鼓风机。

解决方案

Calnetix建议在整体外壳的主动磁轴承(AMBs)上使用高速永磁电机，以替代现有的鼓风机。amb上的Calnetix机器在高要求的应用中已经运行了超过17年。该公司经过验证的技术和知识被应用到NASA的开发中。

Calnetix设计并建造了一个鼓风机系统，包括一个紧凑的动量™磁轴承在线鼓风机和一个集成的连续™双控制器驱动鼓风机。在线鼓风机由一个中心位置的五轴组成Powerflux™AMB系统、支承轴承、悬垂轴承Magnaforce™永磁电机和离心叶轮在一个非常紧凑的包装。由于无摩擦操作，磁轴承取代了传统轴承，显著提高了系统的性能、可靠性和寿命。amb的运行速度也非常快，耐颗粒污染物，提供无油和免维护操作。

双控制器由一个变速传动装置(VSD)电机和AMB控制器在一个紧凑的包，支持高达60000 RPM的速度。使用Calnetix的amb消除了系统中的润滑和旋转阻力损失。设计中考虑了VSD和AMB控制的高效和高速切换技术。两个独立的数字信号处理器(dsp)，一个专用于VSD，另一个专用于AMB，用于实现故障安全操作。

挑战

关键的设计挑战是，主动磁轴承系统，包括备份轴承和位置传感器必须小型化，以适应高度受限的空间。为了创造一个紧凑的设计，位于机器中心部分的轴承包与一个离心叶轮在进风口和一个悬挂的永磁同步电机在鼓风机的出口被使用。空气通过内部部件周围的环空流动。

结果

这是首次有资格在空间站使用磁悬浮系统。Calnetix独特的风机系统设计满足以下要求:

• 能够承受发射振动和加速度的要求
• 符合机电和电能质量要求
• 可运行30000小时，无需维护，保质期15年
• 设计用于承受“非设计”操作条件的风机，包括无流量(空头)操作，在真空中操作，以及在非常低或很高的速度下操作