ISO 14839-3:2006 機械的振動—アクティブ磁気軸受を備えた回転機械の振動—パート3:安定マージンの評価 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って作成されます。

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に回覧されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 14839-3 は、技術委員会 ISO/TC 108, 機械的振動および衝撃、小委員会 SC 2, 機械、車両および構造物に適用される機械的振動および衝撃の測定と評価によって作成されました。

ISO 14839 は、「機械的振動 - アクティブ磁気軸受を搭載した回転機械の振動」という一般的なタイトルの下に、次の部分で構成されています。

  • -Part 1:語彙
  • -Part 2:振動の評価
  • -Part 3:安定余裕の評価

追加パーツは現在準備中です。

序章

パッシブ ベアリング (ボール ベアリングや油膜ベアリングなど) は本質的に安定したシステムですが、磁気ベアリングは静磁力による負の剛性のために本質的に不安定です。したがって、アクティブ磁気ベアリング (AMB) が安定した平衡状態で動作してローターを中心位置に維持できるように、正の剛性と正のダンピングを提供するフィードバック制御が必要です。動作可能なAMBシステムを構成するには、電磁石とフィードバック制御システムの組み合わせが必要です。

AMB ローター システムの振動評価に関する ISO 14839-2 に加えて、AMB ローター システムの安全で信頼性の高い動作には、安定性とそのマージンの評価が必要です。この評価は ISO 14839 のこの部分で指定されており、その目的は次のとおりです。

  • a)ベンダーとユーザー、機械技術者と電気技術者などの間の相互理解のための安定余裕に関する情報を提供する。
  • b)契約の懸念、手数料、および保守を簡素化するのに役立つ安定マージンの評価方法を提供すること。
  • c) AMB 搭載ローターの設計および操作ガイドとして、システムの安定性の要件に関する業界のコンセンサスを提供および収集する。

1 スコープ

ISO 14839 のこの部分は、アクティブ磁気軸受 (AMB) を備えた回転機械の安定性要件を規定しています。安定余裕を評価する特定の指標を指定し、この指標の測定値を示します。

これは、15 kW を超える公称電力で動作する産業用回転機械に適用でき、サイズや動作定格速度による制限はありません。リジッド AMB ローターとフレキシブル AMB ローターの両方をカバーします。ターボ分子ポンプ、スピンドルなどの小規模なローターには対応していません。

ISO 14839 のこの部分は、社内および/または現場での通常の定常状態の動作中に測定されたシステムの安定性に関するものです。

社内評価は機器の出荷の絶対要件ですが、オンサイト評価の実行は購入者とベンダー間の相互の合意に依存します。

ISO 14839 のこの部分は、臨界速度を通過するときに現れる共振振動には対応していません。臨界速度での共振振動の規制は、ISO 10814 で確立されています。

2 参考文献

本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 10814, 機械振動 - アンバランスに対する機械の感受性と感度

参考文献

[1]ISO 791, 非往復式機械の機械的振動 - 回転軸の測定と評価基準
[2]ISO 11342, 機械的振動 — フレキシブルローターの機械的バランス調整の方法と基準
[3]フクシマ ヨウ石油精製サービスにおける完全にオイルフリーの遠心圧縮機、 Proceedings of Advancement in Bearing and Seal Technology 、カルガリー、カナダ、1994 年、pp. 18.1-18.36
[4]松下 理、金光 陽一、阿ズマ徹、福島 陽一、アクティブ磁気軸受搭載回転機のケーススタディから考える振動基準、International Journal of RotatingMachinery 、 , 2000, 66~78ページ
[5]ISO 14839-2, 機械的振動 — アクティブ磁気軸受を搭載した回転機械の振動 — Part 2: 振動の評価

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 14839-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 2, Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures.

ISO 14839 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration - Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings:

  • - Part 1: Vocabulary
  • - Part 2: Evaluation of vibration
  • - Part 3: Evaluation of stability margin

Additional parts are currently in preparation.

Introduction

While passive bearings, e.g. ball bearings or oil-film bearings, are essentially stable systems, magnetic bearings are inherently unstable due to the negative stiffness resulting from static magnetic forces. Therefore, a feedback control is required to provide positive stiffness and positive damping so that the active magnetic bearing (AMB) operates in a stable equilibrium to maintain the rotor at a centred position. A combination of electromagnets and a feedback control system is required to constitute an operable AMB system.

In addition to ISO 14839-2 on evaluation of vibration of the AMB rotor systems, evaluation of the stability and its margin is necessary for safe and reliable operation of the AMB rotor system; this evaluation is specified in this part of ISO 14839, the objectives of which are as follows:

  • a) to provide information on the stability margin for mutual understanding between vendors and users, mechanical engineers and electrical engineers, etc.;
  • b) to provide an evaluation method for the stability margin that can be useful in simplifying contract concerns, commission and maintenance;
  • c) to serve and collect industry consensus on the requirements of system stability as a design and operating guide for AMB equipped rotors.

1 Scope

This part of ISO 14839 establishes the stability requirements of rotating machinery equipped with active magnetic bearings (AMB). It specifies a particular index to evaluate the stability margin and delineates the measurement of this index.

It is applicable to industrial rotating machines operating at nominal power greater than 15 kW, and not limited by size or operational rated speed. It covers both rigid AMB rotors and flexible AMB rotors. Small-scale rotors, such as turbo molecular pumps, spindles, etc., are not addressed.

This part of ISO 14839 concerns the system stability measured during normal steady-state operation in-house and/or on-site.

The in-house evaluation is an absolute requirement for shipping of the equipment, while the execution of on-site evaluation depends upon mutual agreement between the purchaser and vendor.

This part of ISO 14839 does not address resonance vibration appearing when passing critical speeds. The regulation of resonance vibration at critical speeds is established in ISO 10814.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 10814, Mechanical vibration - Susceptibility and sensitivity of machines to unbalance

Bibliography

[1]ISO 7919 (all parts), Mechanical vibration of non-reciprocating machines — Measurements on rotating shafts and evaluation criteria
[2]ISO 11342, Mechanical vibration — Methods and criteria for the mechanical balancing of flexible rotors
[3]Fukushima, Y. et al. Totally oil-free centrifugal compressor in oil refinery service, Proceedings of Advancement in Bearing and Seal Technology, Calgary, Canada, 1994, pp. 18.1-18.36
[4]Matsushita, O., Kanemitsu, Y., Azuma, T. and Fukushima, Y. Vibration criteria considered from case studies of active magnetic bearing equipped rotating machines, International Journal of Rotating Machinery, 6 (1), 2000, pp. 66-78
[5]ISO 14839-2, Mechanical vibration — Vibration of rotating machinery equipped with active magnetic bearings — Part 2: Evaluation of vibration