ISO 14839-1:2002

INTERNATIONAL ISO

STANDARD 14839-1
NORME
First edition
Première édition
INTERNATIONALE
2002-05-01

Mechanical vibration — Vibration of
rotating machinery equipped with active
magnetic bearings —
Part 1:
Vocabulary
Vibrations mécaniques — Vibrations de
machines rotatives équipées de paliers

magnétiques actifs —
Partie 1:
Vocabulaire




Reference number
Numéro de référence
ISO 14839-1:2002(E/F)
©
 ISO 2002

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ISO 14839-1:2002(E/F)
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ii © ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés

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ISO 14839-1:2002(E/F)
Contents Page
Foreword.v
1 General terms.1
2 Terms relating to rotors .14
3 Terms relating to stators.15
4 Terms relating to sensors.15
5 Terms relating to dynamics, control and electronics.17
6 Terms relating to auxiliary equipment.24
Bibliography.26
Alphabetical index .27

© ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés iii

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ISO 14839-1:2002(E/F)
Sommaire Page
Avant-propos.vi
1 Termes généraux .1
2 Termes relatifs aux rotors.14
3 Termes relatifs aux stators .15
4 Termes relatifs aux capteurs.15
5 Termes relatifs à la dynamique, à la commande et à l'électronique .17
6 Termes relatifs au matériel auxiliaire .24
Bibliographie .26
Index alphabétique .29

iv © ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés

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ISO 14839-1:2002(E/F)
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 3.
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 part of ISO 14839 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14839-1 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
© ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés v

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ISO 14839-1:2002(E/F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 14839 peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14839-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité
SC 2, Mesure et évaluation des vibrations et chocs mécaniques intéressant les machines, les véhicules et les
structures.
L'ISO 14839 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques — Vibrations
de machines rotatives équipées de paliers magnétiques actifs:
 Partie 1: Vocabulaire
 Partie 2: Évaluation des vibrations
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INTERNATIONAL STANDARD
ISO 14839-1:2002(E/F)
NORME INTERNATIONALE


Mechanical vibration — Vibrations mécaniques —
Vibration of rotating machinery Vibrations de machines
equipped with active magnetic rotatives équipées de paliers
bearings — magnétiques actifs —
Part 1: Partie 1:
Vocabulary Vocabulaire
Scope Domaine d'application
This part of ISO 14839 defines terms relating to La présente partie de l’ISO 14839 définit les termes
rotating machinery equipped with active magnetic relatifs aux machines rotatives équipées de paliers
bearings. magnétiques actifs.
NOTE General terms and definitions of mechanical NOTE Les termes et définitions d’ordre général relatifs
vibration are given in ISO 2041; those relating to balancing aux vibrations mécaniques sont donnés dans l’ISO 2041;
are given in ISO 1925. ceux relatifs à l’équilibrage sont donnés dans l’ISO 1925.
Terms and definitions Termes et définitions

1 General terms 1 Termes généraux
For rotating machinery equipped with active magnetic Pour les machines rotatives équipées de paliers ma-
bearings, the graphical symbols for bearings are gnétiques actifs, les symboles graphiques relatifs aux
shown in Figure 1. paliers illustrés à la Figure 1 s’appliquent.

Key Légende
1 Angular ball bearing 1 Roulement à billes oblique
2 Deep groove ball bearing 2 Roulement à billes à gorges profondes
3 Thrust ball bearing 3 Butée à billes
4 Radial active magnetic bearing 4 Palier magnétique actif radial
5 Axial active magnetic bearing 5 Palier magnétique actif axial
a a
With sensor. Avec capteur.
Figure 1 — Graphical symbols for bearings
Figure 1 — Symboles graphiques relatifs aux paliers

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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.1 1.1
magnetic bearing palier magnétique
bearing which utilizes either attractive or repulsive palier qui utilise les forces magnétiques d’attraction ou
magnetic forces for the levitation and dynamic de répulsion pour la lévitation et la stabilisation d’un
stabilization of a rotor rotor
1.2 1.2
levitation lévitation
lifting a rotor by attractive or repulsive magnetic forces sustentation d’un rotor par des forces magnétiques
without mechanical contact d’attraction ou de répulsion sans contact mécanique
1.3 1.3
active magnetic bearing palier magnétique actif
AMB PMA
means to support a rotor, without mechanical contact, dispositif supportant un rotor, sans contact mécani-
using only attractive magnetic forces based upon que, qui utilise uniquement des forces magnétiques
servo feedback technology which normally consists of d’attraction, réalisé à l’aide d’asservissements et qui
sensors, electromagnets, power amplifiers, power comprend généralement des capteurs, des électro-
supplies and controllers aimants, des amplificateurs de puissance, des systè-
mes d’alimentation et des régulateurs
See Figure 2.
Voir Figure 2.

Key Légende
1 Controller 1 Régulateur
2 Power amplifier 2 Amplificateur de puissance
3 Electromagnet 3 Électroaimant
4 Power supply 4 Source d'alimentation
5 Rotor 5 Rotor
6 Displacement sensor 6 Capteur de déplacement
Figure 2 — Principle of active magnetic bearing
Figure 2 — Principe du palier magnétique actif
1.4 1.4
passive magnetic bearing palier magnétique passif
equipment supporting a rotor, without mechanical dispositif supportant un rotor, sans contact mécani-
contact, using magnetic forces without feedback que, qui utilise des forces magnétiques sans asser-
control vissement
EXAMPLES Permanent magnetic bearing (PMB), EXEMPLES Palier magnétique permanent (PMP), pa-
super-conducting magnetic bearing (SMB). lier magnétique supraconducteur (PMS).
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.5 1.5
permanent magnetic bearing palier magnétique permanent
PMB PMP
passive magnetic bearing using one or several pairs palier magnétique passif qui utilise une ou plusieurs
of permanent magnets without feedback control paires d’aimants permanents sans asservissement
1.6 1.6
super-conducting magnetic bearing palier magnétique supraconducteur
SMB PMS
passive magnetic bearing using a pair of (high- palier magnétique passif qui utilise une paire de su-
temperature) super conductors and permanent praconducteurs (haute température) et d’aimants
magnets without feedback control, utilizing the so- permanents sans asservissement, en appliquant la
called pinning force (attractive and repulsive forces) force dite d’ancrage (forces d’attraction et de répul-
sion)
1.7 1.7
hybrid magnetic bearing palier magnétique hybride
HMB PMH
bearing consisting of any combination of an active palier formé de toute combinaison d’un palier magné-
magnetic bearing and passive magnetic bearing tique actif et d’un palier magnétique passif
See Figure 3. Voir Figure 3.

Figure 3 — Categories of HMB
Figure 3 — Catégories de PMH
1.8 1.8
permanent-magnet-based AMB PMA à aimants permanents
active magnetic bearing in which the nominal (non- palier magnétique actif dans lequel les flux statiques
zero) or bias air gap fluxes are established by one or (non nuls) ou de polarisation sont générés par un ou
more permanent magnets plusieurs aimants permanents
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.9 1.9
radial magnetic bearing palier magnétique radial
magnetic bearing which levitates a rotor against palier magnétique qui sustente un rotor contre la gra-
gravity and/or supports it against disturbance forces in vité et/ou le supporte contre les forces perturbatrices
the radial direction such as unbalance forces or fluid dans la direction radiale, telles que les forces de ba-
forces lourd ou les forces dues aux fluides
See Figure 4. Voir Figure 4.

Key Légende
1 Radial core 1 Noyau radial
2 Radial sensor 2 Capteur radial
3 Radial (sensor) target 3 Piste du capteur radial
4 Radial rotor core 4 Noyau du rotor radial
5 Axial centre of radial AMB 5 Centre axial du PMA radial
6 Radial stator core 6 Noyau du stator radial
7 Shaft 7 Arbre
D Inner diameter of radial stator core D Diamètre intérieur du noyau de stator radial
d Outer diameter of radial rotor core d Diamètre extérieur du noyau de rotor radial
δ Nominal air gap (D − d)/2 δ Espace d'air nominal (D − d)/2
r r
L Total bearing length (including coil windings) L Longueur totale du palier (y compris les bobinages)
t t
L Effective radial bearing length L Longueur effective du palier radial
W Width of a magnetic pole W Largeur d'un pôle magnétique
A Area of magnetic pole (A = WL) A Surface d'un pôle magnétique (A = WL)
r r r r
Figure 4 — Radial AMB assembly
Figure 4 — Ensemble de PMA radiaux
4 © ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés

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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.10 1.10
axial AMB PMA axial
thrust AMB PMA de butée
active magnetic bearing which supports a rotor palier magnétique actif qui supporte un rotor contre
against disturbance forces in the axial direction, such les forces perturbatrices dans la direction axiale, telles
as fluid forces, and/or levitates a vertical rotor against que les forces dues aux fluides, et/ou qui sustente un
gravity, etc. rotor vertical contre la gravité, etc.
See Figure 5. Voir Figure 5.

Key Légende
1 Rotor 1 Rotor
2 Axial (sensor) target 2 Piste du capteur axial
3 Axial sensor 3 Capteur axial
4 Axial stator core 4 Noyau du stator axial
5 Axial coil 5 Noyau axial
6 Centre of axial AMB 6 Centre du PMA axial
7 Axial rotor disc 7 Disque du rotor axial
d Outer diameter of axial rotor disc d Diamètre extérieur du disque du rotor axial
a a
D Outer diameter of outer pole of axial stator D Diamètre extérieur du pôle extérieur du stator axial
o o
d Inner diameter of outer pole of axial stator d Diamètre intérieur du pôle extérieur du stator axial
o o
d Outer diameter of inner pole of axial stator d Diamètre extérieur du pôle intérieur du stator axial
i i
D Inner diameter of inner pole of axial stator D Diamètre intérieur du pôle intérieur du stator axial
i i
δ Nominal air gap δ Espace d'air nominal
a a
A Area of the magnetic pole pair A Surface de la paire de pôles magnétiques
a a
π π
22 2 2 22 2 2
AD=−d+d−D AD=−d+d−D
a (ooi i ) a (ooi i )
4 4
Figure 5 — Axial AMB assembly
Figure 5 — Ensemble de PMA axiaux
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.11 1.11
AMB clearance entrefer de PMA
clearance between the rotor core and the stator core entrefer entre le noyau du rotor et celui du stator à
inside the AMB when the journal centre of the rotor is l’intérieur du PMA lorsque le centre du tourillon du
located in the clearance centre of the bearing stator rotor se situe au centre du jeu du stator de palier
See δ in Figure 4 for radial AMB, and δ in Figure 5 Voir δ à la Figure 4 pour le PMA radial et δ à la
r a r a
for axial AMB. Figure 5 pour le PMA axial.
1.12 1.12
clearance centre of a radial AMB centre du jeu d’un PMA radial
geometric centre of a radial bearing stator centre géométrique d’un stator de palier radial
See Figure 6. Voir Figure 6.
1.13 1.13
magnetic centre of a radial AMB centre magnétique d’un PMA radial
position of a rotor in a radial AMB at which the result- position d’un rotor dans un PMA radial dans laquelle
ing radial attractive forces exerted on the rotor vanish la résultante des forces d’attraction radiales s’exer-
for nominal currents or fluxes, and without any mag- çant sur le rotor sans aucune excitation magnétique
netic excitation or compensation forces ou force de compensation est nulle
1.14 1.14
axial centre of a radial AMB centre axial d’un PMA radial
axial directional position of geometric centre of stator position axiale du centre géométrique du noyau du
core stator
See Figure 6. Voir Figure 6.

a) Heteropolar type
a) Hétéropolaire
Figure 6 — Centres and centrelines of radial AMB (continued)
Figure 6 — Centres et axes de PMA radial (à suivre)
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ISO 14839-1:2002(E/F)

b) Homopolar type
b) Homopolaire
Key Légende
1 Axial centre of radial AMB 1 Centre axial de PMA radial
2 Bearing span of radial AMB 2 Portée de paliers de PMA radial
3 Clearance centre of radial AMB 3 Centre du jeu de PMA radial
4 Clearance centreline of radial AMB 4 Axe du jeu de PMA radial
5 Journal centreline of radial AMB 5 Axe du tourillon de PMA radial
6 Radial sensor 6 Capteur radial
7 Radial target 7 Piste du capteur radial
8 Touch-down bearing 8 Palier atterrisseur
Figure 6 — Centres and centrelines of radial AMB
Figure 6 — Centres et axes de PMA radial
1.15 1.15
(clearance) centre of an axial AMB centre (jeu) d’un PMA axial
(clearance) centre of a thrust AMB centre (jeu) d’un PMA de butée
axial position of the geometric centre of an (axial) position axiale du centre géométrique d’un stator de
thrust AMB stator PMA de butée (axial)
See Figure 5. Voir Figure 5.
1.16 1.16
axial magnetic centre of an axial AMB centre magnétique axial d’un PMA axial
position of an axial rotor disc in an axial AMB at which position d’un disque rotor axial dans un PMA axial
the resulting axial attractive forces exerted on the dans laquelle la résultante des forces d’attraction
rotor disc vanish axiales s’exerçant sur le disque rotor est nulle
1.17 1.17
clearance centreline of radial AMB axe du jeu de PMA radial
line between the clearance centres of two radial ligne séparant les centres du jeu de deux PMA
AMBs specified by the bearing stator configuration radiaux, déterminée par la configuration du stator de
palier
See Figure 6.
Voir Figure 6.
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.18 1.18
journal centreline of radial AMB axe du tourillon de PMA radial
geometric centreline between the journal centres of a axe géométrique entre les centres des tourillons d’un
radial AMB rotor, which is specified by the shaft rotor de PMA radial qui est déterminé par l’axe de
centreline if the rotor is assumed to be rigid l’arbre lorsque le rotor est supposé rigide
See Figure 6. Voir Figure 6.
1.19 1.19
bearing span between radial AMBs portée de paliers entre PMA radiaux
axial distance between the axial centres of two radial distance axiale entre les centres axiaux de deux PMA
AMBs radiaux
See Figure 6. Voir Figure 6.
1.20 1.20
number of poles nombre de pôles
〈in a radial AMB〉 sum of the south and north poles of 〈dans un PMA radial〉 somme des pôles sud et nord
an AMB electromagnet actuator de l’actionneur électromagnétique d’un PMA
See Figure 7. Voir Figure 7.


X, Y Control axes X, Y Axes de commande

a) Heteropolar type (8 poles) b) Homopolar type (8 poles)
a) Hétéropolaire (8 pôles) b) Homopolaire (8 pôles)

Figure 7 — Number of poles of radial AMB
Figure 7 — Nombre de pôles de PMA radial
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.21 1.21
heteropolar-type radial AMB PMA radial hétéropolaire
radial AMB actuator in which the cross section has actionneur de PMA radial dont les pôles de la section
poles of different polarity, and the poles may have dif- transversale sont de polarité différente et les monta-
ferent polarity arrangements ges des polarités des pôles peuvent différer
See Figure 8. Voir Figure 8.
NOTE Polarity arrangements can be (N, S, N, S,.), NOTE Les montages de polarité peuvent être
(N, S, S, N,.), etc. (N, S, N, S,…), (N, S, S, N,…), etc.

X, Y Control axes X, Y Axes de commande

Figure 8 — Heteropolar-type radial AMB
Figure 8 — PMA radial hétéropolaire
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.22 1.22
homopolar-type radial AMB PMA radial homopolaire
radial AMB actuator which has more than one cross actionneur de PMA radial disposant de plusieurs sec-
section having poles of the same polarity, and all tions transversales dont les pôles ont la même polari-
poles in each cross section have the same polarity té et où tous les pôles de chaque section transversale
ont la même polarité
See Figure 9.
Voir Figure 9.
NOTE Polarity arrangements can be (N, N, N, N,.) or
(S, S, S, S,.).
NOTE Les montages de polarité peuvent être
(N, N, N, N,…) ou (S, S, S, S,…).

X, Y Control axes X, Y Axes de commande

Figure 9 — Homopolar-type radial AMB
Figure 9 — PMA radial homopolaire
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ISO 14839-1:2002(E/F)
1.23 1.23
effective length of radial magnetic bearing longueur effective de palier magnétique
pole face axial length of a radial bearing stator for radial
which the radial electromagnet is able to generate an longueur axiale de la face polaire d’un stator de palier
attractive force exerted on the rotor radial pour laquelle l’électroaimant radial peut générer
une force d’attraction s’exerçant sur le rotor
See Figure 10.
Voir Figure 10.



a) Heteropolar type b) Homopolar type
(L = L + L )
a) Hétéropolaire 1 2
b) Homoplaire
(L = L + L )
1 2
Figure 10 — Effective length of radial magnetic bearing, L
Figure 10 — Longueur effective, L, de palier magnétique radial
1.24 1.24
projection area of a radial AMB surface de projection d’un PMA radial
product d × L of the radial bearing journal diameter, d, produit d × L du diamètre, d, du tourillon de palier
and the effective bearing length, L radial par la longueur effective, L, du palier
See Figure 4. Voir Figure 4.
1.25 1.25

area of one magnetic pole surface d’un pôle magnétique
cross-sectional area, A, of a magnetic pole which can surface transversale, A, d’un pôle magnétique qui
generate an attractive force exerted on the rotor peut générer une force d’attraction s’exerçant sur le
rotor
See A in Figure 4 for radial AMB, and A in Figure 5
r a
for axial AMB. Voir A à la Figure 4 pour le PMA radial et A à la
r a
Figure 5 pour le PMA axial.
NOTE This is different from the projection area as
defined in 1.24.
NOTE La surface d’un pôle magnétique diffère de la
surface de projection définie en 1.24.
1.26 1.26
load capacity of an AMB capacité de charge d'un PMA
maximum load of a magnetic bearing acting on the charge maximale d’un palier magnétique agissant sur
rotor at its fixed middle position le rotor en position centrale fixe
NOTE This is usually limited by the magnetic satura- NOTE Elle est généralement limitée par la saturation
tion of the ferromagnetic material of stator and rotor core, magnétique du corps ferromagnétique du noyau du stator et
the maximum coil current available from the power amplifier du rotor, par le courant maximal de la bobine fourni par
which drives the magnetizing coil and the maximum driving l’amplificateur de puissance qui alimente la bobine de
voltage of the power amplifier. magnétisation et par la tension maximale d’entrée de
l’amplificateur de puissance.
See Figure 11.
Voir Figure 11.
© ISO 2002 – All rights reserved/Tous droits réservés 11

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ISO 14839-1:2002(E/F)

Key Légende

1 Static load capacity 1 Capacité de charge statique
2 Peak transient load capacity 2 Capacité de charge maximale transitoire
3 Dynamic load capacity 3 Capacité de charge dynamique
(maximum continuous operation) (fonctionnement continu maximal)
Figure 11 — Load capacity of an AMB
Figure 11 — Capacité de charge d'un PMA
1.26.1 1.26.1
static load capacity of an AMB capacité de charge statique d’un PMA
F F
max max
maximum load capacity for constant load over an capacité de charge maximale d’une charge constante
unlimited time period of continuous operation sur une durée illimitée en fonctionnement continu
1.26.2 1.26.2
peak transient load capacity of an AMB c
...