13.6 벡터의 무료화 대 측정오차 보상

Vector Nulling VS. Runout Compensation

 

회전체 상에 나타난 Runout 즉, "Glitch" 값을 제거하는데 이용하는 3가지 기술이 있다. 가장 기본적인 방법은 기계적 또는 전기적 Runout의 근원을 제거하기 위하여 축의 표면을 처리하는 것이다. 다른 2가지 방법은 축상의 Runout 값을 보상하는 전기적 회로를 채용하는 것이다. 분명히 Runout 근원을 제거하기 위한 축의 처리 방법이 가장 바람직하다. 왜냐하면 이 방법이 행해지면 진동 신호에서 Runout을 보상해야 할 아무런 이유가 없기 때문이다.

때로는 어떤 축재질 또는 단조품은 표준 축의 처리에 잘 응답하지 않는데 이는 축이 영구적인 휜 상태이거나 축 표면 처리가 불가능하거나 비현실적인 경우이다. 축의 표면 처리나 축의 휜 상태를 제거하는 것이 비현실적이라면 2가지 전기적 방법중 하나를 사용한다. 그러나 이 2가지 방법은 사용한 전기회로 측면에서 또 처리된 진동신호의 응용 측면에서 완전히 다르다. 다음은 2가지 방법에 대한 설명과 각각의 정상적인 응용에 관한 설명이다.

 

13.6.1 벡터 無効化 (Vector Nulling) ... Digital Vector Filter

이 시스템은 Digital Vector Filter의 필수적인 부분이다. 이것은 Slow-Roll Vector 즉, 각기의 공진상태 이후 잔류 불평형으로부터 초래되는 Vector를 무효화하는 수단이 있다. 무효화 작업은 실제 Vector의 공제(위상과 진폭)이지 단순히 전압 억제 회로가 아니다. 무효화 회로는 Filtered 진동 파형에서 작용한다. DVF2에 채용된 Filter는 Rotor의 회전 주파수(1×RPM)로 조정되었기 때문에 무효화 회로는 회전 주파수와 일치하는 Shaft Runout 부위를 제거한다. 이것은 전형적으로 Probe로 측정하는 면에서 축의 휨이나 비동심(겨란 모양을 한) 축의 상태를 제거하는데 사용한다. 아주 큰 Runout(Scratch, 야금의 불규칙 등)도 DVF2의 Filter 작용을 통하여 제거된다.

무효화 될 수 있는 신호의 전체량은 DVF2상에 진동 범위가 어떻게 선정되었느냐에 달려 있다. 2가지 범위가 사용되는데 1~5 mils 그리고 1~50 mils 이다. 무효화 작업은 각 범위에 대하여 Full Scale의 20%로 제한된다. 따라서 최대 무효 신호는 낮은 범위에서는 1 mils 높은 범위에서는 10 mils 이다.

일단 초기 Slow-Roll Vector가 무효화되면 이것은 다음에 오는 모든 동적 신호로부터 자동적으로 공제된다. 이 시스템은 운전속도 범위에 걸쳐서 시스템의 기계적 응답과 Impedance, 공진(임계속도) 및 증폭계수를 정확히 실행하는 수단을 제공한다. 또한 Vector의 무효화는 공진 이후에 잔류 불평형 벡터를 보상하기도 한다.

 

13.6.2 Runout 補償 (Runout Compensation)…Digital Runout Compensator

Digital Runout 보상기는 Slow-Roll 동적 파형을 디지털로 기억하는 능력을 가지고 있다. 이 계측기는 128 Line, 9-bit, Digital Processing System이다. 초기 Slow-Roll 파형이 일단 기억되면 이것은 다음에 오는 모든 동적 파형으로부터 공제된다. Filter를 사용하지 않거나 파형의 사전 조정 작업은 기억기능 이전에 행해지기 때문에 Digital Runout Compensator는 복잡한 형태의 동적 운동 신호를 생산한다. 이 운전으로 전체 동적 신호를 관찰하게 된다.

 

13.6.3 綜合

2가지 보상 방법중 하나를 선정함에 있어 출력 신호의 최종 응용이 주 고려 대상이어야 한다. 어떤 형태의 Runout 보상기를 사용하는가에 대한 생각은 하나의 “중요한 규칙”을 고수할 것을 요한다. 「Slow-Roll 속도에서 측정한 Runout 형상이나 Vector는 시간, 축의 속도, 로터의 축 방향 위치, 온도(팽창차) 또는 기계의 운전조건들의 함수로 변화시켜서는 안된다.」

대형 기계에서는 운전속도까지 공칭상의 축방향 위치 변화와 차동팽창이 발생하면 진동 Probe가 “새로운” 축의 축방향 위치를 관찰하도록 하고 있다. 총 Runout 형태를 고려할 때 이 “새로운”축의 위치는 Slow-Roll에서 관찰한 총 형태와는 전혀 다르다. Slow-Roll에서 Program되어야 하는 Digital Runout 보상 회로는 축방향 변화는 발생하지 않는다는 것을 가정한다.

그러나 Vector 무효화는 시스템내의 Filter는 오직 1×Runout Vector만 고려되기 때문에 총 Runout 형태는 다루지 않는다. 1회전에 1회의 Runout Vector는 Slow-Roll로부터 운전속도 및 온도까지 거의 변화하지 않는다. 이런 관점에서 Vector 무효화는 Digital Runout 보상에 분명한 장점을 준다. Vector 무효화는 또한 Bode Plot이 작성될 때 다음 고차의 공진 작용을 관찰하기 위하여 공진속도역을 통과한 후 축 운동의 잔류 Vector를 무효화하는 능력도 제공한다.

따라서 Runout 보상 방법을 선정할 때 훌륭한 기술적 판단이 이용되어야 한다. 정상적인 기계의 운전 특성 및 출력 진동 신호의 의도적인 사용에 의한 잠재적인 오류의 근원에 주의를 기울여야 한다.

 

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