CN103911598A - 一种金属有机化学气相沉积设备 - Google Patents

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张义明
陈力兵
祝龙飞
房伟
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Abstract

本发明提供一种金属有机化学气相沉淀设备，包括腔体、设置有喷淋头的腔盖、带动所述腔盖开合的位移机构，和驱动所述位移机构工作的电动机系统，所述电动机系统包括电动机和用于驱动电动机工作的电源，其特征在于，还包括连接于所述电动机与电源之间的电源控制模块，所述电源控制模块包括限流器，所述限流器用于限制输出到所述电动机的实际电流不高于一设定值。本发明还提供一种电动机系统。本发明在电路中增加低成本的调压限流电源控制模块，使得电动机转速可调并且实际电流可限制在电动机额定电流的任何范围内，有效限制了电动机转矩，可靠保护了位移机构并保证喷淋头不会损坏。

Description

一种金属有机化学气相沉积设备
技术领域
本发明涉及外延生长设备技术领域改进，尤其是用于控制电动机升降的电动机系统。
背景技术
现有的金属有机化学气相沉淀(以下简称MOCVD)设备有两个用于喷淋头升降的电动机，都使用恒定电压作为驱动电源。但是，这种电动机的电源电压恒定不能调节，使得电动机的输出电流会随着负载变化而变化。例如在电动机开始启动时，启动电流增大，往往达到额定电流4～7倍，将导致线路电压下降，影响负载正常工作。
为此，如图1所示，每个电动机电路中设置一只可调整电流大小的限流开关18，当电动机12负载电流大于这个限流开关的设置值而且维持一段时间后，限流开关自动断开，这时电动机12与电源13不连通而失电，达到对电动机12过载保护的目的。
但是，回路中限流开关的关断与否是由负载电流的大小和持续时间来决定的，这样就造成电动机过载保护不灵敏而并且不能预防电动机过载所带来的一系列影响。例如，若电动机过载持续时间过长，可能已经使得喷淋头的提升位移机构损伤、甚至喷淋头的损坏，而喷淋头损坏是MOCVD设备的重大损失。另外，现有的电源控制电路也不能调节电动机的转速，不能对电动机的输出转矩进行可控调节。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供一种用于金属有机化学气相沉积设备的电动机系统。
这种金属有机化学气相沉淀设备，包括腔体、设置有喷淋头的腔盖、带动所述腔盖开合的位移机构，和驱动所述位移机构工作的电动机系统，所述电动机系统包括电动机和用于驱动电动机工作的电源，还包括连接于所述电动机与电源之间的电源控制模块，所述电源控制模块包括限流器，所述限流器用于限制输出到所述电动机的实际电流不高于一设定值。这种设计使得电动机不会输出过大的扭矩，造成喷淋头的损伤，同时电动机系统仍处于工作状态，不会使得电动机控制系统断电，从而缩短系统重置和恢复时间。
优选地，所述电源控制模块还包括：电压控制器，所述电压控制器用于调节输出到所述电动机的实际电压。电压控制器的引入可以通过调节输出到电动机的电压，而调节电动机的转速，从而能调节腔盖的开合速度，因此可以减少腔盖的开合时间。
优选地，所述电动机是感应电动机。
优选地，所述设定值不高于所述电动机的额定电流。
优选地，所述位移机构包括丝杆，所述丝杆通过螺纹配合与所述腔盖连接；所述电动机系统用于驱动所述丝杆转动。
优选地，所述位移机构包括相互平行的两丝杆，所述两丝杆同步转动以驱动所述腔盖开合。两平行丝杆使得腔盖开合平稳，防止腔盖倾斜，损伤喷淋头。
本发明还提供这一电动机系统，包括电动机和驱动电动机工作的电源，还包括连接于所述电动机与电源之间的电源控制模块，所述电源控制模块包括限流器，所述限流器用于限制输出到所述电动机的实际电流不高于一设定值。
优选地，所述电源控制模块还包括电压控制器，所述电压控制器用于调节输出到所述电动机的实际电压。
优选地，优选地，所述电动机是感应电动机。
优选地，所述设定值不高于所述电动机的额定电流。
本发明的优点：本发明的金属有机化学气相沉积设备及其电动机系统，在电路中增加了一个低成本的调压限流电源控制模块，使得电动机转速可调并且实际电流可限制在电动机额定电流的任何范围内，有效限制了电动机转矩，可靠保护了位移机构并保证喷淋头不会损坏。
附图说明
图1为现有的电动机系统示意图。
图2为本发明实施例金属有机化学气相沉积设备结构示意图。
图3为本发明实施例的电动机系统示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图2所示，本发明提供一种用于金属有机化学气相沉积设备，包括腔体20、设置有喷淋头23的腔盖21、带动所述腔盖21开合的位移机构22，和驱动所述位移机构22的电动机系统10。
其中，所述位移机构22包括丝杆24，所述丝杆24通过螺纹配合与所述腔盖21连接；通过所述电动机系统10驱动该丝杆24转动。进一步地，该丝杆24优选两根且相互平行设置，所述两丝杆24同步转动以驱动所述腔盖21开合。这种结构能使腔盖21开合平稳，防止腔盖21倾斜，损伤喷淋头23。
其中，结合图3所示，电动机系统10包括电动机12和用于驱动电动机12工作的电源13，还包括连接于所述电动机12与电源13之间的电源控制模块15，其中，电源13是采用交流电源。
其中，所述电源控制模块15包括：
电压控制器16，该电压控制器16连接于所述电源13与所述电动机12之间，用于调节输出到所述电动机12的实际电压。这种电压控制器16例如为晶闸管，这种晶闸管常接入于电源13和电动机12定子之间，通过改变其导通角可实现电动机12电压的平稳升降和无触点通断。
限流器17，该限流器17串联于所述电压控制器16与所述电动机12之间，用于限制输出到所述电动机12的实际电流不超过一设定值，该设定值通常根据所述金属有机化学气相沉积设备的设置要求而设定。该设定值通常不高于额定电流。限流器17例如是电流控制环，通过将设定值与跟踪检索所得的电动机12实际电流变化状况作对比，控制电动机12的实际工作状态。
本发明对电动机系统10的改进，尤其适用于感应电动机。即，由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。
下面说明本发明电动机系统10的工作流程：
在每个电动机系统10中如上述结构安装可以调压限流的电源控制模块15，闭合电路使交流电源13连通。电源控制模块15中引入了限流器17，限定输出到电动机12的实际电流。例如，通过电流控制环随时跟踪和监测电动机12电流的变化状况，通过预先设置的设定值，限定输出到电动机12实际电流不高于额定电流，保证电动机12的输出转矩可控。其中，所属领域的技术人员可以根据电动机12的额定电流、运作参数、工作环境等综合确定设定值，一般不高于额定电流。当实际电流超过设定值，电流控制环通过自身电路结构将超额电流分流，保证输出到电动机12的实际电流仍然小于或等于额定电流。限流器17的引入，对电动机12的过载工作反应灵敏，能预防电动机12过载可能对升降位移机构22或喷淋头23所造成的损害。例如，由于位移机构22卡死，不能转动，会造成电动机12电流大大增加，限流器17便可以通过分流的方式将超额电流分到其他支路中，仍然维持输出到电动机上的实际电流小于或等于电动机的额定电流，保证了电动机不被烧坏，同时电动机12输出的扭矩也被限制在小于一与设定电流相关的设定值，使得所述电动机12不会输出过大的扭矩，造成所述位移机构22损坏。
另一方面，电压控制器16中的晶闸管输出电压逐渐增加，电动机12逐渐加速，直到晶闸管全导通，使电动机12达到额定电压。电压控制器16通过调节输出到电动机12的实际电压，不仅可以调节电动机12的转速，还使得电动机12在开始启动时不会直接达到额定电压，启动电流不至于过大，而影响负载正常工作。另外，可以通过电压控制器16调节输入到所述电动机12的实际电压从而调节所述电动机12的输出转速。
本发明的电源控制模块成本低廉，通过调压限流使得电动机转速可调并且实际电流可限制在电动机额定电流的任何范围内，有效限制了电动机转矩，可靠保护了提升位移机构并保证喷淋头不会损坏。

Claims (10)

1.一种金属有机化学气相沉淀设备，包括腔体、设置有喷淋头的腔盖、带动所述腔盖开合的位移机构，和驱动所述位移机构工作的电动机系统，所述电动机系统包括电动机和用于驱动电动机工作的电源，其特征在于，还包括连接于所述电动机与电源之间的电源控制模块，所述电源控制模块包括限流器，所述限流器用于限制输出到所述电动机的实际电流不高于一设定值。
2.根据权利要求1所述金属有机化学气相沉淀设备，其特征在于，所述电源控制模块还包括电压控制器，所述电压控制器用于调节输出到所述电动机的实际电压。
3.根据权利要求1所述金属有机化学气相沉淀设备，其特征在于，所述电动机是感应电动机。
4.根据权利要求1所述金属有机化学气相沉淀设备，其特征在于，所述设定值不高于所述电动机的额定电流。
5.根据权利要求1所述金属有机化学气相沉淀设备，其特征在于，所述位移机构包括丝杆，所述丝杆通过螺纹配合与所述腔盖连接；所述电动机系统用于驱动所述丝杆转动。
6.根据权利要求5所述金属有机化学气相沉淀设备，其特征在于，所述位移机构包括相互平行两丝杆，所述两丝杆同步转动以驱动所述腔盖开合。
7.一种电动机系统，包括电动机和驱动电动机工作的电源，其特征在于：还包括连接于所述电动机与电源之间的电源控制模块，所述电源控制模块包括限流器，所述限流器用于限制输出到所述电动机的实际电流不高于一设定值。
8.根据权利要求7所述电动机系统，其特征在于，所述电源控制模块还包括电压控制器，所述电压控制器用于调节输出到所述电动机的实际电压。
9.根据权利要求7所述电动机系统，其特征在于，所述电动机是感应电动机。
10.根据权利要求7所述电动机系统，其特征在于，所述设定值不高于所述电动机的额定电流。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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