CN111527309A - 干式真空泵和控制真空泵的同步马达的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种干式真空泵(1；30)，它包括：‑分别支承至少一个泵送转子(8)的两个轴(6，7)，该泵送转子(8)构造成反向同步旋转，以将从真空泵(1；30)的入口(4)泵送的气体输送到出口(5)；和‑构造成使所述轴(6，7)之一旋转的同步马达(9)，该同步马达(9)包括与该轴(6)联接的转子(10)以及具有绕所述转子(10)布置的绕组(13)的第一定子(12)，其特征在于，该同步马达(9)包括具有绕所述转子(10)布置的绕组(15)的至少一个第二定子(14)，这些定子(12，14)的绕组(13，15)能被单个地或同时地供电，以使同步马达(9)的功率适配于所述泵送负载。本发明还涉及一种用于控制真空泵的同步马达的方法。

Description

干式真空泵和控制真空泵的同步马达的方法
技术领域
本发明涉及一种干式真空泵，并且更具体地涉及所述真空泵的同步马达。本发明还涉及一种用于控制真空泵的同步马达的方法。
背景技术
粗真空泵包括一个或多个串联安装的泵级，将在入口与出口之间被泵送的气体在所述泵级中循环。已知的粗真空泵可区分为具有旋转凸叶的粗真空泵—也称为具有两个或三个凸叶的“罗茨”泵，或具有双爪的粗真空泵—也称为“爪式”泵，或甚至具有双螺杆的粗真空泵。还已知罗茨压缩机(或“罗茨鼓风机”)类型的真空泵，其在粗真空泵的上游使用，以在高流量情况下增大泵送能力。
这些真空泵包括两个具有相同轮廓的泵送转子，它们在定子内部反向旋转。在旋转过程中，待泵送的气体被捕获在由转子和定子产生的容积中，并由转子输送到下一级，然后逐渐输送到真空泵的出口。
在某些应用中，泵送负载在使用过程中会发生显著变化。特别是在一方面泵送高气流的步骤(例如从大气压开始施加真空的步骤)与另一方面在低负载下等待的步骤(例如维持真空的步骤)之间尤其如此。应当理解，真空泵的马达必须能够响应截然不同的负载水平。当它在腔室排出时承受很大的压力时，马达将不再承受较低的极限真空压力负载。因此，很难针对这两种极端情况优化真空泵的马达。结果，针对最高负载优化马达会导致明显的极限真空压力定子损耗。
发明内容
本发明的目的之一是提出一种干式真空泵，对于该干式真空泵，马达可以最佳地适配于泵送负载。
为此，本发明的目的是一种干式真空泵，其包括：
-分别支承至少一个泵送转子的两个轴，这些泵送转子构造成反向同步旋转，以便将待泵送的气体从真空泵的入口输送到出口；和
-构造成使这些轴之一旋转的同步马达，该同步马达包括：
-与轴联接的转子；和
-第一定子，它具有绕转子布置的绕组，
其特征在于，所述同步马达包括至少一个第二定子，该第二定子具有绕所述转子布置的绕组，这些定子的绕组能被单个地(单独地，一个一个地)或同时地供电，以便使同步马达的功率适配于泵送负载。
更具体地，例如，这些定子的绕组构造成在真空泵的泵送负载低于负载阈值时被单个地供电，并且在真空泵的泵送负载大于或等于所述负载阈值时被同时地供电。
因此，可以单个地给同步马达的定子的任一绕组供电，或者同时地给多个绕组供电，以通过减小各种定子损耗(铁损、焦耳损耗等)来使同步马达的功率最佳地适配于泵送负载的变化。然后可以针对各种工作点优化同步马达的产量。同时地给具有绕组的两个定子供电允许对较大负载的请求提供临时响应，这也可以减少施加真空所花费的时间。
使用单个(一个)转子，并且所述两个定子可以被容纳在真空泵的同步马达的同一外壳中。因此，真空泵的制造和组装成本被限制。此外，真空泵是紧凑的。
真空泵特别是被称为“干式”泵，因为在运行期间，至少一个转子在定子内部旋转而没有与定子进行任何机械接触，这可以避免在泵送级中使用油。
真空泵可包括以下描述的一个或多个特征，这些特征被单个地或组合地采用。
包括两个旋转轴的真空泵例如是具有旋转凸叶的真空泵，例如“罗茨”型泵或“爪”或螺杆型真空泵。
在多级真空泵的情况下，旋转轴支承延伸到每个泵送级中的转子。
由第一定子产生的功率与由第二定子产生的功率之间的功率比例如在1与10之间。
真空泵例如是包括串联安装的多个泵送级的粗真空泵，由第一定子产生的功率与由第二定子产生的功率之间的功率比在1与5之间。
真空泵例如是罗茨(Roots)型的真空泵，其旨在在粗真空泵的上游串联连接到腔室。
根据第一实施例，转子包括电磁体。
根据第二实施例，转子包括永久磁体。转子的至少一个永久磁体可以由沿着转子排列(对齐)的多个永久磁体元件形成。转子的永久磁体元件仅例如面对(相对于)带有绕组的定子在转子中延伸。
真空泵例如包括连接到具有绕组的第一定子的第一变速器和连接到具有绕组的第二定子的第二变速器。
真空泵包括例如连接到变速器的控制单元，该控制单元被配置为单个地或同时地给这些定子的绕组供电，以便根据至少一个代表泵送负载的信号(的变化)使同步马达的功率适配于泵送负载。
表示泵送负载的信号例如是变速器之一的限流输出，其代表由真空泵消耗的电流。
本发明的又一目的是一种用于控制如上所述的干式真空泵的同步马达的方法，该真空泵用于对连接到该真空泵的腔室进行泵送，其特征在于，当马达的泵送负载低于负载阈值时单个地给这些定子的绕组供电，而当真空泵的泵送负载高于所述负载阈值时同时地给所述绕组供电，以便根据至少一个代表泵送负载的信号(的变化)使同步马达的功率适配于泵送负载。
例如，在真空泵起动时或在从大气压开始的排出步骤中，给所述两个定子中功率最大的定子供电或同时给所述两个定子供电。
例如，从大气压开始的排出步骤和极限真空泵送步骤可以在腔室内循环进行。
附图说明
通过以下参考附图的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，所述描述以示例的方式提供，而绝非限制本发明，在附图中：
图1示出了连接到腔室的根据第一实施例的干式真空泵的示意图；
图2示出了图1的真空泵的同步马达的局部示意性纵截面图；
图3示出了图1的真空泵的同步马达的示意性横截面图；
图4示出了用于控制干式真空泵的同步马达的方法的流程图；
图5示出了根据第二实施例的真空泵的同步马达的局部示意性纵截面图；
图6示出了根据第三实施例的真空泵的同步马达的局部示意性纵截面图；
图7示出了连接到腔室的根据另一实施例的干式真空泵的示意图。
在所有这些图中，相同的元件使用相同的附图标记。以下实施例是示例。即使描述涉及一个或多个实施例，这也不一定意味着每次谈及都涉及同一实施例，或者这些特征仅适用于单个实施例。各个实施例的简单特征也可以被组合或互换以便提供其它实施例。
具体实施方式
“极限压力”定义为在不引入气流的情况下通过真空泵获得的最小压力。
粗真空泵定义为容积式真空泵，它使用两个转子吸入、输送、然后在大气压下排出要泵送的气体。
罗茨真空泵(也称为“罗茨鼓风机”或“罗茨压缩机”)定义为容积式真空泵，它使用罗茨式泵送转子吸入、输送、然后排出要泵送的气体。罗茨式真空泵安装在上游，并与真空泵串置。
粗真空泵和罗茨真空泵是干式真空泵。
“上游”应理解为相对于气体的循环方向放置在另一元件之前的元件。相比之下，“下游”应理解为是相对于要泵送的气体的循环方向放置在另一元件之后的元件，其中，位于上游的元件处于比位于下游且处于较高压力下的元件低的压力下。
图1示出了经由隔离阀3连接到腔室2的干式真空泵1的第一示例。
在腔室2中可能发生泵送负载变化。例如，从大气压开始的排出步骤和极限真空泵送步骤相继在腔室2中进行。这两个步骤的接替可以循环发生。
腔室2例如是负载锁定腔室。以本身已知的方式，负载锁定腔室包括将腔室的内部与用于装载至少一个基材且处于大气压下的区域如洁净室连接的第一门以及用于在已施加真空之后将基材卸载到处理腔室中的第二门。每个用于装载或卸载基材的操作都需要交替降低然后升高负载锁定腔室内的压力。负载锁定腔室允许维持可接受的通过量，并防止在基材周围的气氛中存在任何杂质和任何污染。负载锁定腔室特别用于制造平面显示屏或光伏基材或用于制造半导体基材。
在图1所示的第一实施例中，真空泵1是多级粗真空泵。可以在真空泵1与腔室2之间插置罗茨真空泵或涡轮分子真空泵。
该第一实施例的真空泵1包括串联地安装在真空泵1的入口4和出口5之间的多个泵级T1-T5，例如五个级。每个泵级T1-T5包括各自的输入端和输出端。相继的泵级T1-T5通过各自的级间通道一个接一个地串联连接，所述级间通道将前一泵级的输出端(或出口)连接到后一级的输入端(或入口)。
真空泵1还包括两个轴6、7，即，驱动轴6和从动轴7，每个轴都支承延伸到泵级T1-T5中的泵送转子8。
真空泵1还包括构造成使驱动轴6旋转的同步马达9。从动轴7通过真空泵1的同步装置旋转。
泵送转子8具有例如具有相同轮廓的凸叶，例如“罗茨”型(“8”或“豆”形的横截面)或“爪”型的凸叶。根据另一示例，泵送转子8属于“螺杆”型。
轴6、7反向同步旋转。在旋转过程中，从输入端吸入的气体被捕获在由泵送转子8产生的容积中，然后由转子8输送到下一级(气体的循环方向由图1中的箭头示出)。真空泵1特别是被称为“干式”泵，因为在运行期间转子8在定子内部旋转而没有与定子进行任何机械接触，这避免了在泵级T1-T5中使用油。
如从图2和3中更清楚地看到的那样，同步马达9包括与驱动轴6联接的转子10(例如，它被拧在轴6上，或者通过弹性联轴器附接到轴6上，或者转子和轴形成单个部件)、具有绕转子10布置的绕组13的第一定子12以及具有也绕转子10布置的绕组15的至少一个第二定子14。
第二定子14围绕转子10的不同部分沿着转子10布置在第一定子12的旁边。定子12、14相邻、同轴并且串置安装。定子12、14被接纳在同步马达9的外壳16中。
根据第一实施例，转子包括电磁体。因此，具有绕组13的第一定子12面向转子的电磁体围绕转子布置，并且具有绕组15的至少一个第二定子14也面向转子的电磁体围绕转子布置。
根据第二实施例，转子10包括永久磁体11。因此，具有绕组13的第一定子12面向转子10的永久磁体11围绕转子10布置，并且具有绕组15的至少一个第二定子14也面向转子10的永久磁体11围绕转子10布置。
永久磁体11例如集成在转子10中。它们也被称为“IPM”(内部永久磁体)。
在图2的示例中，面向第一定子12和第二定子14定位的永久磁体11是单个部件。它们至少沿着转子10从第一定子12延伸到第二定子14。
定子12、14的绕组13、15可以被单个地或同时地供电，以便使同步马达9的功率适配于泵送负载的变化。
真空泵1可包括控制单元18和两个变速器，第一变速器23专用于第一定子12的绕组13的供电，第二变速器24专用于第二定子14的绕组15的供电。
控制单元18包括一个或多个控制器或处理器，其适于单个地控制变速器23、24中的任一者或同时控制这两者。控制单元18例如由电子控制卡(电路板)形成。
在运行期间，根据至少一个表示泵送负载的信号来修改真空泵1的同步马达9的定子12、14的绕组13、15的供电，以使功率适配于至少一个负载阈值。当泵送负载超过负载阈值时，控制单元18通过同时为多个绕组供电13、15来增大同步马达9的电动势(电动力)；当泵送负载低于负载阈值时，控制单元18通过单个地为同步马达9的定子12、14的绕组13、15中的任一绕组供电来减小电动势。
表示泵送负载的信号可以包括源自腔室2的传感器21例如压力传感器的信号，或者可以源自控制腔室2中的方法的操作顺序的设备22。源自设备22的信号可以是用于例如由于打开/关闭腔室2的门而闭合触点的信号。当腔室2内部的压力超过预定阈值或当触点改变状态时，负载阈值被超越。
表示泵送负载的信号例如是源自真空泵1的传感器的信号，所述传感器例如是配置为测量真空泵1的出口5处的压力的压力传感器19或者是配置为测量真空泵1消耗的功率或电流的功率或电流传感器。当真空泵1的排出压力或真空泵1消耗的功率或电流超过相应的预定阈值时，负载阈值被越过。
根据一个实施例，表示泵送负载的信号是变速器23、24之一的表示由真空泵1消耗的电流的限流输出。实际上，在变速器23、24中可能已经提供了电流阈值，以防止它们例如在真空泵1起动阶段期间可能发生的电涌。
根据第一实施例，由第一定子12产生的功率与由第二定子14产生的功率之间的功率比等于1。换句话说，第一定子12和第二定子14的绕组在它们被提供相等的电流供应时产生相等的电动势。同时给两个定子12、14供电使电动势加倍。
根据第二实施例，由第一定子12产生的功率与由第二定子14产生的功率之间的功率比大于1。换句话说，定子12、14的绕组13、15在它们被供应相等的电流时产生不同的电动势。这样就有三种可能的可用功率。
例如，对于多级粗真空泵(图1)，功率比也低于5。
例如，可以通过增加定子12、14之一的绕组13、15的匝数或通过增大定子12、14之一的绕组13、15的线径来获得具有产生不同功率的绕组的定子。第二定子14的绕组15的匝数例如大于第一定子12的绕组13的匝数。
同步马达9也可以包括两个以上带有绕组的定子，例如三个或四个带有绕组的定子。各种具有绕组的定子具有例如增大的相应电动势。
现在将提供对方法100的示例的描述，该方法100用于通过考虑腔室2内部的压力最初是大气压并且隔离阀3是关闭的来控制连接到诸如图1所示的负载锁的真空泵1的同步马达9。
例如，当设备22命令打开阀3时，源自设备22的信号在真空泵1的控制单元18处被接收。然后，控制单元18同时向同步马达9的两个定子12、14供电，以便提供最大功率。
腔室2内的压力开始降低(排出步骤101，图4)。
当腔室2内的压力超过预定的低压阈值时，泵送负载被认为足够低以仅给两个定子12、14中的一个供电(极限真空泵送步骤102，图4)。
从腔室2卸载基材后，关闭隔离阀3，并使腔室2内的压力升至大气压，以便装载新的基材。
然后可以开始一个新的循环。
然后，可以单个地给同步马达9的定子12、14的绕组13、15中的任一绕组供电，或者同时给多个所述绕组供电，以使同步马达9的功率最佳地适配于泵送负载的变化，同时降低各种定子损耗(铁损、焦耳损耗等)。然后可以针对各个工作点优化同步马达9的产量。因此，同时给两个具有绕组13、15的定子12、14供电允许对较大负载请求提供临时响应，并允许减少施加真空所耗费的时间。使用单个转子10，并且两个定子12、14可以被接纳在真空泵1的同步马达9的同一外壳16中。因此，降低了成本，便于组装，并且真空泵1保持紧凑。
图5示出了第二实施例，其中转子10的每个永久磁体11都包括多个永久磁体元件25。
永久磁体元件25沿着转子10排列。它们沿着转子10端对端地放置，并且在第一定子12与第二定子14之间延伸。由多个端对端放置的分开的元件产生的永久磁体11比作为单个部件的永久磁体11更容易制造。永久磁体元件25例如一个接一个地插入设置在转子10中的沟槽中。
图6示出了另一个实施例，其中转子10的每个永久磁体11都包括多个永久磁体元件25。所述永久磁体元件25沿着转子10排列，但在本例中，它们仅在转子10的与具有绕组13、15的定子12、14相对的区域在转子10中延伸。例如由塑料制成的填充元件可以被插入到面对具有绕组13的第一定子12的永久磁体元件25与面对具有绕组15的第二定子14的永久磁体元件25之间的沟槽中。因此，通过避免设置不必要的永久磁体而限制了成本。
图7示出了连接到腔室2的“罗茨鼓风机”型真空泵30的示例。真空泵30串置安装在粗真空泵31的上游。
真空泵30包括具有入口4和出口5的单个泵级T1、各自支承泵送转子8的两个轴6、7、以及构造成使驱动轴6旋转的同步马达9。
泵送转子8包括具有相同罗茨型轮廓的凸叶，这些凸叶在角度上偏离并被驱动以便在泵级T1中反向同步旋转。
罗茨真空泵30与粗真空泵1的主要区别在于更大的泵送能力、更大的间隙公差以及罗茨真空泵30在大气压下不排出而必须串置安装在粗真空泵31上游的事实。
与在第一实施例中一样，同步马达9包括具有安装在驱动轴6上的永久磁体11的转子10、具有绕转子10布置的绕组13的第一定子12、以及具有也绕转子10布置的绕组15的至少一个第二定子14。
第一定子12和第二定子14的绕组13、15可产生相等的或不同的电动势。第一定子12产生的功率与第二定子14产生的功率之间的功率比例如在1与10之间。
例如，在连接到负载锁的“罗茨鼓风机式”真空泵30的情况下，设想第一定子12产生的功率约为1.5kW，而第二定子14产生的功率约为8.5kW。
在运行期间，根据至少一个表示泵送负载的信号来修改对真空泵1的同步马达9的定子12、14的绕组13、15的供电，以使功率适配于至少一个负载阈值。
当设备22命令打开阀3时，为同步马达9的两个定子12、14供电。于是可用功率约为10kW(排出步骤101)。
当腔室2内的压力越过预定的负载阈值时，泵送负载已经充分下降，使得控制单元18仅为两个定子之一12供电(极限真空泵送步骤102，图4)。于是可用功率约为1.5kW。

Claims (14)

1.一种干式真空泵(1；30)，它包括：
-两个轴(6，7)，这两个轴分别支承至少一个泵送转子(8)，所述泵送转子(8)构造成反向同步旋转，以便将从所述真空泵(1；30)的入口(4)泵送的气体输送到出口(5)；和
-同步马达(9)，它构造成使这些轴(6，7)之一旋转，所述同步马达(9)包括：
-与所述轴(6)联接的转子(10)；和
-第一定子(12)，它具有围绕所述转子(10)布置的绕组(13)，
其特征在于，所述同步马达(9)包括至少一个第二定子(14)，该第二定子具有绕所述转子(10)布置的绕组(15)，这些定子(12，14)的绕组(13，15)能被单个地或同时地供电，以便使所述同步马达(9)的功率适配于泵送负载。
2.根据前一项权利要求所述的真空泵(1；30)，其特征在于，这些定子的绕组构造成当所述真空泵的泵送负载低于负载阈值时被单个地供电，并且当所述真空泵的泵送负载大于或等于所述负载阈值时被同时地供电。
3.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1；30)，其特征在于，由第一定子(12)产生的功率与由第二定子(14)产生的功率之间的功率比在1与10之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述真空泵(1)是粗真空泵(1)，它包括串置安装的多个泵级(T1-T5)，由第一定子(12)产生的功率与由第二定子(14)产生的功率之间的功率比在1与5之间。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的真空泵(30)，其特征在于，所述真空泵(1)是罗茨型真空泵(30)，它旨在在粗真空泵(31)的上游串联连接到腔室(2)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述转子(10)包括永久磁体(11)。
7.根据前一项权利要求所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述转子(10)的至少一个永久磁体(11)由沿着所述转子(10)排列的多个永久磁体元件(25)形成。
8.根据前一项权利要求所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述转子(10)的永久磁体元件(25)仅面对具有绕组(13，15)的定子(12，14)在所述转子(10)中延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述真空泵包括第一变速器(23)和第二变速器(24)，所述第一变速器连接到具有绕组(13)的第一定子(12)，所述第二变速器连接到具有绕组(15)的第二定子(14)。
10.根据前一项权利要求所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述真空泵包括控制单元(18)，所述控制单元连接到所述变速器(23，24)，并且配置为单个地或同时地为这些定子(12，14)的绕组(13，15)供电，以便根据至少一个代表泵送负载的信号来使所述同步马达(9)的功率适配于所述泵送负载。
11.根据前一项权利要求所述的真空泵(1；30)，其特征在于，所述代表泵送负载的信号是所述变速器(23，24)之一的、代表由真空泵(1；30)消耗的电流的限流输出。
12.一种用于控制根据前述权利要求中任一项所述的干式真空泵(1；30)的同步马达(9)的方法，用于对连接到所述真空泵(1；30)的腔室(2)进行泵送，其特征在于，当所述真空泵(1；30)的泵送负载低于负载阈值时单个地给这些定子(12，14)的绕组(13，15)供电，而当所述真空泵(1；30)的泵送负载高于所述负载阈值时同时地给这些绕组(13，15)供电，以便根据至少一个表示所述泵送负载的信号来使所述同步马达(9)的功率适配于所述泵送负载。
13.根据前一项权利要求所述的控制方法(100)，其特征在于，在所述真空泵(1；30)起动时或在从大气压开始的排出步骤(101)中，给所述两个定子(14)中功率最大的定子供电或同时地给全部两个定子(12，14)供电。
14.根据权利要求12或13所述的控制方法(100)，其中，从大气压开始的排出步骤(101)和极限真空泵送步骤(102)在所述腔室(2)内循环地发生。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112583221A (zh) * 2020-12-01 2021-03-30 西北工业大学 一种用于水下航行器的大功率差对转电机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3112171B1 (fr) * 2020-10-16 2022-07-08 Pfeiffer Vacuum Procédé de contrôle d’une puissance de fonctionnement d’une pompe à vide et pompe à vide
FR3129992B1 (fr) * 2021-12-08 2023-12-01 Pfeiffer Vacuum Groupe de pompage, dispositif et procédé de pompage et de traitement
CN117977856A (zh) * 2023-12-08 2024-05-03 北京传动精彩科技有限公司 一种高功率和高精度平衡的伺服电机及电机系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0447257A2 (en) * 1990-03-16 1991-09-18 Satake Engineering Co., Ltd. Two-stator induction synchronous motor
US20040075236A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-22 Visteon Global Technologies, Inc.. Integrated motor
US20040075415A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-22 A.O. Smith Corporation Electric motor
EP1900943A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-19 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Method of controlling the stopping operation of vacuum pump and device therefor
US20150037180A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Timothy D. Abbott Electric motor and magnetic gear
JP2015220905A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 株式会社荏原製作所 電動モータを備えたポンプおよびその制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4785213A (en) * 1986-05-30 1988-11-15 Satake Engineering Co., Ltd. Variable speed controlled induction motor
JPH01152992A (ja) * 1987-12-10 1989-06-15 Mitsubishi Electric Corp かご形誘導電動機
JP3432679B2 (ja) * 1996-06-03 2003-08-04 株式会社荏原製作所 容積式真空ポンプ
US20030138327A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Robert Jones Speed control for a pumping system
US20070020107A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-25 Ioan Sauciuc High pressure pump for cooling electronics
CN101375063B (zh) * 2006-01-31 2011-04-27 株式会社荏原制作所 真空泵单元
JP4840234B2 (ja) 2007-04-10 2011-12-21 株式会社Ｉｈｉ タンデムスクリューコンプレッサ
TW201042889A (en) * 2009-05-20 2010-12-01 Profan Technology Corp Integrated high voltage brushless axle fan motor
US20110256003A1 (en) * 2009-05-20 2011-10-20 Ulvac, Inc. Dry vacuum pump
DE112012001192B4 (de) * 2011-03-11 2016-12-15 Ulvac Kiko, Inc. Vakuumpumpe, Vakuumauspumpvorrichtung und Verfahren, zum Betreiben einer Vakuumpumpe
EP2615307B1 (de) * 2012-01-12 2019-08-21 Vacuubrand Gmbh + Co Kg Schraubenvakuumpumpe
JP6009193B2 (ja) * 2012-03-30 2016-10-19 株式会社荏原製作所 真空排気装置
FR3008145B1 (fr) * 2013-07-04 2015-08-07 Pfeiffer Vacuum Sas Pompe a vide primaire seche
CN111213316B (zh) * 2017-10-31 2021-07-13 株式会社爱发科 真空泵及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0447257A2 (en) * 1990-03-16 1991-09-18 Satake Engineering Co., Ltd. Two-stator induction synchronous motor
US20040075236A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-22 Visteon Global Technologies, Inc.. Integrated motor
US20040075415A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-22 A.O. Smith Corporation Electric motor
EP1900943A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-19 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Method of controlling the stopping operation of vacuum pump and device therefor
US20150037180A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Timothy D. Abbott Electric motor and magnetic gear
JP2015220905A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 株式会社荏原製作所 電動モータを備えたポンプおよびその制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112583221A (zh) * 2020-12-01 2021-03-30 西北工业大学 一种用于水下航行器的大功率差对转电机

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Publication number Publication date
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