CN113503257A - 双电机同步驱动无油真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种双电机同步驱动无油真空泵，涉及抽真空技术领域。双电机同步驱动无油真空泵包括壳体、第一转子、第二转子、第一电机、第二电机和驱动器，壳体内部开设有转动空腔，第一转子通过第一轴承转动连接在转动空腔内，第二转子通过第二轴承转动连接在转动空腔内，第一电机与第一转子传动连接，第一电机用于驱动第一转子，第二电机与第二转子传动连接，第二电机用于驱动第二转子，驱动器与第一电机和第二电机电性连接，驱动器用于控制第一电机和第二电机同步驱动第一转子和第二转子。这样，能够使第一转子与第二转子保持同步转动，且第一转子与第二转子之间无需通过齿轮传动、不需要注入润滑油。

Description

双电机同步驱动无油真空泵
技术领域
本发明涉及抽真空技术领域，具体而言，涉及一种双电机同步驱动无油真空泵。
背景技术
随着光伏半导体行业的发展和进步，对于光伏半导体加工设备的控制要求越来越高，工艺也越来越复杂多样，现有的真空泵不能更好地适应这些要求，容易对加工工艺造成一些污染及破坏。
具体的，现有的真空泵中采用一个电机驱动第一个转子，第一个转子再通过齿轮连接到第二个转子，实现对两个转子的驱动。这样的驱动结构形式至少存在以下缺点：
1.齿轮上需要注入润滑油，对需要规避油污染的特殊工艺，现有真空泵很难适用；
2.通过齿轮传动，齿轮发热量大，使用寿命短；
3.每个转子上安装的轴承的受力较大，磨损较快，使轴承使用寿命短；4.电机一般采用异步电机，成本较高。
发明内容
本发明的目的包括提供了一种双电机同步驱动无油真空泵，其能够使第一转子与第二转子保持同步转动，且第一转子与第二转子之间无需通过齿轮传动、不需要注入润滑油。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种双电机同步驱动无油真空泵，双电机同步驱动无油真空泵包括：
壳体，壳体内部开设有转动空腔；
第一转子，通过第一轴承转动连接在转动空腔内；
第二转子，通过第二轴承转动连接在转动空腔内；
第一电机，与第一转子传动连接，第一电机用于驱动第一转子；
第二电机，与第二转子传动连接，第二电机用于驱动第二转子；
驱动器，与第一电机和第二电机电性连接，驱动器用于控制第一电机和第二电机同步驱动第一转子和第二转子。
本实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵至少包括以下有益效果：
1.采用驱动器控制第一电机和第二电机同步驱动第一转子和第二转子，能够使第一转子与第二转子保持同步转动，从而不需要在第一转子与第二转子之间采用齿轮传动，进而就不存在需要给齿轮增加润滑油，这样，本实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵就能够适用于需要规避油污染的特殊工艺；
2.采用第一电机和第二电机分别驱动第一转子和第二转子，使第一转子上的第一轴承和第二转子上的第二轴承受力较小，能够延长第一轴承和第二轴承的使用寿命；
3.第一电机和第二电机均由驱动器控制，对第一电机和第二电机的工作性能要求较低，不需要采用高端电机，减少了设备成本。
在可选的实施方式中，双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第一齿轮，与第一转子传动连接，第一齿轮与第一转子同步转动；
第二齿轮，与第二转子传动连接，第二齿轮与第二转子同步转动；
其中，第一齿轮与第二齿轮相配合，在第一转子和第二转子正常转动的情况下，第一齿轮与第二齿轮相互受力为零。
这里的第一齿轮与第二齿轮在第一转子和第二转子正常转动的情况下相互受力为零，也就是说，在第一转子和第二转子正常转动的情况下，第一齿轮与第二齿轮是相互不接触的，只是在第一转子和第二转子受到不利影响，例如负载影响，导致第一转子和第二转子突然相互不同步转动，这时，第一转子和第二转子也就带动第一齿轮与第二齿轮相互接触啮合，避免第一转子和第二转子相互转动角度过大、导致二者相互干涉、相互碰损。
在可选的实施方式中，第一齿轮与第二齿轮之间的配合间隙小于或等于预设间隙，在配合间隙保持在小于或等于预设间隙的情况下，第一转子与第二转子相互不会干涉。
这样，只要第一齿轮与第二齿轮相互之间没有被撞坏，都能保证第一转子和第二转子相互转动的角度较小，不会出现第一转子与第二转子相互干涉的情况。
在可选的实施方式中，第一齿轮与第二齿轮之间的配合间隙为零的情况下，第一齿轮与第二齿轮相互受力且同步转动，保持第一转子与第二转子同步转动。
这样，在第一转子和第二转子相互转动至第一齿轮与第二齿轮接触的情况下，第一转子与第二转子也不会相互干涉。
在可选的实施方式中，驱动器用于控制第一电机和第二电机分别驱动第一转子和第二转子，使第一齿轮与第二齿轮恢复至相互受力为零的状态。
这样，在第一转子和第二转子受到不利影响、并发生了相互不同步转动的情况下，驱动器可以及时控制第一电机和第二电机分别驱动第一转子和第二转子，使第一齿轮与第二齿轮恢复至相互受力为零、且第一转子与第二转子同步转动的状态。
在可选的实施方式中，第一齿轮套设在第一转子上，第一齿轮与第一转子的中心线重合。
这样，第一齿轮与第一转子连接形式简单，且二者相互之间可以承受的力较大。
在可选的实施方式中，第二齿轮套设在第二转子上，第二齿轮与第二转子的中心线重合。
这样，第二齿轮与第二转子连接形式简单，且二者相互之间可以承受的力较大。
在可选的实施方式中，双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第一编码器，安装在第一电机上，第一编码器用于实时检测第一电机的输出轴的转动位置。
这样，通过第一编码器就可以实时知晓第一转子的转动位置、速度等参数，以便对第一转子的转动位置作出精准地控制。
在可选的实施方式中，双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第二编码器，安装在第二电机上，第二编码器用于实时检测第二电机的输出轴的转动位置、速度等参数。
这样，通过第二编码器就可以实时知晓第二转子的转动位置，以便对第二转子的转动位置作出精准地控制。
在可选的实施方式中，第一轴承的数量为两个，两个第一轴承分别安装在第一转子的两端，第二轴承的数量为两个，两个第二轴承分别安装在第二转子的两端。
这样，轴承对转子的支撑力较为均衡，有利于转子平稳转动，也降低单个轴承的受力，提高轴承的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵的结构示意图；
图2为驱动器的结构示意图。
图标：100-双电机同步驱动无油真空泵；110-壳体；111-转动空腔；120-第一转子；130-第二转子；140-第一轴承；150-第二轴承；160-第一齿轮；170-第二齿轮；180-第一电机；190-第二电机；200-第一编码器；210-第二编码器；220-驱动器；221-信号接口；222-输出接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，本实施例提供了一种双电机同步驱动无油真空泵100，双电机同步驱动无油真空泵100包括壳体110、第一转子120、第二转子130、第一轴承140、第二轴承150、第一齿轮160、第二齿轮170、第一电机180、第二电机190、第一编码器200、第二编码器210和驱动器220。
具体的，壳体110内部开设有转动空腔111，第一转子120通过第一轴承140转动连接在转动空腔111内，第一轴承140的数量为两个，两个第一轴承140分别安装在第一转子120的两端，这样，第一轴承140对第一转子120的支撑力较为均衡，有利于第一转子120平稳转动，也降低单个第一轴承140的受力，提高第一轴承140的使用寿命。
第二转子130通过第二轴承150转动连接在转动空腔111内，第二轴承150的数量为两个，两个第二轴承150分别安装在第二转子130的两端，这样，第二轴承150对第二转子130的支撑力较为均衡，有利于第二转子130平稳转动，也降低单个第二轴承150的受力，提高第二轴承150的使用寿命。
第一电机180与第一转子120传动连接，第一电机180用于驱动第一转子120。第二电机190与第二转子130传动连接，第二电机190用于驱动第二转子130。
转动空腔111与外界气体隔绝，第一电机180驱动第一转子120，同时，第二电机190驱动第二转子130，使转动空腔111达到所需的真空度。
请参阅图2，驱动器220上设置有信号接口221和输出接口222，驱动器220通过信号接口221接收动作指令，实现对驱动器220的控制。驱动器220通过输出接口222与第一电机180和第二电机190电性连接，实现对第一电机180和第二电机190的信号输出。具体的，驱动器220用于控制第一电机180和第二电机190同步驱动第一转子120和第二转子130。
驱动器220接收到控制器发出的动作指令之后，通过驱动器220内置的数学模型算法，向第一电机180和第二电机190输出指定的电流和电压，实现对第一电机180和第二电机190的精准控制。
请参阅图1，第一编码器200安装在第一电机180上，第一编码器200用于实时检测第一电机180的输出轴的转动位置。这样，通过第一编码器200就可以实时知晓第一转子120的转动位置，以便对第一转子120的转动位置作出精准地控制。
第二编码器210安装在第二电机190上，第二编码器210用于实时检测第二电机190的输出轴的转动位置。这样，通过第二编码器210就可以实时知晓第二转子130的转动位置，以便对第二转子130的转动位置作出精准地控制。
这样，采用驱动器220控制第一电机180和第二电机190同步驱动第一转子120和第二转子130，能够使第一转子120与第二转子130保持同步转动，从而不需要在第一转子120与第二转子130之间采用齿轮传动，进而就不存在需要给齿轮增加润滑油，这样，本实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵100就能够适用于需要规避油污染的特殊工艺；而且，第一转子120上的第一轴承140和第二转子130上的第二轴承150受力较小，能够延长第一轴承140和第二轴承150的使用寿命；此外，第一电机180和第二电机190均由驱动器220控制，对第一电机180和第二电机190的工作性能要求较低，不需要采用高端电机，减少了设备成本。
第一齿轮160与第一转子120传动连接，优选地，第一齿轮160套设在第一转子120上，第一齿轮160与第一转子120的中心线重合，实现第一齿轮160与第一转子120同步转动。这样，第一齿轮160与第一转子120连接形式简单，且二者相互之间可以承受的力较大。
第二齿轮170与第二转子130传动连接，优选地，第二齿轮170套设在第二转子130上，第二齿轮170与第二转子130的中心线重合，实现第二齿轮170与第二转子130同步转动。这样，第二齿轮170与第二转子130连接形式简单，且二者相互之间可以承受的力较大。
并且，第一齿轮160与第二齿轮170相配合，在第一转子120和第二转子130正常转动的情况下，第一齿轮160与第二齿轮170相互受力为零。这里的第一齿轮160与第二齿轮170在第一转子120和第二转子130正常转动的情况下相互受力为零，也就是说，在第一转子120和第二转子130正常转动的情况下，第一齿轮160与第二齿轮170是相互不接触的，只是在第一转子120和第二转子130受到不利影响，例如负载影响，导致第一转子120和第二转子130突然相互不同步转动，这时，第一转子120和第二转子130也就带动第一齿轮160与第二齿轮170相互接触啮合，避免第一转子120和第二转子130相互转动角度过大、导致二者相互干涉、相互碰损。
优选地，第一齿轮160与第二齿轮170之间的配合间隙小于或等于预设间隙，在配合间隙保持在小于或等于预设间隙的情况下，第一转子120与第二转子130相互不会干涉。这样，只要第一齿轮160与第二齿轮170相互之间没有被撞坏，都能保证第一转子120和第二转子130相互转动的角度较小，不会出现第一转子120与第二转子130相互干涉的情况。
在第一转子120或第二转子130受到负载的影响，导致二者未同步转动，第一齿轮160与第二齿轮170相对转动，在第一齿轮160与第二齿轮170之间的配合间隙为零的情况下，第一齿轮160与第二齿轮170相互受力且同步转动，保持第一转子120与第二转子130同步转动。这样，在第一转子120和第二转子130相互转动至第一齿轮160与第二齿轮170接触的情况下，第一转子120与第二转子130也不会相互干涉。
在第一转子120与第二转子130未同步转动的情况出现之后，驱动器220用于控制第一电机180和第二电机190分别驱动第一转子120和第二转子130，使第一齿轮160与第二齿轮170恢复至相互受力为零的状态。这样，在第一转子120和第二转子130受到不利影响、并发生了相互不同步转动的情况下，驱动器220可以及时控制第一电机180和第二电机190分别驱动第一转子120和第二转子130，使第一齿轮160与第二齿轮170恢复至相互受力为零、且第一转子120与第二转子130同步转动的状态。
本实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵100的有益效果包括：
1.采用驱动器220控制第一电机180和第二电机190同步驱动第一转子120和第二转子130，能够使第一转子120与第二转子130保持同步转动，从而不需要在第一转子120与第二转子130之间采用齿轮传动，进而就不存在需要给齿轮增加润滑油，这样，本实施例提供的双电机同步驱动无油真空泵100就能够适用于需要规避油污染的特殊工艺，例如化工行业；
2.采用第一电机180和第二电机190分别驱动第一转子120和第二转子130，使第一转子120上的第一轴承140和第二转子130上的第二轴承150受力较小，能够延长第一轴承140和第二轴承150的使用寿命；
3.第一电机180和第二电机190均由驱动器220控制，对第一电机180和第二电机190的工作性能要求较低，不需要采用高端电机，减少了设备成本；
4.装配有防止第一转子120与第二转子130相互干涉的第一齿轮160和第二齿轮170，在第一转子120和第二转子130正常转动的情况下，第一齿轮160与第二齿轮170是相互不接触的，只是在第一转子120和第二转子130受到不利影响，例如负载影响，导致第一转子120和第二转子130突然相互不同步转动，这时，第一转子120和第二转子130也就带动第一齿轮160与第二齿轮170相互接触啮合，避免第一转子120和第二转子130相互转动角度过大、导致二者相互干涉；
5.第一齿轮160和第二齿轮170受力较小或不受力，受到的磨损较小，使用寿命长；
6.设置有第一编码器200和第二编码器210分别实时监测第一转子120和第二转子130的转动位置，并通过驱动器220可以及时控制第一电机180和第二电机190分别驱动第一转子120和第二转子130，使第一齿轮160与第二齿轮170恢复至相互受力为零、且第一转子120与第二转子130同步转动的状态；
7.采用两个电机集成一体，分别直接驱动两个转子，使设备整体体积较小，结构紧凑。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述双电机同步驱动无油真空泵包括：
壳体(110)，所述壳体(110)内部开设有转动空腔(111)；
第一转子(120)，通过第一轴承(140)转动连接在所述转动空腔(111)内；
第二转子(130)，通过第二轴承(150)转动连接在所述转动空腔(111)内；
第一电机(180)，与所述第一转子(120)传动连接，所述第一电机(180)用于驱动所述第一转子(120)；
第二电机(190)，与所述第二转子(130)传动连接，所述第二电机(190)用于驱动所述第二转子(130)；
驱动器(220)，与所述第一电机(180)和所述第二电机(190)电性连接，所述驱动器(220)用于控制所述第一电机(180)和所述第二电机(190)同步驱动所述第一转子(120)和所述第二转子(130)。
2.根据权利要求1所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第一齿轮(160)，与所述第一转子(120)传动连接，所述第一齿轮(160)与所述第一转子(120)同步转动；
第二齿轮(170)，与所述第二转子(130)传动连接，所述第二齿轮(170)与所述第二转子(130)同步转动；
其中，所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)相配合，在所述第一转子(120)和所述第二转子(130)正常转动的情况下，所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)相互受力为零。
3.根据权利要求2所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)之间的配合间隙小于或等于预设间隙，在所述配合间隙保持在小于或等于所述预设间隙的情况下，所述第一转子(120)与所述第二转子(130)相互不会干涉。
4.根据权利要求3所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)之间的所述配合间隙为零的情况下，所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)相互受力且同步转动，保持所述第一转子(120)与所述第二转子(130)同步转动。
5.根据权利要求4所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述驱动器(220)用于控制所述第一电机(180)和所述第二电机(190)分别驱动所述第一转子(120)和所述第二转子(130)，使所述第一齿轮(160)与所述第二齿轮(170)恢复至相互受力为零的状态。
6.根据权利要求2所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述第一齿轮(160)套设在所述第一转子(120)上，所述第一齿轮(160)与所述第一转子(120)的中心线重合。
7.根据权利要求2所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述第二齿轮(170)套设在所述第二转子(130)上，所述第二齿轮(170)与所述第二转子(130)的中心线重合。
8.根据权利要求1所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第一编码器(200)，安装在所述第一电机(180)上，所述第一编码器(200)用于实时检测所述第一电机(180)的输出轴的转动位置。
9.根据权利要求1所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述双电机同步驱动无油真空泵还包括：
第二编码器(210)，安装在所述第二电机(190)上，所述第二编码器(210)用于实时检测所述第二电机(190)的输出轴的转动位置。
10.根据权利要求1所述的双电机同步驱动无油真空泵，其特征在于，所述第一轴承(140)的数量为两个，两个所述第一轴承(140)分别安装在所述第一转子(120)的两端，所述第二轴承(150)的数量为两个，两个所述第二轴承(150)分别安装在所述第二转子(130)的两端。
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