FR2747431A1 - Pompe turbomoleculaire a paliers magnetiques actifs - Google Patents

Abstract

La pompe turbomoléculaire comprend un carter étanche (100) à l'intérieur duquel est disposé un support vertical qui supporte, à l'aide de paliers magnétiques actifs, un rotor creux équipé d'ailettes et entraîné en rotation par un moteur électrique (140) à n phases (141, 142, 143) du type sans balais. La pompe comprend en outre au moins une résistance de secours (131, 132, 133) disposée à l'intérieur du carter (100) et des moyens (117, 118, 119) disposés également à l'intérieur du carter pour connecter automatiquement la ou les résistances de secours (131, 132, 133) aux n phases (141, 142, 143) du moteur électrique (140) en cas de défaillance du module extérieur (10) de commande du moteur électrique (140) et des paliers magnétiques, ou de rupture du câble (20) de liaison entre le module extérieur de commande (10) et le carter étanche (100), de manière à faire fonctionner le moteur électrique (140) en générateur assurant un freinage électrique du rotor creux.

Description

La présente invention a pour objet une pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs, comprenant un carter étanche à l'intérieur duquel est disposé un support vertical solidaire dudit carter, lequel support supporte, à l'aide de paliers magnétiques actifs, un rotor creux équipé d'ailettes et entraîné en rotation par un moteur électrique à n phases du type sans balais, comportant un rotor équipé d'aimants permanents d'excitation, et un module extérieur de commande de la pompe comportant des circuits d'alimentation et d'asservissement à la fois du moteur électrique et des paliers magnétiques, le module extérieur de commande étant relié au carter étanche par un câble de liaison.

Les pompes à vide à effet turbomoléculaire, ou pompes turbomoléculaires, sont utilisées pour obtenir un vide poussé et propre. Ces pompes permettent d'atteindre des valeurs de pression situées dans la zone de pression moléculaire, qui peuvent être de l'ordre de 10-14 bar. De telles pompes sont équipées de paliers magnétiques actifs dont l'absence de lubrification évite la pollution du vide par des hydrocarbures. La suspension du rotor de telles pompes à l'aide de paliers magnétiques permet une absence d'échauffement, un fonctionnement à grande vitesse afin de disposer d'une vitesse de pompage importante, et un fonctionnement totalement silencieux et exempt de vibrations.

Les pompes à vide à effet turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs sont utilisées en particulier dans l'industrie des semiconducteurs. Les besoins en semiconducteurs de plus en plus denses nécessitent des pompes de plus en plus propres.

Une pompe turbomoléculaire comprend essentiellement un rotor creux équipé d'ailettes tournant à grande vitesse dans le vide pour aspirer les molécules de la chambre dans laquelle le vide doit être fait. Le rotor est en général de grand diamètre dès lors que la vitesse de pompage est proportionnelle au carré du diamètre, et tourne à grande vitesse, dès lors que la vitesse de pompage est proportionnelle à la vitesse de rotation.

Typiquement, le diamètre du rotor d'une pompe turbomoléculaire peut être compris entre 80 et 300 mm et la vitesse de rotation peut être de l'ordre de 55000 à 24000 tr/mn.

De tels rotors, qui tournent dans le vide, emmagasinent une énergie cinétique importante et sont entraînés en général par des moteurs électriques qui peuvent être de type induction asynchrone, ou de type sans balais ("brushless") avec une excitation à aimants permanents disposés sur le rotor.

La taille des moteurs utilisés conduit en général à des temps d'accélération et de freinage qui varient de 2 à 10 minutes suivant la taille de la pompe, donc de sa vitesse de pompage.

Dans le cas des pompes à paliers magnétiques, se pose le problème de la pérennité du rotor, et donc de la machine, en cas de défaillance des paliers magnétiques, ce qui peut arriver notamment en cas de défaillance des circuits électroniques de commande des paliers ou en cas de rupture du câble de liaison entre ces circuits électroniques de commande et les électro-aimants des paliers magnétiques.

Lors d'une telle défaillance des paliers magnétiques, le rotor de la pompe est récupéré par des paliers de secours qui peuvent être du type roulements à billes en acier ou céramique, ou du type bagues lisses.

Comme la pompe doit être parfaitement sèche, ces roulements sont soumis à une lubrification solide, ce qui permet des coefficients de frottement raisonnables, mais pas excellents.

En cas de défaillance des paliers magnétiques, par exemple en cas de surcharge permanente des paliers, le système de surveillance intelligent des paliers magnétiques demande automatiquement le freinage de la machine pour soulager les roulements de secours en évitant que ceux-ci récupèrent toute l'énergie cinétique emmagasinée par le rotor.

Le freinage peut être commandé et effectué par le circuit de contrôle lui-même. Ceci impose toutefois que ce circuit fonctionne bien et soit bien connecté. Un tel type de freinage ne peut donc pas être mis en oeuvre en cas de défaillance des circuits électroniques de commande ou dans le cas d'une rupture du câble de liaison entre les circuits électroniques de commande et les électro-aimants de palier.

On a par ailleurs proposé d'effectuer un freinage à l'aide d'une entrée de gaz calibrée. Un tel mode de freinage s'avère cependant souvent inopportun car il affecte gravement le procédé de traitement nécessitant l'utilisation de la pompe turbomoléculaire.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre de réaliser automatiquement et efficacement un freinage du rotor d'une pompe turbomoléculaire, en cas de panne du circuit de commande du moteur d'entraînement et des paliers magnétiques de support du rotor, ou en cas de rupture du câble de liaison entre la pompe et les circuits électroniques de commande.

L'invention vise encore à éviter une entrée de gaz à l'intérieur de la pompe lors d'une opération de freinage.

Ces buts sont atteints grâce à une pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs, comprenant un carter étanche à l'intérieur duquel est disposé un support vertical solidaire dudit carter, lequel support supporte, à l'aide de paliers magnétiques actifs, un rotor creux équipé d'ailettes et entraîné en rotation par un moteur électrique à n phases du type sans balais, comportant un rotor équipé d'aimants permanents d'excitation, et un module extérieur de commande de la pompe comportant des circuits d'alimentation et d'asservissement à la fois du moteur électrique et des paliers magnétiques, le module extérieur de commande étant relié au carter étanche par un câble de liaison, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une résistance de secours disposée à l'intérieur du carter et des moyens disposés également à l'intérieur du carter pour connecter automatiquement la ou les résistances de secours aux n phases du moteur électrique en cas de défaillance du module extérieur de commande ou de rupture du câble de liaison de manière à faire fonctionner le moteur électrique en générateur assurant un freinage électrique du rotor creux.

La pompe peut comprendre n résistances de secours correspondant aux n phases du moteur électrique.

Avantageusement la ou les résistances de secours sont fixées sur des parties métalliques du support fixe du rotor creux. Ceci permet une meilleure dissipation d'énergie.

De préférence, les aimants permanents d'excitation du moteur électrique sont réalisés en des matériaux très durs magnétiquement.

A titre d'exemple, les aimants permanents d'excitation du moteur électrique sont en sammarium-cobalt.

Dans certains cas, les bobinages des n phases du moteur électrique peuvent être adaptés pour supporter un courant plus important que le courant nominal du moteur.

Selon un mode particulier de réalisation, la ou les résistances de secours présentent des valeurs fixes prédéterminées quelle que soit la vitesse de rotation du moteur électrique. Dans ce cas, le freinage s'effectue avec un couple qui dépend de la vitesse de rotation.

Selon un mode particulier de réalisation, la ou les résistances de secours présentent des valeurs variant avec la vitesse de rotation du moteur électrique lorsque celui-ci fonctionne en générateur de manière à obtenir un freinage à couple constant.

Selon un mode particulier de réalisation possible, iesdits moyens de connexion automatique des n résistances de secours aux n phases du moteur électrique comprennent un relais dont l'électro-aimant et les contacts de liaison entre les n résistances de secours et les n phases correspondantes sont disposés à l'intérieur du carter, I'alimentation de l'électro-aimant étant effectuée à travers ledit câble de liaison à partir du module extérieur de commande de telle sorte que, en service normal, les contacts soient maintenus en position ouverte par l'alimentation électrique de l'électro-aimant à travers le câble de liaison.

L'invention concerne également une pompe qui comprend une résistance de secours unique dont la liaison avec les n phases du moteur est assurée à travers un pont redresseur à diodes et un organe de commutation disposés également à l'intérieur du carter.

Dans ce cas, selon un mode particulier de réalisation, L'organe de commutation disposé à l'intérieur du carter est un thyristor, dont l'anode est reliée à une première extrémité de la résistance de secours unique et dont la gâchette est reliée, d'une part, à la cathode du thyristor par l'intermédiaire du câble de liaison et un contact disposé dans le module extérieur de commande et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance auxiliaire dont la valeur est très supérieure à celle de la résistance de secours unique, à une deuxième extrémité de cette résistance de secours unique.

Selon un autre mode particulier de réalisation, L'organe de commutation disposé à l'intérieur du carter est un semiconducteur de puissance constitué par un transistor bipolaire, un transistor bipolaire à grille isolée de type IGBT, ou un transistor à effet de champ du type MOS FET.

Dans ce dernier cas, avantageusement, des moyens sont prévus pour assurer, à l'aide dudit semiconducteur de puissance, une variation dynamique de la valeur effective de la résistance de secours en fonction de la vitesse de rotation du moteur, par modulation en largeur d'impulsions, de manière à assurer un freinage à couple constant.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
- la Figure 1 représente le schéma électrique d'un premier exemple de réalisation d'une pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques équipée d'un système de freinage selon l'invention;
- la Figure 2 représente le schéma électrique d'un deuxième exemple de réalisation d'une pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques équipée d'un système de freinage selon l'invention;
- la Figure 3 montre diverses courbes donnant le couple de freinage en fonction de la vitesse de rotation du rotor d'une pompe turbomoléculaire équipée d'un système de freinage d'urgence selon l'invention, et de la valeur de la résistance de secours utilisée dans le système de freinage d'urgence;
- la Figure 4 représente, en coupe longitudinale, un exemple de pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs à laquelle l'invention est applicable; et
- la Figure 5 représente le schéma électrique d'un troisième exemple de réalisation d'une pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques équipée d'un système de freinage selon l'invention.

La Figure 4 montre un exemple de pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs à laquelle l'invention peut être appliquée.

La pompe turbomoléculaire comprend un carter extérieur étanche 100 monté sur une embase 101 supportant un support vertical 102 sur lequel sont montés les bobinages d'un moteur électrique 140 et de paliers magnétiques radiaux 111,112 disposés de part et d'autre du moteur 140.

Les paliers 111, 112 servent à supporter sans contact un arbre central 105 à la partie supérieure duquel est fixé un rotor creux 103 qui est disposé comme une coiffe par rapport au support 102 et porte, sur sa face externe, des ailettes 104, le moteur 140 assurant l'entraînement en rotation de cet arbre 105. Un palier magnétique axial 115 assure le maintien vertical de l'arbre 105 par rapport au support 102. Des détecteurs 113, 114 de la position radiale de l'arbre 105 par rapport au support 102 sont associés aux paliers magnétiques radiaux 111, 112. De la même manière, un détecteur 116 de la position axiale de l'arbre 105 par rapport au support 102 est associé au palier magnétique axial 115. Un palier supérieur de secours 109, par exemple à rouleaux, et un palier radial inférieur de secours 110 complètent la suspension magnétique de l'arbre 105 pour supporter ce dernier en cas de défaillance de la suspension magnétique active.

Les conducteurs d'amenée du courant électrique aux bobines des électroaimants des paliers magnétiques 111,112,115, aux bobines du moteur électrique 140 et les conducteurs recevant les signaux délivrés par les détecteurs de position 113, 114, 116 sont connectés à une prise hermétique 120 à laquelle est raccordé un cordon 20 de liaison à un module extérieur de commande 10 (Figures 1 et 2).

Dans la pompe turbomoléculaire, le gaz à pomper est aspiré par un canal d'aspiration 108 et se rassemble dans une chambre à vide préliminaire 106, après compression correspondante par les ailettes tournantes 104. Le gaz compressé est conduit à une unité de pompage préliminaire par l'intermédiaire d'un raccord à vide 107.

L'invention n'est naturellement pas limitée à des pompes turbomoléculaires présentant la configuration de la Figure 4, qui n'est donnée qu'à titre d'exemple, mais s'applique à toute pompe turbomoléculaire équipée d'un moteur électrique d'entraînement d'un rotor suspendu par des paliers magnétiques actifs, le moteur électrique et les paliers magnétiques étant alimentés à partir d'un module extérieur de commande.

On a représenté sur la Figure 1 le schéma électrique d'un premier mode de réalisation de l'invention appliqué à une pompe turbomoléculaire comprenant un carter 100 à l'intérieur duquel le moteur électrique 140 comporte un stator avec trois bobinages 141, 142, 143 correspondant aux trois phases U, V, W d'un moteur triphasé, et un rotor 144 du type sans balais, équipé d'aimants permanents 145,146 d'excitation.

Les bobinages 141,142,143 du moteur 140 sont reliés, à travers le connecteur étanche 120 et un câble de liaison 20, à un module extérieur de commande 10 qui comprend à la fois des circuits 1 1 d'alimentation du moteur 140 à travers les lignes 21, 22, 23 du câble de liaison 20 et des circuits d'asservissement 12 reliés aux circuits d'alimentation 1 1 par des liaisons 13.

Pour simplifier le schéma, on n'a pas représenté sur la Figure 1 les conducteurs issus des circuits d'asservissement 12 qui relient, à travers le câble de liaison 20 et le connecteur 120, ces circuits 12 aux enroulements des paliers magnétiques 111, 112, 115 et aux détecteurs radiaux 113,114 et axial 116 de position du rotor 103 situés à l'intérieur du carter 100 de la pompe (Figure 4).

En revanche, la Figure 1 montre les éléments supplémentaires qui constituent, conformément à l'invention, un système de freinage électrique d'urgence à l'aide du moteur 140, lequel système de freinage électrique d'urgence peut être mis en oeuvre automatiquement en cas de panne des circuits de commande 10 ou en cas de rupture du câble de liaison 20.

Ce système de freinage d'urgence comprend, dans le mode de réalisation de la Figure 1, des résistances de puissance 131, 132, 133 présentant chacune une valeur RB et placées à l'intérieur même du carter 100 de la pompe turbomoléculaire. Les résistances 131, 132, 133 présentent une de leurs extrémités réunie à un point de connexion commun et leur autre extrémité reliée à l'un des bobinages 141,142,143 du moteur 140. Au moins deux (131, 132) des trois résistances 131, 132,133 sont reliées aux bobinages correspondants 141,142 par les contacts 118,119 d'un relais dont la bobine d'excitation 117 est également disposée à l'intérieur du carter 100.

La bobine 117 du relais est reliée, par des conducteurs 24, 25 à travers le connecteur 120 et le câble de liaison 20, au module extérieur de commande 10.

Un contact 15 commandé à travers une liaison 14 par les circuits d'asservissement 12, est interposé sur le circuit des fils 24, 25 d'alimentation de la bobine 117 à partir d'une source de tension continue 16, par exemple de 24 V. En fonctionnement normai, les circuits d'asservissement 12 maintiennent le contact 15 fermé, de sorte que la bobine 117 est constamment alimentée et maintient les contacts 118, 119 ouverts (position en traits pleins sur la Figure 1).

En cas de rupture du câble de liaison 20 interrompant les conducteurs 24, 25, ou en cas de mauvais fonctionnement du module de commande 10 provoquant une ouverture du contact 15, les contacts 118, 119 sont fermés de telle sorte que l'ensemble des bobinages 141, 142, 143 des trois phases U, V, W du moteur 140 sont connectés de manière interne à la pompe à travers les résistances de puissance 131, 132, 133, de telle sorte que le moteur sans balais 140 avec son excitation par aimants permanents fonctionne en générateur et assure ainsi automatiquement un freinage du rotor. Le système de freinage d'urgence fonctionne de façon fiable dès lors que la connexion de l'ensemble des résistances 131, 132, 133 aux bobinages 141,142,143 devient automatique dès la disparition de l'alimentation électrique de la bobine 117 du relais, quelle qu'en soit la raison.

Les valeurs RB des résistances peuvent être calculées de manière à obtenir le couple optimum à pleine vitesse (la valeur de RB vaut alors
RBmax selon la courbe 3 de la Figure 3 où le couple de freinage maximum est atteint pour la vitesse nominale de rotation).

On notera qu'avec des résistances 131,132,133 dont la valeur RB est fixe, le freinage se fait avec un couple qui dépend de la vitesse de rotation. Les caractéristiques du freinage varient fortement avec la valeur
RB des résistances 131 à 133, comme on peut le voir d'après les diverses courbes 1 à 4 illustrées sur la Figure 3 et donnant l'évolution du couple de freinage en fonction de la vitesse de rotation.

En cas de résistances 131 à 133 de valeur nulle, ce qui correspondrait à un simple court-circuit des bobinages 141 à 143, on obtient la courbe 1 qui montre que le couple de freinage est très faible pour la vitesse nominale et n'atteint une valeur maximale Cmax que pour des vitesses de rotation très faibles. L'efficacité du freinage est faible dans de telles conditions.

La courbe 2, qui correspond à des résistances 131 à 133 dont la valeur RB est égaie à la moitié de la valeur RBmax donnant un couple de freinage maximum à la vitesse nominale (comme selon la courbe 3), constitue un bon compromis qui procure une bonne efficacité de freinage à haute vitesse (même si le couple de freinage est alors légèrement inférieur au couple maximum CmaX) et permet de maintenir un freinage maximum à des vitesses de rotation moyennes.

La courbe 3 donne le couple optimum de freinage à pleine vitesse, mais présente l'inconvénient d'offrir un freinage moins efficace aux vitesses moyennes et faibles.

La courbe 4, qui correspond à des résistances 131 à 133 dont la valeur RB est le double de la valeur RBmax donnant un couple de freinage maximum à la vitesse nominale, montre un freinage dégradé sur toute la gamme des vitesses de rotation.

Pour maintenir un couple de freinage efficace sur une plage de vitesses importante, il convient donc que la valeur RB des résistances 131 à 133 soit comprise entre environ RBmax/2 ou RBmax/3 et RBmax
II est possible d'obtenir un freinage à couple constant, mais dans ce cas, il est nécessaire de faire varier la valeur des résistances avec la vitesse de rotation. Ainsi, la valeur des résistances pourrait être égale à
RBmax au début du freinage et diminuer jusqu'à une valeur quasi nulle pour les très faibles vitesses de rotation. Un exemple de variation de la valeur
RB sera donné plus loin en référence à un autre mode de réalisation que celui de la Figure 1.

L'invention sera mise en oeuvre avec plus d'efficacité si le moteur 140 comprend des aimants très durs magnétiquement (tels que des aimants du type samarium-cobalt) qui sont très difficiles à démagnétiser. A défaut, il sera préférable d'utiliser des bobinages 141 à 143 adaptés pour supporter un courant plus important que le courant nominal du moteur.

Les résistances 131 à 133 peuvent être fixées par exemple sur des parties métalliques du stator de la pompe pour assurer une meilleure dissipation d'énergie.

La Figure 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention qui n'utilise pas de montage à relais et ne met en oeuvre qu'une seule résistance de puissance 134 de valeur RB. Le montage de la Figure 2 permet d'obtenir une efficacité équivalente à celle du montage de la Figure 1.

On voit sur la Figure 2 que la bobine 117 de relais, les contacts de relais 118,119 et les trois résistances 131 à 133 ont été remplacés par une seule résistance de puissance 134 associée à un pont à diodes 150, à un thyristor 136 et à une résistance auxiliaire 135, qui n'est pas une résistance de puissance et dont la valeur est très supérieure à celle de la résistance 134.

Le pont à diodes 150 comprend six diodes 151 à 156 connectées chacune entre un bobinage 141, 142, 143 du moteur 140 et l'une des extrémités du circuit série comprenant la résistance unique 134 et l'espace anode-cathode (AK) du thyristor 136. La résistance auxiliaire 135 est ellemême connectée entre la gâchette G du thyristor 136 et l'extrémité de la résistance 134 non reliée à l'anode du thyristor 136. Contrairement au cas du montage de la Figure 1, il n'est pas nécessaire de disposer d'une source d'alimentation additionnelle dans le module de commande 10, et les fils de liaison 24 et 25 reliés à l'intérieur de la pompe respectivement à la gâchette
G et à la cathode K du thyristor 136 sont simplement reliés par un contact 15 à l'intérieur du module extérieur de commande 10, le contact 15 étant maintenu fermé par les circuits d'asservissement 12.

En service normal, la gâchette G du thyristor 136 est normalement connectée à la cathode K de ce thyristor 136 via les fils conducteurs 24, 25 et le contact 15 en position fermée. Lorsque, comme dans le cas de la
Figure 1, le circuit 24, 25, 15 est ouvert, par suite d'une commande volon taire des circuits d'asservissement 12 (par exemple, par suite de la détection d'une surcharge permanente des paliers magnétiques), par suite d'un défaut de fonctionnement des circuits du module de commande 10 ou encore par suite d'une déconnexion du câble de liaison 20, le thyristor 136 est déclenché et rendu conducteur par le courant circulant dans la résistance auxiliaire 135, le thyristor 136 reste ensuite automatiquement conducteur jusqu'à l'arrêt du moteur dont la tension induite est redressée à l'aide du pont à diodes 150. La résistance 134 reste alors connectée aux bobinages 141 à 143 par l'intermédiaire du thyristor 136 et du pont à diodes 150.

La valeur RB de la résistance unique 134 peut être déterminée de la façon qui a été exposée en référence à la Figure 3 pour les résistances 131,132,133 du mode de réalisation de la Figure 1.

Un autre type de semiconducteur de puissance tel qu'un transistor bipolaire, un transistor à effet de champ MOS FET, un transistor bipolaire à grille isolée peut être utilisé à la place du thyristor 136.

Dans ce cas, pour réaiiser un freinage à couple constant, on peut obtenir une variation dynamique de la valeur effective de la résistance 134 par modulation en largeur d'impulsion.

Un exemple de schéma de dispositif de freinage selon l'invention permettant d'obtenir une résistance 134 de valeur variable grâce à un semiconducteur de puissance 137 tel qu'un transistor bipolaire ou un
MOSFET et à un circuit 138 de commande de modulation en largeur d'impulsions (PWM) est représenté sur la Figure 5. Un condensateur 139 est en outre monté en parallèle avec le circuit série constitué de la résistance 134 et du semiconducteur de puissance 137. Comme il a été vu précédemment, la résistance 134 et le semiconducteur de puissance 137 sont associés à un pont de diodes 150 et les fils de liaison 24, 25 du circuit de commande 138 sont reliés, dans le module de commande 10, par le seul contact fermé 15.

En cas de défaut de fonctionnement, le contact 15 est ouvert ce qui provoque classiquement la libération de l'horloge interne du circuit de commande 138 et la génération de signaux impulsionnels à une fréquence f prédéterminée (typiquement plus grande que 5 kHz) à partir du signal d'information constitué par l'ondulation de la tension redressée VDC aux bornes du pont de diodes 150. On notera que cette tension redressée (qui peut être par exemple de 5 volts) constitue également l'alimentation en énergie du circuit de commande 138. La variation de la valeur effective de la résistance RB sera obtenue par la variation du rapport cyclique des signaux impulsionnels commandant le transistor 137, ainsi RBeff = RB.d et d = ton.f (ton représentant la durée de chaque impulsion). Cette variation dynamique de la valeur effective de la résistance de secours 134 sera fonction de la vitesse de rotation du moteur 140 (I'information vitesse est en effet présente dans l'ondulation de VDC). En variante, cette variation peut aussi être réalisée en fonction du temps après déclenchement du freinage.

Dans tous les cas, on recherchera pour le rapport cyclique la relation suivante:1 d d > 0.1 ou 0.2.

Les modes de réalisation des Figures 1 et 2 peuvent être combinés entre eux. Ainsi, le mode de réalisation de la Figure 2 pourrait, à titre de variante, utiliser un montage à relais. Dans ce cas, une source d'alimentation de tension continue 16 doit être interposée dans le circuit 24, 25, 15 comme sur la Figure 1, et les conducteurs 24 et 25 alimentent simplement une bobine 117 comme sur la Figure 1. La résistance auxiliaire 135 de la Figure 2 peut être supprimée et la résistance 134 connectée au pont de diodes 150 est simplement connectée en série avec un contact commandé par la bobine du relais et relié également au pont de diodes 150, ce contact remplaçant le thyristor 136.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Pompe turbomoléculaire à paliers magnétiques actifs, comprenant un carter étanche (100) à l'intérieur duquel est disposé un support vertical (102) solidaire dudit carter (100), lequel support (102) supporte, à l'aide de paliers magnétiques actifs (111,112,115), un rotor creux (103) équipé d'ailettes (104) et entraîné en rotation par un moteur électrique (140) à n phases (141, 142, 143) du type sans balais, comportant un rotor (144) équipé d'aimants permanents d'excitation (145,146), et un module extérieur (10) de commande de la pompe comportant des circuits d'alimentation et d'asservissement (11,12) à la fois du moteur électrique (140) et des paliers magnétiques (111,112,115), le module extérieur de commande (10) étant relié au carter étanche (100) par un câble de liaison (20),

caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une résistance de secours (131,132,133 134) disposée à l'intérieur du carter (100) et des moyens (117,118,119 136) disposés également à l'intérieur du carter pour connecter automatiquement la ou les résistances de secours (131,132,133; 134) aux n phases (141,142,143) du moteur électrique (140) en cas de défaillance du module extérieur de commande (10) ou de rupture du câble de liaison (20) de manière à faire fonctionner le moteur électrique (140) en générateur assurant un freinage électrique du rotor creux (103).

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend n résistances de secours (131,132,133) correspondant aux n phases (141,142,143) du moteur électrique (140).

3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la ou les résistances de secours (131,132,133; 134) sont fixées sur des parties métalliques du support fixe (102) du rotor creux (103).

4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les aimants permanents (145,146) d'excitation du moteur électrique (140) sont réalisés en des matériaux très durs magnétiquement.

5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que les aimants permanents (145,146) d'excitation du moteur électrique (140) sont en sammarium-cobalt.

6. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bobinages des n phases (141,142, 143) du moteur électrique (140) sont adaptés pour supporter un courant plus important que le courant nominal du moteur.

7. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la ou les résistances de secours (131,132,133; 134) présentent des valeurs fixes prédéterminées quelle que soit la vitesse de rotation du moteur électrique (140).

8. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la ou les résistances de secours (131,132,133; 134) présentent des valeurs variant avec la vitesse de rotation du moteur électrique (140) lorsque celui-ci fonctionne en générateur de manière à obtenir un freinage à couple constant.

9. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de connexion automatiques des n résistances de secours (131,132, 133) aux n phases (141, 142, 143) du moteur électrique (140) comprennent un relais dont l'électro-aimant (117) et les contacts (118, 119) de liaison entre les n résistances de secours (131,132,133) et les n phases correspondantes (141,142,143) sont disposés à l'intérieur du carter (100),1'alimentation de l'électro-aimant (117) étant effectuée à travers ledit câble de liaison (20) à partir du module extérieur de commande (10) de telle sorte que, en service normal, les contacts (118,119) soient maintenus en position ouverte par l'alimentation électrique de l'électro-aimant (117) à travers le câble de liaison (20).

10. Pompe selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend une résistance de secours unique (134) dont la liaison avec les n phases (141,142,143) du moteur est assurée à travers un pont redresseur à diodes (150) et un organe de commutation (136) disposés également à l'intérieur du carter (100).

11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'organe de commutation (136) disposé à l'intérieur du carter (100) est un thyristor, dont l'anode est reliée à une première extrémité de la résistance de secours unique (134) et dont la gâchette est reliée, d'une part, à la cathode du thyristor par l'intermédiaire du câble de liaison (20) et un contact (15) disposé dans le module extérieur de commande (10) et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance auxiliaire (135) dont la valeur est très supérieure à celle de la résistance de secours unique, à une deuxième extrémité de cette résistance de secours unique (134).

12. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'organe de commutation (136) disposé à l'intérieur du carter (100) est un semiconducteur de puissance constitué par un transistor bipolaire, un transistor bipolaire à grille isolée de type IGBT, ou un transistor à effet de champ du type MOS FET.

13. Pompe selon la revendication 12, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour assurer, à l'aide dudit semiconducteur de puissance, une variation dynamique de la valeur effective de la résistance de secours (134) en fonction de la vitesse de rotation du moteur (140), par modulation en largeur d'impulsions, de manière à assurer un freinage à couple constant.