JP2010041900A - 電動ポンプ及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータを大型化することなく、電動モータに発生させるトルクの大きさを切り替えることができる電動ポンプ及び運転方法を提供する。
【解決手段】真空ポンプ１１の電動モータＭにおいて、固定子４９は、起動用の固定子鉄心５０に巻装された起動用の固定子巻線５２、及び定常運転用の固定子鉄心５１に巻装された定常運転用の固定子巻線５３を備える。起動用の固定子巻線５２にはスイッチングリレー５４を介して商用電源５５を電気的に接続可能であるとともに、定常運転用の固定子巻線５３にはインバータ６４を介して商用電源５５を電気的に接続可能である。真空ポンプ１１は、商用電源５５からの交流電力の供給先を起動用の固定子巻線５２と定常運転用の固定子巻線５３とで切り替えるためにスイッチングリレー５４とインバータ６４とを切り替える制御部６５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータを備えた電動ポンプ及びその運転方法に関する。

例えば、半導体製造工場で用いられる電動ポンプたる真空ポンプは、ケーシング内に収容されたロータを電動モータによって回転させることにより流体を移送する。このような電動ポンプにおいて、ロータと、ケーシングの内面との間に異物の噛み込みが生じる場合がある。異物を噛み込んだ状態で電動ポンプの運転が停止されると、電動ポンプの再起動時には、異物の噛み込みが無い場合に比して過大な起動トルクが必要となる。このため、電動ポンプとしては、起動のための過大な起動トルクと、定常運転のための起動トルクより低い定常運転トルクとを切り替えて発生させることが必要となる。

電動モータに発生させるトルクを切り替え可能とするものとしては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示のものがある。特許文献１のブラシレスモータは、１個のロータ（回転子）に対し、２組のステータ（固定子）が軸方向に隣り合わせて配置されている。各ステータそれぞれにはステータコイル（固定子巻線）が内設されている。そして、特許文献１のブラシレスモータにおいては、磁気検出素子の検知出力に応じて２組のステータコイルの双方又は片方に通電することができるようになっている。すなわち、定常運転トルクのように低トルクを必要とする場合は片方のステータコイルのみが通電され、起動トルクのような過大なトルクを必要とする場合は双方のステータコイルに通電されるようになっている。

特許文献２の開示のモータは、商用電源から可変周波数交流電力を供給するインバータ駆動回路と、インバータ駆動回路を迂回して商用電源から直接モータに電力を供給するバイパス回路と、インバータ駆動回路とバイパス回路とを切り換える切換装置とを備える。そして、起動トルクのような過大なトルクを必要とする場合は、切換装置がバイパス回路を選択し、バイパス回路から商用電源電力がモータに直接供給される。一方、定常運転トルクのような低トルクを必要とする場合は、切換装置がインバータ駆動回路を選択し、インバータ駆動回路により所定の周波数・電圧に変換された交流電力がモータに供給される。
特開２００４−３４３８５６号公報 特開２００５−２２６９８０号公報

ところが、特許文献１のブラシレスモータにおいては、このブラシレスモータを駆動するためのモータドライバに、各ステータコイルそれぞれに複数のパワートランジスタ（インバータ）を設ける必要があり、ブラシレスモータが大型化してしまう。また、特許文献２のモータにおいては、トルクの大きさを切り替えるためのモータの構成については何ら開示も示唆もされていない。

本発明は、電動モータを大型化することなく、電動モータに発生させるトルクの大きさを切り替えることができる電動ポンプ及びその運転方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の電動ポンプは、ハウジング内にポンプ機構が設けられるとともに、前記ハウジングの内周に固設された固定子と、前記固定子の内側に配設された回転子とを有し前記ポンプ機構を駆動する電動モータを備えた電動ポンプであって、前記固定子は、固定子鉄心に巻装された起動用の固定子巻線、及び定常運転用の固定子巻線を備え、前記起動用の固定子巻線にはスイッチングリレーを介して商用電源を電気的に接続可能であるとともに、前記定常運転用の固定子巻線にはインバータを介して前記商用電源を電気的に接続可能であり、さらに、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記起動用の固定子巻線と定常運転用の固定子巻線とで切り替えるために前記スイッチングリレーとインバータとを切り替える制御部を備えるものである。

また、請求項３に記載の電動ポンプの運転方法は、ハウジング内にポンプ機構が設けられるとともに、前記ハウジングの内周に固設された固定子と、前記固定子の内側に配設された回転子とを有し前記ポンプ機構を駆動する電動モータを備えた電動ポンプの運転方法であって、前記電動ポンプの固定子は、固定子鉄心に巻装された起動用の固定子巻線、及び定常運転用の固定子巻線を備え、前記起動用の固定子巻線にはスイッチングリレーを介して商用電源を電気的に接続可能であるとともに、前記定常運転用の固定子巻線にはインバータを介して前記商用電源を電気的に接続可能であり、さらに、前記スイッチングリレーとインバータとを切り替える制御部を備え、過大なトルクを必要とする場合は、前記制御部が、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記起動用の固定子巻線にするため前記商用電源に前記スイッチングリレーを電気的に接続する一方で、前記過大なトルクを必要としない場合は、前記制御部が、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記定常運転用の固定子巻線にするため前記商用電源に前記インバータを電気的に接続するものである。

これによれば、例えば、ポンプ機構が異物を噛み込んだ状態で停止した電動ポンプを起動させる際のように、電動ポンプの起動時に過大なトルクを必要とする場合は、制御部によりスイッチングリレーを接続して商用電源から起動用の固定子巻線に交流電力を直接供給させ、電動モータに過大なトルクを発生させることができる。一方、過大なトルクを必要としない場合は、制御部によりインバータを介して商用電源から定常運転用の固定子巻線に交流電力を供給させ、電動モータに過大なトルクより低いトルクを発生させることができる。すなわち、過大なトルクを必要としない場合は、インバータによって交流電力の周波数を変換して高速運転を可能とする。このように電動モータに発生させるトルクの大きさを切り替え可能とした電動ポンプにおいては、定常運転用の固定子巻線だけにインバータを設ければよい。よって、例えば、両固定子巻線それぞれにインバータを設ける場合に比して電動モータを大型化することなく、電動モータに発生させるトルクの大きさを切り替えることができる。

また、電動ポンプにおいて、前記起動用の固定子巻線の極数は、前記定常運転用の固定子巻線の極数より大きく設定されていてもよい。これによれば、例えば、両固定子巻線を同じ極数にする場合に比して、起動用の固定子巻線を用いて発生させるトルクを、定常運転用の固定子巻線を用いて発生させるトルクより確実に大きくすることができる。

また、電動ポンプの運転方法において、前記商用電源に前記スイッチングリレーを電気的に接続した時点から所定時間経過した後に、前記商用電源に対する接続先を前記スイッチングリレーから前記インバータに切り替えるようにしてもよい。商用電源にスイッチングリレーを電気的に接続した時点から所定時間経過した後には、電動モータは低トルクで運転可能となるため、インバータによって電動モータの高速運転を行うことができる。

また、電動ポンプの運転方法において、前記電動モータにおける出力軸の回転数に基づき前記過大な起動トルクを必要とするか否かを判定してもよい。これによれば、回転センサを電動モータに設けるだけの簡単な構成で過大なトルクを必要とするか否かを判定することができる。

本発明によれば、電動モータを大型化することなく、電動モータに発生させるトルクの大きさを切り替えることができる。

以下、本発明の電動ポンプを多段ルーツ式の真空ポンプに具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、以下の説明において真空ポンプの「前」及び「後」は、図１に示す矢印Ｙの方向を前後方向とする。

図１に示すように、真空ポンプ１１のポンプハウジングＨ１は、ロータハウジング１２と、このロータハウジング１２の前端（一端）に接合されたフロントハウジング１３と、ロータハウジング１２の後端（他端）に接合されたリヤハウジング１４とから形成されている。ロータハウジング１２は、シリンダブロック１５と複数の隔壁１６とからなっている。フロントハウジング１３と隔壁１６との間の空間、隣り合う隔壁１６の間の空間、及び隔壁１６とリヤハウジング１４との間の空間は、それぞれポンプ室１８となっている。隔壁１６には、隣り合うポンプ室１８を連通する通路１７が形成されている。

フロントハウジング１３とリヤハウジング１４とには、回転軸１９及び回転軸２０が、それぞれベアリング２１，２２を介して回転可能に支持されている。回転軸１９と回転軸２０は互いに平行に配置されるとともに、隔壁１６に挿通されている。回転軸１９には、複数（本実施形態においては５つ）のロータ２３が、一体形成されるとともに、回転軸２０には、回転軸１９に一体形成されたロータ２３と同数のロータ２８が、一体形成されている。複数のロータ２３，２８は、回転軸１９，２０の軸線方向に見て同形同大の形状をなしてはいるが、厚みはリヤハウジング１４側のものほど小さくなってゆくようにしてある。

各ポンプ室１８内には、対応するロータ２３，２８が僅かの隙間を保って互いに噛合した状態で収容されるとともに、各ロータ２３，２８とポンプ室１８を形成するロータハウジング１２の内周面との間に僅かの隙間を保った状態で収容されている。各ポンプ室１８の容積の大きさは、フロントハウジング１３に最も近いポンプ室１８が最も大きく、リヤハウジング１４に近いポンプ室１８ほど小さくなってゆくようにしてある。

ポンプハウジングＨ１のリヤハウジング１４には、歯車装置３９及び軸継ぎ手４０を収容するギヤハウジングＨ２が接合されている。ギヤハウジングＨ２には、電動モータＭを収容するモータハウジングＨ３が接合されている。ポンプハウジングＨ１とギヤハウジングＨ２とモータハウジングＨ３とによって、真空ポンプ１１全体のハウジングＨが構成されている。

そして、上記真空ポンプ１１において、電動モータＭが駆動すると、電動モータＭの駆動力は、軸継ぎ手４０を介して回転軸１９に伝えられるとともに、軸継ぎ手４０から歯車装置３９を介して回転軸２０に伝えられる。回転軸２０（ロータ２８）は、歯車装置３９の介在によって、回転軸１９（ロータ２３）とは異なる方向に回転される。そして、フロントハウジング１３に最も近いポンプ室１８に導入されたガスは、このポンプ室１８内のロータ２３，２８の回転によって、隔壁１６の通路１７を経由して隣のポンプ室１８へと移送される。以下、同様にガスは、ポンプ室１８の容積が小さくなってゆく順に移送され、リヤハウジング１４に最も近いポンプ室１８へ移送されたガスは、このポンプ室１８から真空ポンプ１１外へ排出される。よって、本実施形態においては、回転軸１９，２０及びロータ２３，２８が、電動モータＭによって駆動するポンプ機構Ｐを構成している。

次に、電動モータＭについて詳細に説明する。電動モータＭは、モータハウジングＨ３にベアリング４６，４７を介して回転可能に支持された出力軸４１と、この出力軸４１に止着された回転子４８と、モータハウジングＨ３の内周面に固設された固定子４９とからなっている。出力軸４１は、ポンプ機構Ｐの回転軸１９と同一軸線上に配置されている。出力軸４１の前端部（一端部）は、モータハウジングＨ３及びギヤハウジングＨ２を貫通して、ギヤハウジングＨ２内で軸継ぎ手４０に連結されている。

電動モータＭにおける固定子４９は、出力軸４１の軸方向に並設された起動用の固定子鉄心５０及び定常運転用の固定子鉄心５１を備えるとともに、起動用の固定子鉄心５０に巻装された起動用の固定子巻線５２及び定常運転用の固定子鉄心５１に巻装された定常運転用の固定子巻線５３を備える。各固定子鉄心５０，５１それぞれは環状をなすとともに、モータハウジングＨ３の内周面に固定されている。また、各固定子巻線５２，５３それぞれは複数相（３相）である。なお、起動用の固定子巻線５２の極数と定常運転用の固定子巻線５３の極数は異なり、起動用の固定子巻線５２の極数（本実施形態では４極）が、定常運転用の固定子巻線５３は極数（本実施形態では２極）より大きくなっている。

起動用の固定子巻線５２のコイルエンド５２ａからは、リード部５２ｂが延設されるとともに、このリード部５２ｂは、商用電源５５への接続方式としてスイッチングリレー５４を採用して電気的に接続されている。また、スイッチングリレー５４は、ブレーカ５７を介して商用電源５５に電気的に接続されている。そして、スイッチングリレー５４が接続（ＯＮ）されると、商用電源５５からの交流電力がリード部５２ｂから起動用の固定子巻線５２に供給されるようになっている。

すなわち、スイッチングリレー５４が接続状態にされると、起動用の固定子巻線５２にはブレーカ５７の最大定格電流の交流電力が直接供給され、電動モータＭには大電流が印加されて過大なトルクである起動トルクが発生する。また、スイッチングリレー５４が非接続（ＯＦＦ）にされると、商用電源５５からの交流電力が起動用の固定子巻線５２に供給されないようになっている。

一方、定常運転用の固定子巻線５３のコイルエンド５３ａからは、リード部５３ｂが延設されるとともに、このリード部５３ｂは、商用電源５５への接続方式としてインバータ６４を採用して電気的に接続されている。また、インバータ６４はブレーカ５７を介して商用電源５５に電気的に接続されている。インバータ６４は、商用電源５５の交流電力を別の大きさ、周波数、位相の交流電力に変換する。例えば、真空ポンプ１１を起動した後の定常運転時には、インバータ６４は、商用電源５５の交流電力の周波数を高くなるように変換する。すると、電動モータＭには過大な起動トルクより低トルクな定常運転トルクが発生するとともに、出力軸４１を起動トルク発生時よりも高速で回転させることが可能になる。よって、本実施形態の真空ポンプ１１は、１つの商用電源５５から２つの固定子巻線５２，５３に交流電力が供給されるようになっている。

電動モータＭは、商用電源５５から交流電力が供給されたときに出力軸４１の回転数を検出する回転センサＳを備えている。
図３（ａ）に示すように、スイッチングリレー５４及びインバータ６４それぞれには、制御部６５が電気的に接続されている。制御部６５は、ＣＰＵ（中央処理制御装置）６６、真空ポンプ１１の運転制御プログラムや各種情報等を予め記憶したメモリ６７、タイマカウンタ６８、入力インターフェース（図示せず）、出力インターフェース（図示せず）等を備える。

タイマカウンタ６８は、商用電源５５にスイッチングリレー５４を電気的に接続した時点からの経過時間を計測するとともに、経過時間に係る検出信号をＣＰＵ６６に出力する。そして、制御部６５は、タイマカウンタ６８からの検出信号に基づいて電動モータＭの運転状態を推定し、その推定された運転状態に基づいて、商用電源５５に対する接続先をスイッチングリレー５４とインバータ６４とで切り替える制御を行う。

また、メモリ６７には、タイマカウンタ６８からの検出信号と比較される基準経過時間が、情報として記憶されている。基準経過時間は、真空ポンプ１１において、異物を噛み込んだロータ２３，２８が、商用電源５５にスイッチングリレー５４を電気的に接続して起動トルクを発生させてから回転可能となるまでに要する時間の最小値に設定されている。また、メモリ６７には、真空ポンプ１１の運転制御プログラムが記憶されている。

電動モータＭの回転センサＳは、制御部６５に電気的に接続されている。メモリ６７には、回転センサＳからの出力軸４１の回転数に係る検出信号と比較される基準回転数が、情報として記憶されている。基準回転数は、電動モータＭの定常運転時における出力軸４１の回転数である。この基準回転数は、真空ポンプ１１において、ロータ２３，２８が異物を噛み込んだ状態ときの出力軸４１の回転数より高く、真空ポンプ１１を定常運転するときにおける出力軸４１の回転数である（例えば、３０００ｒｐｍ）。

図２は、制御部６５によって遂行される真空ポンプ１１の運転制御プログラムを表すフローチャートである。
さて、真空ポンプ１１の起動時、制御部６５は真空ポンプ１１の運転信号を入力すると、図３（ｃ）に示すように、インバータ６４を起動させる（ステップＳ１）。すると、定常運転用の固定子巻線５３にはインバータ６４を介して商用電源５５が電気的に接続される。そして、インバータ６４によって、商用電源５５の交流電力が定常運転用の周波数に変換されて、電動モータＭにおける定常運転用の固定子巻線５３に供給される。なお、このとき、スイッチングリレー５４は非接続状態（ＯＦＦ）にあり、起動用の固定子巻線５２に交流電力は供給されない。

次に、制御部６５は、回転センサＳから得られる検出信号（出力軸４１の回転数）と、メモリ６７に予め記憶された基準回転数とを比較し、真空ポンプ１１が定常運転用の回転数で運転可能か否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の判定結果が否定判定である場合、制御部６５は、スイッチングリレー５４を接続（ＯＮ）する（ステップＳ３）。このとき、制御部６５はスイッチングリレー５４を接続すると同時に、インバータ６４を待機状態に制御し、商用電源５５への接続方式をインバータ６４からスイッチングリレー５４に切り替える。すなわち、制御部６５により、交流電力の供給先が定常運転用の固定子巻線５３から起動用の固定子巻線５２へと切り替えられる。

すると、定常運転用の固定子巻線５３に商用電源５５から交流電力が供給されず、図３（ｂ）に示すように、スイッチングリレー５４を介して商用電源５５と起動用の固定子巻線５２が電気的に接続され、電動モータＭにおける起動用の固定子巻線５２にはブレーカ５７の最大定格電流の交流電力が直接供給される。ステップＳ２で制御部６５が真空ポンプ１１を定常運転用の回転数で運転できないと判定した場合（否定判定）は、ロータ２３，２８が異物を噛み込んだ状態であり、定常運転トルクではロータ２３，２８を回転させることができない場合である。すなわち、真空ポンプ１１の起動時に過大な起動トルクを必要とする場合である。そして、商用電源５５からの交流電力が直接電動モータＭに供給されると、電動モータＭには過大な起動トルクが発生するため、噛み込まれた異物がロータ２３，２８によって破壊され、出力軸４１が回転しロータ２３，２８が回転可能となる。

また、制御部６５は、スイッチングリレー５４を電気的に接続（ＯＮ）した時点からの経過時間をタイマカウンタ６８に計測させる（ステップＳ４）。そして、制御部６５は、タイマカウンタ６８から得られる検出信号（経過時間）と、メモリ６７に予め記憶された基準経過時間とを比較し、経過時間が所定時間（基準経過時間）経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５における判定結果が否定判定である場合、制御部６５は経過時間が所定時間経過したか否かを判定する制御を繰り返す。

ステップＳ５での判定結果が肯定判定である場合、制御部６５はステップＳ１に移行し、待機状態にあるインバータ６４を起動させる。その後、ステップＳ２に移行し、制御部６５は、回転センサＳから得られる検出信号（出力軸４１の回転数）と、メモリ６７に予め記憶された基準回転数とを比較し、真空ポンプ１１を定常運転用の回転数で運転可能か否かを判定する。

このとき、真空ポンプ１１ではロータ２３，２８が噛み込んだ異物が除去され、真空ポンプ１１は定常運転可能になっているため、ステップＳ２での判定結果は肯定判定となる。そして、図３（ｃ）に示すように、制御部６５はスイッチングリレー５４を非接続（ＯＦＦ）に制御すると同時に、商用電源５５への接続方式をスイッチングリレー５４からインバータ６４に切り替える。すなわち、過大な起動トルクを必要としない場合は、制御部６５は商用電源５５にインバータ６４を電気的に接続する。すると、インバータ６４によって周波数変換された交流電力が、電動モータＭの定常運転用の固定子巻線５３に供給される。電動モータＭでは、起動トルクより低トルクの定常運転トルクが発生し、変換された周波数に応じた回転数で出力軸４１が回転し、定常運転が行われる（ステップＳ６）。すなわち、ロータ２３，２８が異物等を噛み込んでおらず、過大な起動トルクを必要とすることなく真空ポンプ１１を運転できる場合は、商用電源５５からの交流電力を電動モータＭに直接供給することなく真空ポンプ１１が定常運転される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動モータＭに一対の固定子鉄心５０，５１を設け、起動用の固定子鉄心５０に起動用の固定子巻線５２を巻装するとともに、定常運転用の固定子鉄心５１に定常運転用の固定子巻線５３を巻装した。また、起動用の固定子巻線５２を、スイッチングリレー５４を介して商用電源５５に電気的に接続可能とするとともに、定常運転用の固定子巻線５３を、インバータ６４を介して商用電源５５に電気的に接続可能とし、スイッチングリレー５４とインバータ６４とを切り替える制御部６５を設けた。そして、ロータ２３，２８が異物を噛み込んだ状態で停止した真空ポンプ１１を起動させる際、制御部６５によりスイッチングリレー５４を接続して商用電源５５から起動用の固定子巻線５２に交流電力を直接供給させ、電動モータＭに過大な起動トルクを発生させてロータ２３，２８により異物を除去することができる。一方、異物を除去し、過大な起動トルクを必要としない場合は、制御部６５によりインバータ６４に切り替えて商用電源５５から定常運転用の固定子巻線５３に交流電力を供給させ、電動モータＭに定常運転トルクを発生させることができる。したがって、起動時と定常運転時とで電動モータＭに発生させるトルクの大きさを切り替え可能とした真空ポンプ１１においては、定常運転させるときだけインバータ６４による制御を必要とするため、定常運転用の固定子巻線５３だけにインバータ６４を設ければよい。よって、例えば、両固定子巻線５２，５３それぞれにインバータ６４を設ける場合に比して電動モータＭを大型化することなく、電動モータＭに発生させるトルクの大きさを切り替えることができる。

（２）電動モータＭに一対の固定子鉄心５０，５１を設け、起動用の固定子鉄心５０に起動用の固定子巻線５２を巻装するとともに、定常運転用の固定子鉄心５１に定常運転用の固定子巻線５３を巻装した。また、起動用の固定子巻線５２を、スイッチングリレー５４を介して商用電源５５に電気的に接続可能とするとともに、定常運転用の固定子巻線５３を、インバータ６４を介して商用電源５５に電気的に接続可能とした。そして、制御部６５の制御により、商用電源５５への接続先をスイッチングリレー５４とインバータ６４とで切り替えることができる。したがって、制御部６５による電動モータＭの電気的な制御により、ロータ２３，２８が異物を噛み込んでいてもその異物を除去して真空ポンプ１１を起動させることができる。よって、例えば、レンチを用いて人力でロータ２３，２８を回転させて異物を掻き出す場合に比して、異物を容易に掻き出すことができる。さらには、ロータ２３，２８によって異物を掻き出すために、ロータ２３，２８の形状を変更したり、ロータ２３，２８に衝撃を与える構成を別途設ける場合に比して、簡単な構成で異物を除去して真空ポンプ１１を起動させることができる。

（３）起動用の固定子巻線５２は４極であり、定常運転用の固定子巻線５３は２極である。このため、例えば、両固定子巻線５２，５３を同じ極数にする場合に比して、起動用の固定子巻線５２を用いて発生させる起動トルクを、定常運転用の固定子巻線５３を用いて発生させる定常運転トルクより確実に大きくすることができる。

（４）制御部６５は、スイッチングリレー５４を接続した時点から所定時間経過した後に、定常運転用の固定子巻線５３にインバータ６４を介して商用電源５５を電気的に接続する。このため、商用電源５５からの電力供給開始から所定時間経過し、電動モータＭにおける出力軸４１の回転数が一定回転までに上昇して低トルクで運転可能となった後は、インバータ６４によって出力軸４１の回転数を制御し、高速運転を行うことができる。

（５）制御部６５は、電動モータＭに設けた回転センサＳからの検出信号に基づき、起動時に過大な起動トルクを必要とするか否かを判定する。このため、簡単な構成で起動トルクを必要とするか否かを判定することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 起動用の固定子巻線５２の極数と、定常運転用の固定子巻線５３の極数とを同じにしてもよい。

○ 電動モータＭにおいて、回転子４８の外周側に１つの固定子鉄心を配設するとともに、この１つの固定子鉄心に起動用の固定子巻線５２と定常運転用の固定子巻線５３を巻装して固定子を形成してもよい。

○ 商用電源５５からスイッチングリレー５４を介して起動用の固定子巻線５２に電力供給を開始した後、出力軸４１の回転数や交流電力の電流値に基づいて商用電源５５に接続する方式をスイッチングリレー５４からインバータ６４に切り替えるようにしてもよい。

○ 真空ポンプ１１の運転制御プログラムにおいて、真空ポンプ１１が定常運転用の回転数で運転可能か否かを判定し、繰り返して否定判定の場合には、真空ポンプ１１の異常を報知するようにしてもよい。

○ ポンプ機構Ｐは、スクロール式であってもよい。
○ 電動ポンプは、多段式ではなく単段式のルーツ式の真空ポンプであってもよい。
○ 電動ポンプは、真空ポンプに限定されない。

実施形態の真空ポンプを示す縦断面図。 真空ポンプの運転制御プログラムを示すフローチャート。 （ａ）は真空ポンプの電気的構成を模式的に示すブロック図、（ｂ）は、スイッチングリレーを接続した状態を示すブロック図、（ｃ）はインバータを駆動させた状態を示すブロック図。

符号の説明

Ｈ…ハウジング、Ｍ…電動モータ、Ｐ…ポンプ機構、１１…電動ポンプとしての真空ポンプ、４１…出力軸、４８…回転子、４９…固定子、５０…起動用の固定子鉄心、５１…定常運転用の固定子鉄心、５２…起動用の固定子巻線、５３…定常運転用の固定子巻線、５４…スイッチングリレー、５５…商用電源、６４…インバータ、６５…制御部。

Claims (5)

1. ハウジング内にポンプ機構が設けられるとともに、前記ハウジングの内周に固設された固定子と、前記固定子の内側に配設された回転子とを有し前記ポンプ機構を駆動する電動モータを備えた電動ポンプであって、
   前記固定子は、固定子鉄心に巻装された起動用の固定子巻線、及び定常運転用の固定子巻線を備え、前記起動用の固定子巻線にはスイッチングリレーを介して商用電源を電気的に接続可能であるとともに、前記定常運転用の固定子巻線にはインバータを介して前記商用電源を電気的に接続可能であり、
   さらに、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記起動用の固定子巻線と定常運転用の固定子巻線とで切り替えるために前記スイッチングリレーとインバータとを切り替える制御部を備える電動ポンプ。
2. 前記起動用の固定子巻線の極数は、前記定常運転用の固定子巻線の極数より大きく設定されている請求項１に記載の電動ポンプ。
3. ハウジング内にポンプ機構が設けられるとともに、前記ハウジングの内周に固設された固定子と、前記固定子の内側に配設された回転子とを有し前記ポンプ機構を駆動する電動モータを備えた電動ポンプの運転方法であって、
   前記電動ポンプの固定子は、固定子鉄心に巻装された起動用の固定子巻線、及び定常運転用の固定子巻線を備え、前記起動用の固定子巻線にはスイッチングリレーを介して商用電源を電気的に接続可能であるとともに、前記定常運転用の固定子巻線にはインバータを介して前記商用電源を電気的に接続可能であり、さらに、前記スイッチングリレーとインバータとを切り替える制御部を備え、
   過大なトルクを必要とする場合は、前記制御部が、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記起動用の固定子巻線にするため前記商用電源に前記スイッチングリレーを電気的に接続する一方で、
   前記過大なトルクを必要としない場合は、前記制御部が、前記商用電源からの交流電力の供給先を前記定常運転用の固定子巻線にするため前記商用電源に前記インバータを電気的に接続することを特徴とする電動ポンプの運転方法。
4. 前記商用電源に前記スイッチングリレーを電気的に接続した時点から所定時間経過した後に、前記商用電源に対する接続先を前記スイッチングリレーから前記インバータに切り替える請求項３に記載の電動ポンプの運転方法。
5. 前記電動モータにおける出力軸の回転数に基づき前記過大なトルクを必要とするか否かを判定する請求項３又は請求項４に記載の電動ポンプの運転方法。

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