JP2014074380A - Dry vacuum pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライ真空ポンプ装置に関するものである。 The present invention relates to a dry vacuum pump device.
一般的に、ドライ真空ポンプ装置は、ドライ真空ポンプと、ドライ真空ポンプを駆動するモータと、モータの回転速度(回転周波数)を制御するインバータと、インバータの動作を制御する制御装置とを備えている。ドライ真空ポンプは半導体製造装置の真空チャンバ内のガスを排出するために使用されることがあるが、ガスの種類によっては化学反応により生成物(反応生成物)が生成される場合がある。このようなガスを排出すると、ポンプ内で生成物が生成され、ポンプロータが生成物を噛み込むことがある。また、真空チャンバの内壁に付着した生成物がはがれ落ちて、ポンプロータが生成物を噛み込むことがある。その結果、ポンプの回転速度が低下する。 Generally, a dry vacuum pump device includes a dry vacuum pump, a motor that drives the dry vacuum pump, an inverter that controls the rotational speed (rotational frequency) of the motor, and a control device that controls the operation of the inverter. Yes. A dry vacuum pump may be used to exhaust gas in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing apparatus, but depending on the type of gas, a product (reaction product) may be generated by a chemical reaction. When such a gas is discharged, a product is generated in the pump, and the pump rotor may bite the product. In addition, the product attached to the inner wall of the vacuum chamber may peel off and the pump rotor may bite the product. As a result, the rotational speed of the pump decreases.
真空チャンバとポンプとの間にロードロックチャンバを設けた、いわゆるロードロック方式の真空排気システムがある。ロードロックチャンバは、真空が保持される真空チャンバへウェハを出し入れする際に、大気圧から真空への減圧、および真空から大気圧への昇圧を行うための小部屋である。真空チャンバは原則として常時真空状態にある。この真空チャンバ内の真空空間と、大気圧空間との間でウェハの搬送を可能とするのがロードロックチャンバである。ウェハは真空チャンバ内で処理され、真空チャンバへのウェハの出し入れ時間を短くすることが全体のスループット向上に繋がる。したがって、ロードロックチャンバ内の気体を速やかに排気して、該ロードロックチャンバ内に真空を形成する必要がある。しかしながら、ロードロックチャンバ内を大気圧から真空に排気するときに、モータに過負荷がかかってモータの回転速度が低下し、ポンプの排気速度が低下することがある。 There is a so-called load lock type vacuum exhaust system in which a load lock chamber is provided between a vacuum chamber and a pump. The load lock chamber is a small chamber for reducing the pressure from the atmospheric pressure to the vacuum and increasing the pressure from the vacuum to the atmospheric pressure when the wafer is taken in and out of the vacuum chamber in which the vacuum is maintained. In principle, the vacuum chamber is always in a vacuum state. The load lock chamber enables wafer transfer between the vacuum space in the vacuum chamber and the atmospheric pressure space. The wafer is processed in a vacuum chamber, and shortening the time for loading / unloading the wafer into / from the vacuum chamber leads to an improvement in overall throughput. Therefore, it is necessary to quickly exhaust the gas in the load lock chamber to form a vacuum in the load lock chamber. However, when the inside of the load lock chamber is evacuated from the atmospheric pressure to the vacuum, the motor is overloaded, the rotation speed of the motor is lowered, and the pumping speed of the pump may be lowered.
このようにモータに過負荷がかかったときにポンプの回転速度を維持するためには、大容量のモータを使用する必要がある。このため、半導体製造装置などでは、通常の運転時に必要とされるモータよりも大容量のモータが選定され、使用されてきた。 Thus, in order to maintain the rotational speed of the pump when the motor is overloaded, it is necessary to use a large capacity motor. For this reason, in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, a motor having a larger capacity than that required during normal operation has been selected and used.
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、負荷が増大したときでも、比較的容量の小さいモータを使用して安定的に運転することができるドライ真空ポンプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a dry vacuum pump device that can be stably operated using a motor having a relatively small capacity even when the load increases. The purpose is to provide.
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、少なくとも1つのポンプユニットと、前記ポンプユニットを制御する制御装置とを備えたドライ真空ポンプ装置であって、前記ポンプユニットは、ドライ真空ポンプと、前記ドライ真空ポンプを駆動するモータと、前記モータの回転速度を制御するインバータとを備え、前記制御装置は、前記インバータの出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える機能を有し、前記第1の電流制限値は前記インバータが前記モータに連続的に流すことができる電流の最大値である連続定格電流値であり、前記第2の電流制限値は前記連続定格電流値を超える値であることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, one aspect of the present invention is a dry vacuum pump apparatus including at least one pump unit and a control device that controls the pump unit, wherein the pump unit includes a dry vacuum. A pump, a motor for driving the dry vacuum pump, and an inverter for controlling a rotation speed of the motor, wherein the control device changes an output current limit value of the inverter from a first current limit value to a second current. A function of switching to a limit value, wherein the first current limit value is a continuous rated current value that is a maximum value of a current that the inverter can continuously flow to the motor, and the second current limit value Is a value exceeding the continuous rated current value.
本発明の好ましい態様は、前記ドライ真空ポンプ装置の外部に設けられた外部指令装置からの指令に従って、前記インバータの出力電流制限値を前記第1の電流制限値から前記第2の電流制限値に切り替えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、前記インバータが前記第1の電流制限値に相当する電流を出力しているときに、前記ドライ真空ポンプの回転速度が所定の目標回転速度から低下したら、前記インバータの出力電流制限値を前記第1の電流制限値から前記第2の電流制限値に切り替えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、前記ポンプの回転速度が前記目標回転速度に復帰していることを検出すると、前記インバータの出力電流制限値を前記第2の電流制限値から前記第1の電流制限値に切り替えることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the output current limit value of the inverter is changed from the first current limit value to the second current limit value in accordance with a command from an external command device provided outside the dry vacuum pump device. It is characterized by switching.
In a preferred aspect of the present invention, the control device is configured such that when the inverter outputs a current corresponding to the first current limit value, the rotational speed of the dry vacuum pump decreases from a predetermined target rotational speed. The output current limit value of the inverter is switched from the first current limit value to the second current limit value.
In a preferred aspect of the present invention, when the control device detects that the rotation speed of the pump has returned to the target rotation speed, the control device changes the output current limit value of the inverter from the second current limit value. The current limit value is switched to 1.
本発明の好ましい態様は、前記制御装置は、前記第2の電流制限値に相当する電流の出力時間が所定のしきい値を超えた場合、前記インバータの出力電流制限値を前記第2の電流制限値から前記第1の電流制限値に切り替えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプユニットの温度を測定する少なくとも1つの温度センサをさらに備えており、前記制御装置は、前記温度センサによって測定された前記温度が所定のしきい値を超えると、前記インバータの出力電流制限値を前記第2の電流制限値から前記第1の電流制限値に切り替えることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the control device sets the output current limit value of the inverter to the second current when an output time of a current corresponding to the second current limit value exceeds a predetermined threshold value. Switching from a limit value to the first current limit value is characterized.
The preferable aspect of this invention is further equipped with the at least 1 temperature sensor which measures the temperature of the said pump unit, The said control apparatus, when the said temperature measured by the said temperature sensor exceeds a predetermined threshold value, The output current limit value of the inverter is switched from the second current limit value to the first current limit value.
本発明の好ましい態様は、前記少なくとも1つの温度センサは、前記ドライ真空ポンプのポンプケーシングの温度を測定する温度センサ、前記ドライ真空ポンプの軸受の温度を測定する温度センサ、前記モータの温度を測定する温度センサ、前記ドライ真空ポンプのポンプロータの温度を測定する温度センサ、前記ドライ真空ポンプの吸気ガスの温度を測定する温度センサ、および前記ドライ真空ポンプの排気ガスの温度を測定する温度センサから選択されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記少なくとも1つのポンプユニットは、大気圧の気体を排出するメインポンプユニットと真空圧の気体を排出するブースターポンプユニットであり、前記ドライ真空ポンプ装置に供給される電力が予め設定された値を超えないように、前記メインポンプと前記ブースターポンプとを運転することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the at least one temperature sensor is a temperature sensor that measures a temperature of a pump casing of the dry vacuum pump, a temperature sensor that measures a temperature of a bearing of the dry vacuum pump, and a temperature of the motor. A temperature sensor that measures the temperature of the pump rotor of the dry vacuum pump, a temperature sensor that measures the temperature of the intake gas of the dry vacuum pump, and a temperature sensor that measures the temperature of the exhaust gas of the dry vacuum pump It is selected.
In a preferred aspect of the present invention, the at least one pump unit is a main pump unit that discharges gas at atmospheric pressure and a booster pump unit that discharges gas at vacuum pressure, and the electric power supplied to the dry vacuum pump device is The main pump and the booster pump are operated so as not to exceed a preset value.
本発明によれば、負荷が大きいときは、インバータの出力電流制限値を第2の電流制限値に一時的に切り替えることで、回転速度を維持したままドライ真空ポンプを安定的に運転することができる。 According to the present invention, when the load is large, the dry vacuum pump can be stably operated while maintaining the rotation speed by temporarily switching the output current limit value of the inverter to the second current limit value. it can.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るドライ真空ポンプ装置を備えた真空排気システムを示す図である。この真空排気システムは、ドライ真空ポンプ装置1と、ドライ真空ポンプ装置1に接続された真空チャンバ11とを備えている。図1に示すように、ドライ真空ポンプ装置1は、ポンプ2と、ポンプ2を駆動するモータ3と、モータ3の回転速度を制御するインバータ4と、インバータ4の動作を制御する制御装置5とを備えている。ポンプ2は、気体の流路内にオイルを使用しないドライ真空ポンプである。ポンプ2とモータ3とインバータ4とで1つのポンプユニットを構成している。制御装置5は、その内部に中央演算処理装置(CPU)を内蔵しており、通信信号伝達手段または接点によりインバータ4と接続されている。ドライ真空ポンプ装置1は商用電源7に接続されている。ポンプ2の吸気管8と真空チャンバ11とは連結配管12で接続されており、ポンプ2の運転により真空チャンバ11内の気体は連結配管12を通ってポンプ2の排気管9から排出される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an evacuation system including a dry vacuum pump device according to a first embodiment of the present invention. The vacuum exhaust system includes a dry
吸気管8には、ポンプ2に流入する気体の流量を測定する流量センサ13が取り付けられている。測定された気体の流量は流量センサ13によって流量信号に変換され、制御装置5に送られる。ポンプ2には、ポンプ2の温度を測定するポンプ温度センサ14が取り付けられている。測定されたポンプ2の温度はポンプ温度センサ14によって温度信号に変換され、制御装置5に送られる。さらに、ポンプ温度センサ14によって取得された温度信号は、制御装置5から後述する上位コントローラ41に送られるようになっている。
A
図2は、ポンプ2およびモータ3の断面図である。本実施形態で説明するポンプはルーツ型真空ポンプであるが、ルーツ型真空ポンプの他にスクリュー型などの他のタイプの真空ポンプを選択することができる。図2に示すように、ポンプケーシング20内には複数のポンプロータ(ルーツロータ)21が配置されている。ポンプロータ21はロータケーシング22内に収容されており、ポンプロータ21とロータケーシング22との間には僅かな隙間が形成されている。ポンプロータ21は回転軸23に固定されている。図示しないが、ポンプロータ21と平行に別のポンプロータが配置されており、このポンプロータも回転軸(図示しない)に固定されている。回転軸23は、軸受24,25によって回転自在に支持されている。回転軸23の一端部には、互いに噛み合う一対のタイミングギア27が設けられており、ギアケース28内に収容されている。回転軸23の他端部にはモータ3が設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
モータ3の具体的な構成について図3および図4を参照して説明する。図3は図2のIII−III線断面図である。図3に示すように、モータケーシング30内には一対のモータロータ35,35が収容されている。モータロータ35,35の外周面は、永久磁石36,36で形成されており、ステータコア37がモータロータ35,35の周囲を取り囲むように設けられている。
A specific configuration of the
図4は図2のIV−IV線断面である。図4に示すように、モータケーシング30内のステータコア37は、モータロータ35,35を取り囲むように配列された磁極歯39を有している。各磁極歯39にはコイル40が巻かれている。電流をコイル40に流すことにより磁極歯39に磁界が形成され、この磁界によりモータロータ35,35が回転する。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the
モータ3の駆動により、一対のポンプロータが互いに反対方向に回転し、真空チャンバ11内の気体はポンプロータとロータケーシング22との間に閉じ込められて排気管9に移送される。このような気体の移送が連続して行われることにより、真空チャンバ11内の気体が真空排気される。
By driving the
次に、ポンプ装置1の制御シーケンスについて、図5を参照しつつ説明する。図5はポンプ装置1の制御シーケンスを示す図である。ポンプ装置1の外部には外部指令装置として上位コントローラ41が設けられている。ポンプ装置1と上位コントローラ41とは、通信信号伝達手段または接点により接続されている。上位コントローラ41がポンプ2の起動指令信号を生成すると、起動指令信号が制御装置5に伝達され、ポンプ2が起動する。上位コントローラ41は例えば半導体製造装置の動作を制御する制御装置である。外部指令装置としてポンプ装置1の外部に操作パネルを設けて、作業者の操作によりポンプ2の起動指令信号を操作パネルから制御装置5に送信してもよい。
Next, the control sequence of the
制御装置5がポンプ2の起動指令信号を受けると、制御装置5は予め設定された目標回転速度でモータ3を駆動するようにインバータ4に対して指令を出す。インバータ4は、制御装置5からの指令を受けると目標回転速度に対応する電力をモータ3に供給する。モータ3に印加される電圧の最適値はコイル40の仕様から決定される。例えば、永久磁石型DCモータの場合は、モータ3の回転速度は供給電圧にほぼ比例するため、回転速度に比例した電圧がモータ3に印加される。モータ3のトルクは、モータ3に供給される電流の大きさによって制御される。制御装置5は、モータ3が目標回転速度で回転するようにインバータ4の出力電力を制御する。モータ3の回転速度は図示しない回転センサで検出してもよいし、または、モータ3に流れる電流を制御装置5にフィードバックし、その電流からモータ3の回転速度を算出してもよい。あるいは、モータ3に流れる電流をインバータ4にフィードバックし、インバータ4がその電流からモータ3の回転速度を算出してもよい。
When the
ポンプ装置1には、ポンプ温度センサ14の他にも複数の温度センサが取り付けられている。これらの温度センサについて、図6を参照しつつ説明する。図6は、ポンプ装置1内の温度センサの配置箇所を示す図である。ポンプ温度センサ14は、ポンプケーシング20に取り付けられており、ポンプケーシング20の温度を測定している。軸受温度センサ42は、ポンプ2の軸受25の近傍に配置されており、軸受25の温度を測定している。ロータ温度センサ43は、ポンプ2の内部に配置されており、ポンプロータ21の温度を測定している。モータ温度センサ44は、モータ3のコイル40に取り付けられており、モータ3の温度を測定している。吸気温度センサ45は、吸気管8に取り付けられており、ポンプ2に流入する気体の温度を測定している。排気温度センサ46は、排気管9に取り付けられており、ポンプ2から排出される気体の温度を測定している。これらの温度センサにより検出された温度は各温度センサによって温度信号に変換され、制御装置5に送られる。さらに、各温度センサによって取得された温度信号は、制御装置5から上位コントローラ41に送られるようになっている。コイル40に温度センサを取り付けることが困難な場合は、制御装置5は、インバータ4の出力電流からコイル40の温度を推定してもよい。
In addition to the
連続定格電流値を超える電流をモータ3に供給した結果、モータ3およびインバータ4の熱がポンプ装置1自身の冷却能力を超えると、モータ3およびインバータ4は過熱される。しかしながら、インバータ4およびモータ3が過熱される前に電流値を下げれば、連続定格電流値よりも大きな電流を一時的に流すことは可能である。本明細書では、この一時的に流すことができる最大電流値を瞬時定格電流値という。
As a result of supplying a current exceeding the continuous rated current value to the
制御装置5は、インバータ4が出力する電流の制限値をモータ3の駆動中に第1の電流制限値と第2の電流制限値との間で切り替える機能を有している。第1の電流制限値は、上述の連続定格電流値であり、第2の電流制限値は上述の瞬時定格電流値である。これら第1の電流制限値および第2の電流制限値は制御装置5に予め記憶されている。具体的な切り替えについて図7を参照しつつ説明する。
The
図7は、第1の電流制限値と第2の電流制限値との切り替えを示す図である。図7に示すように、制御装置5は、第1の電流制限値と第2の電流制限値とを切り替えることができる。モータ3およびインバータ4の故障を防ぐため、第1の電流制限値はモータ3の連続定格電流値およびインバータ4の連続定格電流値のうち小さい方に設定される。同様に、第2の電流制限値は、モータ3の瞬時定格電流値およびインバータ4の瞬時定格電流値のうち小さい方に設定される。図7において、モータ3の連続定格電流値はインバータ4の連続定格電流値よりも小さいため、モータ3の連続定格電流値が第1の電流制限値に設定される。モータ3の瞬時定格電流値はインバータ4の瞬時定格電流値よりも小さいため、モータ3の瞬時定格電流値が第2の電流制限値に設定される。
FIG. 7 is a diagram illustrating switching between the first current limit value and the second current limit value. As shown in FIG. 7, the
瞬時定格電流値の大きさは電流を流す時間によって決定される。したがって、電流を流す時間が短い場合は、電流を流す時間が長い場合と比べて、より大きな電流を流すことができる。第2の電流制限値は、連続定格電流値の数倍から数十倍に設定される。 The magnitude of the instantaneous rated current value is determined by the current flowing time. Therefore, when the current flow time is short, a larger current can be flowed than when the current flow time is long. The second current limit value is set to several to several tens of times the continuous rated current value.
制御装置5は、第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替わった回数の累積値をカウントし、この累積値が所定のしきい値を上回った場合、制御装置5は第2の電流制限値自体を引き下げることが好ましい。あるいは、制御装置5は、第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替わる頻度をカウントし、この頻度が所定のしきい値よりも高い場合は、制御装置5は第2の電流制限値自体を引き下げてもよい。
The
第1の電流制限値と第2の電流制限値とを切り替える条件について図8を参照しつつ説明する。図8は、ポンプ2の運転制御の一例を示す図である。図8において、15kWの電力に対応する電流制限値を第1の電流制限値とし、20kWの電力に対応する電流制限値を第2の電流制限値とする。図8に示す例では、ポンプ温度センサ14、モータ温度センサ44、および軸受温度センサ42によってポンプ温度、モータ温度、および軸受温度が測定される。それぞれの温度の上限値は100℃に設定されている。なお、図8に示す運転条件はこれに限られず、任意に運転条件を設定することができる。例えば、温度センサが検出する温度は設置する箇所によって異なるため、各温度の上限値はこれに限られない。また、第1の電流制限値および第2の電流制限値も採用するインバータおよびモータによって異なるため、図示の例に限定されない。
The conditions for switching between the first current limit value and the second current limit value will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of operation control of the
ポンプ2を連続運転する場合(条件1)、インバータ4の出力電流制限値は、第1の電流制限値に設定される。ポンプ2を起動する場合(条件2)、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。これにより、モータ3のトルクは増大し、ポンプ2を速やかに定格速度まで増速させることができる。ポンプ2の起動から所定時間(図8では30秒間)経過した後、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。これにより、ポンプ3およびインバータ4を故障させることなく、安定的にポンプ2を運転することができる。
When the
ポンプ2が生成物を噛み込むと、モータ3への負荷が増大し、ポンプ2の運転が妨げられる。噛み込んだ生成物を除去する場合(条件3)、制御装置5は、上位コントローラ41からの指令により、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。ポンプ2の温度がその上限値である100℃を超えて120℃になると、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。ポンプ2の温度が100℃以下になると、上位コントローラ41からの指令により、制御装置5は再度インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。
When the
真空チャンバ11内の大気圧の気体を排出する場合(条件4)、制御装置5は条件3で示した運転条件と同じ条件でインバータ4の制御を行う。ポンプ2の起動時、ポンプ2の回転速度の低下を防ぐため、上位コントローラ41からの指令により、制御装置5はインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値に切り替える。モータ3の温度が120℃となり、これをモータ温度センサ44が検出すると、制御装置5はインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。モータ3の温度が100℃以下になると、上位コントローラ41からの指令により制御装置5は再度インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。
When the atmospheric pressure gas in the
上述した第1の電流制限値から第2の電流制限値への切り替えは、上位コントローラ41からの指示で行われるが、インバータ4の出力電流制限値の切り替えの判断を制御装置5に行わせてもよい。具体的な出力電流制限値の切り替えの判断について図9を参照しつつ説明する。図9は、出力電流制限値の切り替えの判断を説明するための図である。図9に示す横軸はインバータ4の出力電流を表しており、縦軸はポンプ2の回転速度を表している。ポンプ2の負荷が十分小さい場合、インバータ4は第1の制限電流値よりも小さい電流を出力し、ポンプ2を定格速度で運転する(P1)。制御装置5は、ポンプ2の回転速度が一定になるように、ポンプ2の負荷に応じてインバータ4の出力電流を調整する。ポンプ2の負荷が増大すると、インバータ4は第1の電流制限値に相当する電流を出力し、ポンプ2を定格速度で運転する(P2)。
The switching from the first current limit value to the second current limit value described above is performed by an instruction from the
ポンプ2の負荷がさらに増大すると、ポンプ2の回転速度は低下する(P3)。インバータ4が第1の電流制限値に相当する電流を出力しているときに、制御装置5がポンプ2の回転速度の低下を検出すると、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。これにより、インバータ4の出力電流は第2の電流制限値まで上昇する(P4)。インバータ4が第2の電流制限値に相当する電流をモータ3に供給することにより、モータ3のトルクは増大し、ポンプ2の回転速度は定格速度まで復帰する(P5)。負荷が小さくなっていれば、制御装置5はインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の制限電流値(P2)に切り替える。負荷が依然として大きい場合には、モータ3を第2の電流制限値に対応する電力で駆動する。モータ3およびインバータ4の過熱を防ぐために、第2の電流制限値でのモータ3の運転時間が所定の時間を超えた場合、制御装置5はインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。
When the load on the
ポンプ2の待機運転中、制御装置5はモータ3の回転速度を必要最低限の回転速度まで下げるようにインバータ4を制御する(P6)。上位コントローラ41からの信号または操作パネルの操作により、ポンプ2は直ちに定格速度まで復帰する。
During the standby operation of the
制御装置5は、ポンプユニットの過熱による故障を防ぐため、故障回避機能を有している。例えば、温度センサ14,42,43,44,45、および46のうち少なくとも1つの温度センサによって測定された温度が所定のしきい値を超えた場合は、制御装置5の故障回避機能が働き、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。制御装置5は、上記温度センサの検出温度が所定のしきい値を超えた場合は、第2の電流制限値自体を引き下げることもできる。
The
上述の例では、第2の電流制限値に相当する電流の出力時間が所定の時間を超えた場合、制御装置5は、第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。これに代えて、制御装置5は、流量センサ13で検出した気体の流量からインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替えてもよい。例えば、大量の気体を排気する場合には、上位コントローラ41または操作パネルからの信号を受けて、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替え、流量センサ13によって測定された流量が所定の値にまで低下したときは、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。
In the above example, when the output time of the current corresponding to the second current limit value exceeds a predetermined time, the
流量センサ13で測定される流量が少ないにもかかわらず、インバータ4の出力電流が大きい場合には、ポンプロータ21に生成物が付着していると考えられる。そこで、このような場合には、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替えることによって、生成物を除去することが好ましい。具体的には、流量センサ13で測定された流量が所定のしきい値以下であって、かつインバータ4の出力電流が所定のしきい値以上である場合には、制御装置5はインバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替えることが好ましい。流量センサ13で測定される流量が大きく、かつインバータ4の出力電流も大きい場合、これは通常の運転状態
と考えられるので、インバータ4の出力電流制限値は第1の電流制限値に維持される。
When the output current of the
また、インバータ4の出力電力の累積値が所定のしきい値を超えた場合、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替えてもよい。具体的には、制御装置5は、所定の単位時間(例えば0.1秒)あたりインバータ4の出力電力を記憶し、所定の期間(例えば数秒)に亘る上記所定の単位時間あたりの出力電力の累積値を算出し、この累積値が所定のしきい値を超えた場合には、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替えてもよい。
When the accumulated value of the output power of the
第1の電流制限値から第2の電流制限値への切り替えが頻繁に起こる場合、異物の噛み込みなど、外部要因によりポンプ2の停止リスクが高まっていると考えられる。そこで、制御装置5は、第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替えられた頻度が所定のしきい値を上回った場合は、警告を発することが好ましい。また、通信信号伝達手段または接点接触により、上位コントローラ41または操作パネルに警告を報知することが好ましい。
When the switching from the first current limit value to the second current limit value frequently occurs, it is considered that the risk of stopping the
上述したように、制御装置5が一時的にインバータ4の出力電流制限値を大きくすることにより、ポンプユニットの過熱を防ぎながら、ポンプユニットを安定的に運転することができる。
As described above, when the
図10(a)はインバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値に設定した場合のインバータ4の出力電力とモータ3の回転速度との関係を示すグラフであり、図10(b)はインバータ4の出力電流とモータ3の回転速度との関係を示すグラフであり、図10(c)はインバータ4の出力電圧とモータ3の回転速度との関係を示すグラフである。図10(a)において、モータ3を起動すると、モータ3の回転速度は定格速度まで上昇する。インバータ4は、モータ3の回転速度を一定に保つように電力を出力する。ポンプ2にかかる負荷が増えると、図10(b)に示すように、インバータ4の出力電流が第1の電流制限値に到達する。ポンプ2にかかる負荷がさらに増えて、モータ3の回転トルクよりも負荷トルクが大きくなると、インバータ4の出力電流値が第1の電流制限値に維持されたまま、モータ3の回転速度が低下する。モータ3の回転速度が低下すると、図10(c)に示すように、インバータ4の出力電圧が低下し、これに伴って図10(a)に示すように、インバータ4の出力電力が低下する。
FIG. 10A is a graph showing the relationship between the output power of the
図11(a)はインバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値に設定した場合のインバータ4の出力電力とモータ3の回転速度との関係を示すグラフであり、図11(b)はインバータ4の出力電流とモータ3の回転速度との関係を示すグラフであり、図11(c)はインバータ4の出力電圧とモータ3の回転速度との関係を示すグラフである。図11(a)に示す点線は、図10(a)のグラフと同一であり、図11(b)に示す点線は、図10(b)に示すグラフと同一である。インバータ4の電力は、モータ3の回転速度が定格速度に維持されるように制御される。ポンプ2の負荷が増大すると、図11(b)に示すように、インバータ4の出力電力が第2の電流制限値に到達する。ポンプ2にかかる負荷がさらに増えて、モータ3の回転トルクよりも負荷トルクが大きくなると、インバータ4の出力電流値が第2の電流制限値に維持されたまま、モータ3の回転速度が低下する。モータ3の回転速度が低下すると、図11(c)に示すように、インバータ4の出力電圧が低下し、これに伴って図11(a)に示すように、インバータ4の出力電力が低下する。
FIG. 11A is a graph showing the relationship between the output power of the
図11(a)に示すように、インバータ4の出力電流制限値を第2の電流制限値に設定してモータ3を駆動した場合、その電力は、図10(a)に示すモータを駆動した場合と比べて長さLに相当する分だけ増加している。したがって、モータ3のトルクは増大し、負荷が増えても回転速度が低下しにくい。
As shown in FIG. 11A, when the
図12はドライ真空ポンプ装置を備えた真空排気システムの他の例を示す図である。この真空排気システムは、ポンプ装置1と、ポンプ装置1に接続されたロードロックチャンバ50と、ロードロックチャンバ50に接続された真空チャンバ11とを備えている。真空チャンバ11とポンプ装置1との間にロードロックチャンバ50が配置されている。ロードロックチャンバ50と真空チャンバ11とは連通管51で接続されており、連通管51には、開閉可能なゲートバルブ52が取り付けられている。ゲートバルブ52を閉じることで、真空チャンバ11とロードロックチャンバ50との間の気体の連通を遮断する。ロードロックチャンバ50は、例えば半導体製造装置に用いられるものであり、真空チャンバ11内を真空状態に維持したまま、真空チャンバ11へ基板を出し入れすることができる。
FIG. 12 is a diagram showing another example of an evacuation system provided with a dry vacuum pump device. The evacuation system includes a
真空チャンバ11内は常に真空に維持される。ロードロックチャンバ50にウェハを入れ、ポンプ2でロードロックチャンバ50内を排気する。ロードロックチャンバ50内が真空になったら、ゲートバルブ52を開き、ウェハをロードロックチャンバ50から真空チャンバ11に搬入する。真空チャンバ11でウェハを処理した後、ウェハを真空チャンバ11からロードロックチャンバ50に移送し、ゲートバルブ52を閉じた後、ロードロックチャンバ50内の気圧を大気圧に戻して、ウェハをロードロックチャンバ50から取り出す。
The inside of the
ロードロックチャンバ50内の排気は次のようにして行われる。ポンプ2を定格速度で運転し、この状態で、ロードロックチャンバ50とポンプ2との間の吸込バルブ53を開く。すると、ロードロックチャンバ50内の大気圧の気体は一気にポンプ2に吸引され、ロードロックチャンバ50内は大気圧から真空に排気される。この真空排気工程において、吸込バルブ53を開くとき、ロードロックチャンバ50内の気体がポンプ2に一気に流れ込むため、ポンプ2には過大な負荷がかかる。このため、モータ3の回転速度が低下し、ポンプ2の排気速度が低下することがある。
The
この問題を解決すべく、本実施形態では、吸込バルブ53を開いてから所定時間経過するまで、インバータ4の出力電流制限値が第2の電流制限値に設定された条件下でモータ3を駆動する。吸込バルブ53を開くことを契機に、制御装置5は、インバータ4の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。吸込バルブ53を開いた後、予め設定された時間だけポンプ2の回転速度を定格速度よりも数パーセントから十数パーセント上げてもよい。ポンプ2の回転速度を上げることでポンプ2の排気速度を上げることができる。これにより、ロードロックチャンバ50内の排気時間が短縮され、生産性が向上する。
In order to solve this problem, in the present embodiment, the
図13は本発明の第2の実施形態に係るドライ真空ポンプ装置90の模式図である。第1の実施形態と同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図13に示すように、ドライ真空ポンプ装置90は、真空チャンバ11に連結配管12を介して接続されるブースターポンプユニット92と、ブースターポンプユニット92に接続されるメインポンプユニット93とを備えている。ブースターポンプユニット92は、ブースターポンプ102とモータ103とインバータ104とを備えている。メインポンプユニット93は、メインポンプ106とモータ107とインバータ108とを備えている。メインポンプ106は真空チャンバ11内の気体を大気圧から排出するものであり、ブースターポンプ102は真空チャンバ11内の気体をさらに排出して真空度を高めるものである。メインポンプ106を起動してからブースターポンプ102を起動してもよいし、これらのポンプ102,106を同時に起動してもよい。
FIG. 13 is a schematic view of a dry
本実施形態におけるメインポンプ106は図2に示すポンプ2と同一の構造を有している。メインポンプ106の吸気管111は、ブースターポンプ102の排気口に接続されている。ブースターポンプ102はメインポンプ106より少ない段数のポンプロータで構成されている。ブースターポンプ102はメインポンプ106よりも大きな排気速度を有している。
The
ブースターポンプ102はモータ103に接続されており、モータ103はインバータ104に接続されている。メインポンプ106はモータ107に接続されており、モータ107はインバータ108に接続されている。インバータ104およびインバータ108の近傍にはインバータ104およびインバータ108の動作を制御する制御装置110が配置されている。制御装置110はポンプ装置90の外部に設けられた操作パネル(外部指令装置)115に接続されており、操作パネル115を作業者が操作することによりインバータ104および/またはインバータ108の出力電流制限値を第1の電流制限値と第2の電流制限値との間で切り替える指令信号を制御装置110に送信する。特に説明しない制御装置110の構成および動作は、上述の制御装置5と同じであるので、その重複する説明を省略する。
The
ブースターポンプユニット92およびメインポンプユニット93には、これらのポンプユニット92,93内の温度を測定する複数の温度センサが取り付けられている。図示していないが、メインポンプユニット93にはブースターポンプユニット92と同じ温度センサが取り付けられている。以下、ブースターポンプユニット93に取り付けられている温度センサについて説明し、重複する温度センサの説明を省略する。
The
ポンプ温度センサ120は、ブースターポンプ102のポンプケーシング121に取り付けられており、ポンプケーシング121の温度を測定している。軸受温度センサ122は、ブースターポンプ102の軸受123の近傍に配置されており、軸受123の温度を測定している。ロータ温度センサ124は、ブースターポンプ102の内部に配置されており、図示しないポンプロータの温度を測定している。モータ温度センサ125は、モータ103のコイル126に取り付けられており、モータ103の温度を測定している。吸気温度センサ127は、ブースターポンプ102の吸気管130に取り付けられており、ブースターポンプ102に流入する気体の温度を測定している。排気温度センサ128は、メインポンプ106の排気管131に取り付けられており、メインポンプ106から排出される気体の温度を測定している。
The
制御装置110は、ポンプユニットの過熱による故障を防ぐため、故障回避機能を有している。例えばブースターポンプユニット92およびメインポンプユニット93に取り付けられた温度センサのうち、少なくとも1つの温度センサが検出した温度が所定のしきい値を超えた場合は、制御装置110の故障回避機能が働き、インバータ104またはインバータ108の出力電流制限値を第2の電流制限値から第1の電流制限値に切り替える。制御装置110は、上記温度センサの検出温度が所定のしきい値を超えた場合は、第2の電流制限値自体を引き下げることもできる。
The
図14は、外部指令装置として、操作パネル115の代わりに、上位コントローラ41を制御装置110に接続した状態を示す模式図である。制御装置110は、上位コントローラ41から送られた切替指令信号に従って、インバータ104および/またはインバータ108の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a state in which the
図15は、図13,図14に示すポンプ装置90のシステムを模式的に示す図である。図15に示す温度センサは、温度センサ120,122,124,125,127、および128を包括的に表したものである。図15に示すように、ブースターポンプユニット92およびメインポンプユニット93に取り付けられた温度センサは、通信信号伝達手段または接点を通じて制御装置110と接続されている。各温度センサによって取得された温度信号は、制御装置110から上位コントローラ41または操作パネル115に送られるようになっている。制御装置110は、インバータ104およびインバータ108にも接続されており、操作パネル115、または上位コントローラ41からの信号に従ってインバータ104およびインバータ108の動作を制御する。
FIG. 15 is a diagram schematically showing a system of the
図16は、ブースターポンプ102およびメインポンプ106の運転制御の一例を示す図である。図16において、15kWの電力に対応する電流制限値を第1の電流制限値とし、20kWの電力に対応する電流制限値を第2の電流制限値とし、10kWの電力に対応する電流制限値を第3の電流制限値とする。図16に示すように、ポンプ装置90に供給される総電力を30kWとすると、ポンプ装置90を通常運転する場合(条件1)は、インバータ104,108の出力電流制限値は第1の電流制限値に設定される。したがって、ブースターポンプユニット92およびメインポンプユニット93に最大で15kWずつの電力が供給される。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of operation control of the
ポンプ装置90を起動する場合(条件2)について説明する。ポンプ装置90の起動時において、メインポンプ106を優先的に運転する場合、インバータ108の出力電流制限値は第2の電流制限値に切り替えられ、インバータ104の出力電流制限値は第1の電流制限値よりも低い第3の電流制限値に設定される。したがって、インバータ108は最大で20kWの電力をモータ107に供給し、インバータ104は、最大で10kWの電力をモータ103に供給する。次に、ブースターポンプ102が優先的に運転される。この場合、インバータ108の出力電流制限値は第3の電流制限値に切り替えられ、インバータ104の出力電流制限値は第2の電流制限値に切り替えられる。したがって、インバータ104は最大で20kWの電力をモータ103に供給し、インバータ108は、最大で10kWの電力をモータ107に供給する。その後、ポンプ装置90は通常運転モードで運転される。この通常運転では、インバータ104,108の出力電流制限値は、第1の電流制限値に切り替えられる。したがって、インバータ104,108はモータ103,107に最大で15kWずつの電力を供給する。
A case where the
生成物を除去する場合(条件3)、ブースターポンプ優先運転が行われる。すなわち、インバータ104の出力電流制限値は第2の電流制限値に切り替えられ、インバータ108の出力電流制限値は第3の電流制限値に切り替えられる。したがって、インバータ104は、最大で20kWの電力をモータ103に供給し、インバータ108は、最大で10kWの電力をモータ107に供給する。インバータ104は最大で20kWの電力をモータ103に供給するため、モータ103のトルクは増大し、生成物が除去される。
When the product is removed (condition 3), booster pump priority operation is performed. That is, the output current limit value of the
真空チャンバ11内の気体を大気圧から排出する場合(条件4)、まず、メインポンプ優先運転が行われる。すなわち、インバータ108の出力電流制限値は第2の電流制限値に切り替えられ、インバータ104の出力電流制限値は第3の電流制限値に切り替えられる。したがって、インバータ108は最大で20kWの電力をモータ107に供給し、インバータ104は最大で10kWの電力をモータ103に供給する。真空チャンバ11内の気体がある程度排出されたら、次にブースターポンプ優先運転が行われる。すなわち、インバータ104の出力電流制限値は第2の電流制限値に切り替えられ、インバータ108の出力電流制限値は第3の電流制限値に切り替えられる。したがって、インバータ104は最大で20kWの電力をモータ103に供給し、インバータ108は最大で10kWの電力をモータ107に供給する。このような運転条件の下でブースターポンプ102およびメインポンプ106を運転することにより、真空チャンバ11内の気体を高速で排出することができる。結果として、目標の真空を形成するまでの時間を短縮することができる。なお、図16で示した運転条件はこれに限られず、任意に運転条件を設定することができる。
When the gas in the
図17(a)はブースターポンプ優先運転時のメインポンプユニット93のインバータ108の出力電力とモータ107の回転速度との関係を示すグラフであり、図17(b)はインバータ108の出力電流とモータ107の回転速度との関係を示すグラフであり、図17(c)はインバータ108の出力電圧とモータ107の回転速度との関係を示すグラフである。図17(a)の点線は、インバータ108の出力電流制限値を第1の電流制限値に設定したときのモータ107の回転速度とインバータ108の出力電力との関係を表し、図17(a)の実線は、インバータ108の出力電流制限値を第3の電流制限値に設定したときのモータ107の回転速度とインバータ108の出力電力との関係を表している。
FIG. 17A is a graph showing the relationship between the output power of the
モータ107を起動すると、モータ107の回転速度は定格速度まで上昇する。インバータ108は、モータ107の回転速度を一定に保つように電力を出力する。メインポンプ106にかかる負荷が増大すると、図17(b)に示すように、インバータ108の出力電流が第3の電流制限値に到達する。メインポンプ106にかかる負荷がさらに増えると、インバータ108の出力電流が第3の電流制限値に維持されたまま、モータ107の回転速度が低下する。モータ107の回転速度が低下すると、図17(c)に示すように、インバータ108の出力電圧が低下し、これに伴って図17(a)に示すように、インバータ108の出力電力が低下する。
When the
ブースターポンプ102を優先的に運転させた場合、モータ107に供給される電力は、第1の電流制限値に対応する電力よりも小さいため、図17(a)および図17(b)の実線で示すように、通常運転時の電流よりも小さい電流がモータ107に供給される。
When the
図18(a)はブースターポンプ優先運転時のブースターポンプユニット92のインバータ104の出力電力とモータ103の回転速度との関係を示すグラフであり、図18(b)はブースターポンプ優先運転時のインバータ104の出力電流とモータ103の回転速度との関係を示すグラフであり、図18(c)はブースターポンプ優先運転時のインバータ104の出力電圧とモータ103の回転速度との関係を示すグラフである。
FIG. 18A is a graph showing the relationship between the output power of the
図18(a)の点線は、インバータ104の出力電流制限値を第1の電流制限値に設定したときのモータ103の回転速度とインバータ104の出力電力との関係を表し、図18(a)の実線はインバータ104の出力電流制限値を第2の電流制限値に設定したときのモータ103の回転速度とインバータ104の出力電力との関係を表している。図18(a)に示すように、インバータ104の出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替えた場合の電力値は、長さLに相当する分だけ増加する。これにより、モータ103のトルクは増大し、負荷が増えてもブースターポンプ102の回転速度が一定に維持される。図18(a)乃至図18(c)に示すグラフは、図11(a)乃至図11(c)で示したグラフと同一である。
The dotted line in FIG. 18A represents the relationship between the rotation speed of the
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may of course be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
1,90 ポンプ装置
2 ポンプ
3,103,107 モータ
4,104,108 インバータ
5 制御装置
7 商用電源
8,130 吸気管
9,131 排気管
11 真空チャンバ
12 連結配管
13 流量センサ
14,120 ポンプ温度センサ
20,121 ポンプケーシング
21 ポンプロータ
22 ロータケーシング
23 回転軸
24,25,123 軸受
27 タイミングギア
28 ギアケース
30 モータケーシング
35 モータロータ
36 永久磁石
37 ステータコア
39 磁極歯
40,126 コイル
41 上位コントローラ
42,122 軸受温度センサ
43,124 ロータ温度センサ
44,125 モータ温度センサ
45,127 吸気温度センサ
46,128 排気温度センサ
50 ロードロックチャンバ
51 連通管
52 ゲートバルブ
53 吸込バルブ
92 ブースターポンプユニット
93 メインポンプユニット
102 ブースターポンプ
106 メインポンプ
110 制御装置
111 吸気管
115 操作パネル
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ポンプユニットを制御する制御装置とを備えたドライ真空ポンプ装置であって、
前記ポンプユニットは、
ドライ真空ポンプと、
前記ドライ真空ポンプを駆動するモータと、
前記モータの回転速度を制御するインバータとを備え、
前記制御装置は、前記インバータの出力電流制限値を第1の電流制限値から第2の電流制限値に切り替える機能を有し、前記第1の電流制限値は前記インバータが前記モータに連続的に流すことができる電流の最大値である連続定格電流値であり、前記第2の電流制限値は前記連続定格電流値を超える値であることを特徴とするドライ真空ポンプ装置。 At least one pump unit;
A dry vacuum pump device comprising a control device for controlling the pump unit,
The pump unit is
A dry vacuum pump,
A motor for driving the dry vacuum pump;
An inverter for controlling the rotation speed of the motor,
The control device has a function of switching the output current limit value of the inverter from a first current limit value to a second current limit value, and the first current limit value is continuously applied to the motor by the inverter. The dry vacuum pump device is characterized in that it is a continuous rated current value that is a maximum value of a current that can flow, and the second current limit value is a value that exceeds the continuous rated current value.
前記制御装置は、前記温度センサによって測定された前記温度が所定のしきい値を超えると、前記インバータの出力電流制限値を前記第2の電流制限値から前記第1の電流制限値に切り替えることを特徴とする請求項1に記載のドライ真空ポンプ装置。 Further comprising at least one temperature sensor for measuring the temperature of the pump unit;
The control device switches the output current limit value of the inverter from the second current limit value to the first current limit value when the temperature measured by the temperature sensor exceeds a predetermined threshold value. The dry vacuum pump device according to claim 1.
前記ドライ真空ポンプ装置に供給される電力が予め設定された値を超えないように、前記メインポンプと前記ブースターポンプとを運転することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のドライ真空ポンプ装置。 The at least one pump unit is a main pump unit that discharges atmospheric pressure gas and a booster pump unit that discharges vacuum pressure gas,
The main pump and the booster pump are operated so that the power supplied to the dry vacuum pump device does not exceed a preset value. Dry vacuum pump device.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018119512A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 株式会社荏原製作所 | Water supply device |
WO2018206843A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | A method and a control system for controlling a vacuum pump |
CN115145201A (en) * | 2022-07-19 | 2022-10-04 | 长沙昌佳自动化设备有限公司 | Special controller for dry vacuum pump |
JP7189394B1 (en) * | 2021-11-04 | 2022-12-13 | 株式会社アルバック | VACUUM PUMP, CONTROL METHOD FOR VACUUM PUMP, POWER CONVERTER FOR VACUUM PUMP, POWER CONVERSION DEVICE FOR COMPRESSOR, AND COMPRESSOR |
CN116641881A (en) * | 2023-04-25 | 2023-08-25 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | Vacuum pump control method, device, computer equipment and storage medium |
GB2619964A (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-27 | Edwards Ltd | Method for detection of a bearing condition of a vacuum pump |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107524608B (en) * | 2016-06-22 | 2019-11-01 | 泓记精密股份有限公司 | Electric fuel oil pumping |
JP2018178846A (en) * | 2017-04-12 | 2018-11-15 | 株式会社荏原製作所 | Device and method for controlling operation of vacuum pump device |
DE202018003585U1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-11-06 | Leybold Gmbh | vacuum pump |
CN111756296B (en) * | 2019-03-29 | 2022-06-17 | 安川电机(中国)有限公司 | Frequency converter, control method of output voltage of frequency converter and control method of vacuum system |
KR102376859B1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-22 | 주식회사 플랜 | System and method for discharging fluid treatment of semiconductor manufacturing equipment |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005083316A (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Boc Edwards Kk | Motor control system and vacuum pump mounting the same |
JP2011069293A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Ebara Corp | Vacuum pump system and method for operating the same |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5963394A (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-11 | Tokuda Seisakusho Ltd | Vacuum exhaust device |
JPH05202888A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-10 | Hitachi Ltd | Driving control for dry vacuum pump, device thereof and dry vacuum pump power source device |
JPH06346892A (en) * | 1993-06-10 | 1994-12-20 | Hitachi Ltd | Dry vacuum pump device |
JPH11287195A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Ebara Corp | Characteristic control device for variable speed driven turbo type pump |
US6920946B2 (en) * | 2001-09-27 | 2005-07-26 | Kenneth D. Oglesby | Inverted motor for drilling rocks, soils and man-made materials and for re-entry and cleanout of existing wellbores and pipes |
JP2003172292A (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Shimadzu Corp | Power source device for driving turbo-molecular pump |
JP2004197644A (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Toyota Industries Corp | Controller for vacuum pump |
GB0502149D0 (en) * | 2005-02-02 | 2005-03-09 | Boc Group Inc | Method of operating a pumping system |
GB0508872D0 (en) * | 2005-04-29 | 2005-06-08 | Boc Group Plc | Method of operating a pumping system |
GB0520470D0 (en) * | 2005-10-07 | 2005-11-16 | Boc Group Plc | Method of operating a pumping system |
KR100654813B1 (en) | 2005-12-09 | 2006-12-08 | 삼성전자주식회사 | Method for controlling speed of bldc motor and method for controlling cooling speed of refrigerator |
JP2007262906A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Nabtesco Corp | Two-stage type vacuum pump |
JP4425253B2 (en) * | 2006-08-30 | 2010-03-03 | ダイキン工業株式会社 | Hydraulic unit and motor speed control method in hydraulic unit |
JP5107013B2 (en) | 2007-12-13 | 2012-12-26 | 三菱重工業株式会社 | Inverter-integrated electric compressor |
JP5424784B2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-02-26 | 株式会社荏原製作所 | Power supply device for dry vacuum pump and operation method thereof |
JP2011226364A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Ebara Corp | Cooling structure for dry vacuum pump device, and cooling method |
TWI491804B (en) * | 2010-04-19 | 2015-07-11 | Ebara Corp | Dry vacuum pump apparatus and method of cooling the same |
-
2012
- 2012-10-05 JP JP2012222878A patent/JP6050081B2/en active Active
-
2013
- 2013-09-06 TW TW102132161A patent/TWI601881B/en active
- 2013-09-25 KR KR1020130113674A patent/KR101707267B1/en active IP Right Grant
- 2013-09-30 CN CN201710586825.XA patent/CN107237752B/en active Active
- 2013-09-30 CN CN201310460434.5A patent/CN103711697B/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005083316A (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Boc Edwards Kk | Motor control system and vacuum pump mounting the same |
JP2011069293A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Ebara Corp | Vacuum pump system and method for operating the same |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018119512A (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 株式会社荏原製作所 | Water supply device |
WO2018206843A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | A method and a control system for controlling a vacuum pump |
JP7189394B1 (en) * | 2021-11-04 | 2022-12-13 | 株式会社アルバック | VACUUM PUMP, CONTROL METHOD FOR VACUUM PUMP, POWER CONVERTER FOR VACUUM PUMP, POWER CONVERSION DEVICE FOR COMPRESSOR, AND COMPRESSOR |
WO2023079621A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 株式会社アルバック | Vacuum pump, vacuum pump control method, power conversion device for vacuum pump, power conversion device for compressor, and compressor |
GB2619964A (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-27 | Edwards Ltd | Method for detection of a bearing condition of a vacuum pump |
CN115145201A (en) * | 2022-07-19 | 2022-10-04 | 长沙昌佳自动化设备有限公司 | Special controller for dry vacuum pump |
CN116641881A (en) * | 2023-04-25 | 2023-08-25 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | Vacuum pump control method, device, computer equipment and storage medium |
CN116641881B (en) * | 2023-04-25 | 2024-01-23 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | Vacuum pump control method, device, computer equipment and storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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