JP4299504B2 - ポンプのモータ制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、実験研究の設備や半導体製造工業などにおいて真空装置に使用される分子ポンプその他のポンプのモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の真空装置に使用される分子ポンプを駆動するモータは、本来最大能力を発揮するフルパワーで駆動続行すべきであるがロータが真空中で断熱されているので、そのロータ自体が過熱して破損するなど寿命を著しく阻害することになるため、図６に示す如く予め電流を低く抑える制御を行っている。（特開平９−３１０６９６）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のモータ制御方法によれば、多量のガス排気などの高負荷を受けると回転数は徐々に下降し、一旦回転数が下がると、高負荷が取り去られた後も電流が抑えられているのでなかなか回転数が上昇せず、定常の負荷運転に移行するまで長時間を必要とする問題点があった。又、通常の起動時の加速や外部指令による定格回転数を上方に変更する加速の際に、フルパワー制御に比べて加速が遅いという問題点もあった。
【０００４】
本発明はこれらの問題点を解消して運転効率を高めると共にロータの過熱による破損を防止する分子ポンプなどのポンプのモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成すべくロータを駆動するモータの回転速度検出手段と、複数のモータ制御指令パラメータを記憶したメモリ手段と、前記回転速度検出手段からの検出信号を入力し前記モータの回転速度が各所定の速度範囲内にあるときにそれまでの速度経過に応じて前記メモリ手段より前記モータ制御指令パラメータのいずれか１のパラメータを選択的に読み出して前記モータの供給電流を制御する制御手段とからなり、前記メモリ手段内のパラメータは、少なくともフルパワー制御指令パラメータと負荷追随制御指令パラメータとからなり、前記制御手段は、モータの回転速度が低速回転から定格回転速度に近い一方の設定回転速度までフルパワー制御指令パラメータを選択し、該一方の設定回転速度で切換えて負荷追随制御指令パラメータを選択し、もし回転速度が低速側の他方の設定回転速度まで下がれば前記フルパワー制御指令パラメータを選択して前記モータを制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施の形態を図１乃至図５により説明する。
【０００７】
図１は制御系のブロック線図を示し、該ブロック線図において、１は本発明の１実施の形態であるモータ制御装置のコントローラ部、２は分子ポンプ本体内のロータを駆動するモータ部を示す。
【０００８】
該モータ部２はブラシレスＤＣモータで永久磁石Ｎ、Ｓからなるモータロータ２ａとＹ結線のステータ巻線２ｂとからなり、該モータ部２には該モータロータ２ａの回転速度を検出するためのホール素子からなる回転速度検出手段である回転速度センサ３を具備しており、前記モータロータ２ａの磁極がＮかＳかにより１か０かの出力信号を発生するようにした。
【０００９】
前記コントローラ部１は、制御手段である制御ユニット部４と、該制御ユニット部４から読出可能に接続したメモリ手段であるメモリ部５と、前記Ｙ結線のステータ巻線２ｂへ供給されている電流を検出する検出コイルからなる電流検出部６と、該電流検出部６からの電流検出信号を前記制御ユニット部４へ信号変換して出力するＡ／Ｄ変換部７と、該制御ユニット部４からの制御信号に応じて電流を前記ステータ巻線２ｂに供給するインバータ回路部８と制御内容を表示する表示部９とからなる。
【００１０】
ここで、前記メモリ部５は図２のグラフで示す複数の制御指令パラメータを記憶している。
【００１１】
即ち、図２のグラフはモータの特性図を示し、縦軸はモータの入力電流であり、横軸はモータの回転速度である。
【００１２】
このグラフにおいて、ａ点はモータの許容最大電流の略１／３の電流値での定格回転速度の定格点を、ｂ点は許容最大電流で定格回転速度の略９０％の回転速度の第１速度設定点を、ｃ点は同じく許容最大電流で定格回転速度の略６０％の回転速度の第２速度設定点を、ｄ点は許容最大電流で回転速度０の起動点を示し、前記メモリ部５には、ｄ点からｂ点に至る直線で示すいずれの回転速度でも許容最大電流を保持しているフルパワー制御指令パラメータＡと、ｃ点からａ点に至る直線で示す所定の回転速度の範囲内でモータ部２の負荷が大となるのに伴って回転速度が減少するのに対して入力電流を大にする負荷追随制御指令パラメータＢとを予め記憶しておく。尚、ａ点の電流値はロータの耐熱性などに関係し、１／３以外のこともある。
【００１３】
次に本発明の１実施の形態のモータ制御装置のモータの制御方法を図３乃至図５により説明する。
【００１４】
モータの起動時、制御ユニット部４はメモリ部５よりフルパワー制御指令パラメータＡを読み出し、ｄ点の回転速度が零からｂ点即ち回転速度センサ３による検出回転速度が定格回転速度の９０％の回転速度まで許容最大電流をモータ部２へ供給制御し、前記ｂ点に至ると、制御ユニット部４は制御指令パラメータをフルパワー制御指令パラメータＡより負荷追随制御指令パラメータＢに切換えて、入力電流を低く抑えてモータ部２を加速するのに対して入力電流を減少する制御を実行する。かくて短時間で定格速度に到達することができる。
【００１５】
その後定格回転速度に達した後、ポンプにはガスが流されモータ部２は負荷を受け、この負荷が大となるのに応じて回転速度が低下する。
【００１６】
この負荷運転時において、制御ユニット部４は負荷追随制御指令パラメータＢに従い、図４のグラフの如く回転速度の大或いは小とは逆にモータ部２への入力電流を小或いは大とするように制御し、この制御によりロータの過熱を防ぐことができる。
【００１７】
更に、負荷が増大する過負荷運転になると、回転速度がより低下してｃ点に達し、制御ユニット部４は回転速度センサ３による検出回転速度が定格回転速度の６０％になると、負荷追随制御指令パラメータＢよりフルパワー制御指令パラメータＡに切換えて、図５の如く、許容最大の入力電流の状態になる。又、この過負荷の状態から低負荷になり回転速度が大になると、先の図３のモータの起動時の如くｃ点を越えてｂ点までフルパワー制御指令パラメータＡに従ってモータ部２は制御される。かくて低下した回転数を短時間に上昇させることができる。
【００１８】
これらの実行中の制御指令パラメータを確認するために、例えばフルパワー制御指令パラメータなら加速中、負荷追随指令パラメータならば定格運転中などの制御指令内容を前記表示部９に外部表示して確認することができる。
【００１９】
尚、前記メモリ部５に記憶した複数のモータ制御指令パラメータは、フルパワー制御指令パラメータの加速モードと負荷追随制御指令パラメータの定常モードに限るものではなく、定格点や速度設定の位置を変えたり、又、分子ポンプ以外の他のポンプにそれぞれ適応した制御指令パラメータであってもよい。
【００２０】
更に、モータは誘導モータでもよく、又、回転速度検出手段もロータリーエンコーダなど他の方法でもよい。
【００２１】
【発明の効果】
このように本発明によると、ロータの過熱による損傷を防止してポンプの寿命を長くすると共に回転速度を短時間に上昇させる加速性を向上し運転効率を高める効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態の制御系のブロック線図である。
【図２】モータの電流と回転速度の特性グラフ図である。
【図３】モータ起動時のパラメータのグラフ図である。
【図４】負荷運転時のパラメータのグラフ図である。
【図５】過負荷運転時のパラメータのグラフ図である。
【図６】従来の駆動モータの特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
２ モータ部
２ａ モータロータ
３ 回転速度検出手段
４ 制御手段
５ メモリ手段
Claims (2)
- ロータを駆動するモータの回転速度検出手段と、複数のモータ制御指令パラメータを記憶したメモリ手段と、前記回転速度検出手段からの検出信号を入力し前記モータの回転速度が各所定の速度範囲内にあるときにそれまでの速度経過に応じて前記メモリ手段より前記モータ制御指令パラメータのいずれか１のパラメータを選択的に読み出して前記モータの供給電流を制御する制御手段とからなり、前記メモリ手段内のパラメータは、少なくともフルパワー制御指令パラメータと負荷追随制御指令パラメータとからなり、前記制御手段は、モータの回転速度が低速回転から定格回転速度に近い一方の設定回転速度までフルパワー制御指令パラメータを選択し、該一方の設定回転速度で切換えて負荷追随制御指令パラメータを選択し、もし回転速度が低速側の他方の設定回転速度まで下がれば前記フルパワー制御指令パラメータを選択して前記モータを制御するポンプのモータ制御装置。
- 前記制御手段は、選択したパラメータの確認のために加速中や定格運転中などの制御内容を外部表示する請求項１に記載のポンプのモータ制御装置。
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| JP2002187100A JP4299504B2 (ja) | 2002-06-27 | 2002-06-27 | ポンプのモータ制御装置 |
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