JP5509970B2 - Vacuum pump - Google Patents

Vacuum pump Download PDF

Info

Publication number
JP5509970B2
JP5509970B2 JP2010069420A JP2010069420A JP5509970B2 JP 5509970 B2 JP5509970 B2 JP 5509970B2 JP 2010069420 A JP2010069420 A JP 2010069420A JP 2010069420 A JP2010069420 A JP 2010069420A JP 5509970 B2 JP5509970 B2 JP 5509970B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
value
correction value
voltage
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010069420A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011202555A (en
Inventor
守 芝
正幹 大藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2010069420A priority Critical patent/JP5509970B2/en
Publication of JP2011202555A publication Critical patent/JP2011202555A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5509970B2 publication Critical patent/JP5509970B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/44Centrifugal pumps
    • F16C2360/45Turbo-molecular pumps

Landscapes

  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプに関する。   The present invention relates to a vacuum pump such as a turbo molecular pump.

真空ポンプのモータとしてDCブラシレスモータを使用し、ギャップセンサによりロータ回転を検出してモータの回転制御をするものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A DC brushless motor is used as a vacuum pump motor, and the rotation of the motor is detected by detecting the rotor rotation with a gap sensor (see, for example, Patent Document 1).

ロータには、ギャップセンサと対向するように溝が形成されたディスクを配置し、ディスクの回転に伴うギャップ変化をギャップセンサで検出し、ギャップ変化からhigh−low信号を生成する。生成したhigh−low信号に基づいてステータコイルの励磁パターンを生成し、モータを回転駆動制御している。   The rotor is provided with a disk in which grooves are formed so as to face the gap sensor, a gap change accompanying the rotation of the disk is detected by the gap sensor, and a high-low signal is generated from the gap change. An excitation pattern of the stator coil is generated based on the generated high-low signal, and the motor is rotationally controlled.

特許第3740083号公報Japanese Patent No. 3740083

しかし、ギャップセンサの精度や、ギャップセンサとセンサターゲットとの距離はポンプ機台毎にばらつきがある。そのため、high−low信号を生成する際に正しくhigh−low判定が行えず、ポンプの初動が正常にできなかったり、運転中に外乱によってロータ浮上位置が変化して、high−lowの判定が正しくできなくなったりするおそれがあった。   However, the accuracy of the gap sensor and the distance between the gap sensor and the sensor target vary depending on the pump machine base. For this reason, when generating a high-low signal, the high-low judgment cannot be performed correctly, the initial operation of the pump cannot be performed normally, or the rotor levitation position changes due to disturbance during operation, and the high-low judgment is correct. There was a risk of being unable to do so.

請求項1の発明による真空ポンプは、回転側排気機能部が形成されたロータと、ロータを磁気浮上させる磁気軸受と、磁気軸受の励磁電流を制御して前記ロータの浮上位置を制御する磁気軸受制御手段と、固定側排気機能部に対して前記ロータを回転駆動するモータと、ロータと一体に設けられ、ターゲット面に凹凸段差が形成されたセンサターゲットと、ターゲット面に対向配置され、ターゲット面とのギャップ変化に応じたセンサ信号を出力するインダクタンス式センサと、センサ信号の電圧レベルとローレベル閾値およびハイレベル閾値とを比較して、凹凸段差に対応したローレベル信号およびハイレベル信号を生成する信号生成手段と、電源投入時に、モータを駆動制御してロータを複数の回転角度位置に順に停止させるモータ制御手段と、複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、センサ信号の電圧レベルがローレベル閾値に基づく第1の判定閾値以下となり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、センサ信号の電圧レベルがハイレベル閾値に基づく第2の判定閾値以上となる場合に、センサ信号は正常であると判定し、それ以外の場合には異常であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の真空ポンプにおいて、磁気軸受制御手段は、複数の角度位置のそれぞれにおいて、センサターゲットが前記インダクタンス式センサに近づく第1の吸引状態と、センサターゲットが前記インダクタンス式センサから遠ざかる第2の吸引状態とを個別に生じさせるように前記磁気軸受を制御し、判定手段は、複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、第1の吸引状態および第2の吸引状態における電圧レベルが共に第1の判定閾値以下になり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、第1の吸引状態および第2の吸引状態における電圧レベルが共に第2の判定閾値以上となる場合に、センサ信号は正常であると判定し、それ以外の場合には異常であると判定することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の真空ポンプにおいて、モータは3相モータであり、モータ制御手段は、ロータを回転角度120deg毎に停止させることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、磁気軸受の非動作時に、ロータを支持するメカニカルベアリングを備え、磁気軸受制御手段は、電源投入時のモータ制御手段による駆動制御時に、ロータがメカニカルベアリングと接触するように磁気軸受を制御することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、ロータを非接触支持する磁気軸受と、磁気軸受の非動作時に、ロータを支持するメカニカルベアリングを備え、磁気軸受制御手段は、電源投入時のモータ制御手段による駆動制御時に、磁気軸受を非動作状態にしてロータを前記メカニカルベアリングにより支持させることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、判定手段により異常と判定された場合に、複数の角度位置におけるセンサ信号の各電圧レベルに基づいて、判定手段によりセンサ信号が正常と判定される電圧補正値を設定する補正値設定手段と、ハイレベル閾値およびローレベル閾値、またはセンサ信号の電圧レベルを、電圧補正値により補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項7の発明は、回転側排気機能部が形成されたロータ、ロータを磁気浮上させる磁気軸受、および固定側排気機能部に対してロータを回転駆動するモータを有するポンプ本体と、ポンプ本体を駆動制御する電源装置とで構成される真空ポンプにおいて、ポンプ本体は、ロータと一体に設けられ、ターゲット面に凹凸段差が形成されたセンサターゲットと、ターゲット面に対向配置され、ターゲット面とのギャップ変化に応じたセンサ信号を出力するインダクタンス式センサと、を備え、電源装置は、センサ信号の電圧レベルとローレベル閾値およびハイレベル閾値とを比較して、凹凸段差に対応したローレベル信号およびハイレベル信号を生成する信号生成手段と、電源投入時に、モータを駆動制御してロータを複数の回転角度位置に順に停止させるモータ制御手段と、複数の角度位置におけるセンサ信号の各電圧レベルを計測する計測手段と、複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、センサ信号の電圧レベルがローレベル閾値に基づく第1の判定閾値以下となり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、センサ信号の電圧レベルがハイレベル閾値に基づく第2の判定閾値以上となるように電圧補正値を設定する補正値設定手段と、を備えることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7に記載の真空ポンプにおいて、補正値設定手段が、ローレベル閾値とハイレベル閾値との平均値および計測された複数の電圧レベルの最小値と最大値との平均値を求め、その差分値を電圧補正値として設定することを特徴とする。
請求項の発明は、請求項に記載の真空ポンプにおいて、ポンプ本体はポンプ識別情報が記憶されたポンプ側識別情報記憶手段を備え、電源装置は、接続されたポンプ本体の前記ポンプ識別情報を認識する認識手段と、認識手段で認識されたポンプ識別情報を記憶するための電源側識別情報記憶手段と、補正値設定手段により設定された電圧補正値を記憶する補正値記憶手段と、電源投入時に、認識手段により認識されたポンプ識別情報と、電源側識別情報記憶手段に記憶されていたポンプ識別情報とが一致するか否かを判定する識別情報判定手段と、識別情報判定手段により一致していると判定された場合には、補正手段は前記補正値記憶手段に記憶されている電圧補正値で補正手段の補正を行わせ、一致しないと判定された場合には、補正値設定手段で設定された電圧補正値で補正手段の補正を行なわせる補正制御手段と、識別情報判定手段により一致しないと判定された場合に、認識手段により認識されたポンプ識別情報で電源側識別情報記憶手段に記憶されているポンプ識別情報を書き換える識別情報書き換え手段とを、備えることを特徴とする。
請求項10の発明は、請求項に記載の真空ポンプにおいて、ポンプ本体は、電圧補正値の基準値が記憶された基準値記憶手段を備え、電源装置は、補正値設定手段により設定された電圧補正値と基準値との差が所定値以上の場合に、警報を発生する警報手段を備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vacuum pump comprising: a rotor having a rotary-side exhaust function portion; a magnetic bearing for magnetically floating the rotor; and a magnetic bearing for controlling a floating position of the rotor by controlling an exciting current of the magnetic bearing. A control means, a motor for rotationally driving the rotor with respect to the fixed-side exhaust function unit, a sensor target provided integrally with the rotor and having a concavo-convex step formed on the target surface, and opposed to the target surface, the target surface Compares the voltage level of the sensor signal with the low level threshold and the high level threshold, and generates a low level signal and a high level signal corresponding to the uneven step. Signal generating means for controlling the motor and driving the motor to stop the rotor in order at a plurality of rotational angle positions when the power is turned on In at least one of the plurality of angular positions, the voltage level of the sensor signal is equal to or lower than a first determination threshold based on the low level threshold, and the voltage level of the sensor signal is at least one of the other angular positions. And a determination unit that determines that the sensor signal is normal when it is equal to or higher than the second determination threshold based on the high-level threshold, and that otherwise determines abnormal. .
According to a second aspect of the present invention, in the vacuum pump according to the first aspect, the magnetic bearing control means includes a first suction state in which the sensor target approaches the inductance type sensor at each of a plurality of angular positions, and the sensor target is The magnetic bearing is controlled so as to individually generate a second attraction state that moves away from the inductance type sensor, and the determination means includes the first attraction state and the second attraction in at least one of a plurality of angular positions. The voltage levels in the state are both equal to or lower than the first determination threshold value, and the voltage levels in the first suction state and the second suction state are both equal to or higher than the second determination threshold value in at least one of the other angular positions. In this case, the sensor signal is determined to be normal, and otherwise, it is determined to be abnormal.
The invention according to claim 3, in the vacuum pump according to claim 1 or 2, the motor is a three-phase motor, the motor control means, characterized by stopping the rotor at every rotation angle 120 deg.
According to a fourth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to any one of the first to third aspects, the magnetic bearing is provided with a mechanical bearing that supports the rotor when the magnetic bearing is not in operation. The magnetic bearing is controlled so that the rotor comes into contact with the mechanical bearing during drive control by the motor control means.
The invention of claim 5 is the vacuum pump according to any one of claims 1 to 3, comprising a magnetic bearing that supports the rotor in a non-contact manner, and a mechanical bearing that supports the rotor when the magnetic bearing is not in operation. The magnetic bearing control means is characterized in that the magnetic bearing is deactivated and the rotor is supported by the mechanical bearing during drive control by the motor control means when power is turned on.
According to a sixth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to any one of the first to fifth aspects, on the basis of the voltage levels of the sensor signals at a plurality of angular positions when determined to be abnormal by the determination means, Correction value setting means for setting a voltage correction value at which the sensor signal is determined to be normal by the determination means; and a correction means for correcting the high level threshold value and the low level threshold value or the voltage level of the sensor signal with the voltage correction value. It is characterized by having.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a pump body having a rotor formed with a rotation-side exhaust function unit, a magnetic bearing for magnetically floating the rotor, and a motor for rotating the rotor with respect to the fixed-side exhaust function unit, and a pump body In a vacuum pump composed of a power supply device that controls driving, a pump body is provided integrally with a rotor, a sensor target having an uneven step formed on a target surface, and opposed to the target surface, and a gap between the target surface and the target surface. The power supply device compares the voltage level of the sensor signal with the low level threshold and the high level threshold, and compares the low level signal and the high level corresponding to the uneven step. A signal generation means for generating a level signal, and when the power is turned on, the motor is driven and controlled so that the rotor is moved to a plurality of rotational angle positions. And motor control means for stopping, measuring means for measuring the voltage level of the sensor signal at a plurality of angular positions, at least one of the plurality of angular positions, the first determination voltage level of the sensor signal based on the low level threshold Correction value setting means for setting a voltage correction value so that the voltage level of the sensor signal is equal to or higher than a second determination threshold based on the high level threshold at at least one of the other angular positions. It is characterized by providing.
The invention according to claim 8 is the vacuum pump according to claim 7, wherein the correction value setting means includes an average value of the low level threshold value and the high level threshold value and a minimum value and a maximum value of the plurality of measured voltage levels. An average value is obtained, and the difference value is set as a voltage correction value.
According to a ninth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to the eighth aspect , the pump body includes pump-side identification information storage means in which pump identification information is stored, and the power supply device includes the pump identification information of the connected pump body. Recognizing means for recognizing, power supply side identification information storing means for storing the pump identification information recognized by the recognizing means, correction value storing means for storing the voltage correction value set by the correction value setting means, The identification information determination means for determining whether or not the pump identification information recognized by the recognition means and the pump identification information stored in the power supply side identification information storage means coincide with each other at the time of input. If it is determined that the correction means is correct, the correction means causes the correction means to correct the voltage correction value stored in the correction value storage means. The correction control means for correcting the correction means with the voltage correction value set by the positive value setting means and the pump identification information recognized by the recognition means when the identification information determination means does not match the power supply side An identification information rewriting means for rewriting the pump identification information stored in the identification information storage means is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, in the vacuum pump according to the eighth aspect , the pump body includes reference value storage means in which the reference value of the voltage correction value is stored, and the power supply device is set by the correction value setting means. An alarm means for generating an alarm when the difference between the voltage correction value and the reference value is greater than or equal to a predetermined value is provided.

本発明によれば、ポンプ運転中にハイレベル信号およびローレベル信号の生成が不安定になるのを未然に防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the generation of the high level signal and the low level signal from becoming unstable during the pump operation.

ターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a turbo-molecular pump. 回転センサ回路43における処理を説明する図である。It is a figure explaining the process in the rotation sensor circuit 43. FIG. 回転センサ回路43の処理過程における信号波形を説明する図であり、(a)は変調波の波形を、(b)は検波後の波形を、(c)は回転パルスの波形をそれぞれ示す。It is a figure explaining the signal waveform in the process of the rotation sensor circuit 43, (a) shows the waveform of a modulated wave, (b) shows the waveform after a detection, (c) shows the waveform of a rotation pulse, respectively. 回転センサ信号と判定閾値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotation sensor signal and a determination threshold value. チェック動作の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of check operation | movement. センサ電圧計測値V,VおよびVの計測例を示す図であり、(a)はOKと判定される場合、(b),(c)はNGと判定される場合を示す。Sensor voltage measurements V U, a diagram showing a measurement example of V V and V W, showing a case (a) if it is determined that the OK, (b), (c ) is to be determined as NG. 静止状態までの時間を端出するための一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example for determining the time to a stationary state. 第2の実施の形態におけるチェック動作の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining control of the check operation | movement in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるセンサ電圧計測値を示す図であり、(a),(b)はOKと判定される場合、(c)はNGと判定される場合を示す。It is a figure which shows the sensor voltage measured value in 2nd Embodiment, (a), (b) shows the case where it determines with OK, (c) shows the case where it determines with NG. 第3の実施の形態におけるチェック動作の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining control of the check operation | movement in 3rd Embodiment. ステップS300の補正処理における補正方法を説明する図であり、(a)は異常判定時の電圧計測値を示し、(b)は第1の例を示し、(c)は第2の例を示す。It is a figure explaining the correction method in the correction process of step S300, (a) shows the voltage measurement value at the time of abnormality determination, (b) shows a 1st example, (c) shows a 2nd example. . ステップS300の補正処理の具体的な制御例を示すフローチャートであり、(a)は第1の例を、(b)は第2の例を示す。It is a flowchart which shows the specific control example of the correction process of step S300, (a) shows a 1st example, (b) shows a 2nd example. 第3の実施の形態の第1の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st modification of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の第2の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd modification of 3rd Embodiment. 第3の実施の形態の第3の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 3rd modification of 3rd Embodiment. センサターゲット54の斜視図。The perspective view of the sensor target 54. FIG.

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第1の実施の形態−
図1はターボ分子ポンプの概略構成を示す図である。ターボ分子ポンプは、ポンプ本体1と電源装置2とにより構成されている。ポンプ本体1は断面で示し、電源装置2に関しては要部を示すブロック図とした。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a turbo molecular pump. The turbo molecular pump includes a pump body 1 and a power supply device 2. The pump body 1 is shown in cross section, and the power supply device 2 is a block diagram showing the main part.

図1に示したターボ分子ポンプは磁気軸受式のターボ分子ポンプであって、ロータ30は、ラジアル方向の磁気軸受37およびアキシャル方向の磁気軸受38によって非接触支持される。ロータ30の浮上位置は、ラジアル変位センサ27およびアキシャル変位センサ28によって検出される。磁気軸受によって回転自在に磁気浮上されたロータ30は、モータ36により高速回転駆動される。モータ36には三相モータ(例えば、ブラシレスDCモータ)が用いられている。   The turbo molecular pump shown in FIG. 1 is a magnetic bearing type turbo molecular pump, and the rotor 30 is supported in a non-contact manner by a radial magnetic bearing 37 and an axial magnetic bearing 38. The flying position of the rotor 30 is detected by a radial displacement sensor 27 and an axial displacement sensor 28. The rotor 30 magnetically levitated by the magnetic bearings is driven to rotate at high speed by the motor 36. As the motor 36, a three-phase motor (for example, a brushless DC motor) is used.

ロータ30の回転は、インダクタンス式ギャップセンサで構成される回転センサ33によって検出される。モータ36によって回転駆動されるロータ30の下端には、センサターゲット34が設けられている。センサターゲット34はロータ30と一体に回転する。上述したアキシャル変位センサ28および回転センサ33は、センターゲット34の下面と対向する位置に配置されている。26,29は非常用のメカニカルベアリングであり、磁気軸受が作動していない時にはこれらのメカニカルベアリング26,29によりロータ30は支持される。   The rotation of the rotor 30 is detected by a rotation sensor 33 constituted by an inductance type gap sensor. A sensor target 34 is provided at the lower end of the rotor 30 that is rotationally driven by the motor 36. The sensor target 34 rotates integrally with the rotor 30. The axial displacement sensor 28 and the rotation sensor 33 described above are arranged at positions facing the lower surface of the center target 34. 26 and 29 are emergency mechanical bearings, and the rotor 30 is supported by these mechanical bearings 26 and 29 when the magnetic bearing is not operating.

ロータ30には、回転側排気機能部を構成する複数段の回転翼32と円筒状のネジロータ31とが形成されている。一方、固定側には、固定側排気機能部である固定翼32とネジステータ24とが設けられている。複数段の固定翼22は、軸方向に対して回転翼32と交互に配置されている。ネジステータ24は、ネジロータ31の外周側に所定のギャップで設けられている。なお、ネジロータ31およびネジステータ24の無い全翼タイプのターボ分子ポンプに対しても、回転翼の無いドラッグポンプ等に対しても本発明は適用することができる。   The rotor 30 is formed with a plurality of stages of rotating blades 32 and a cylindrical screw rotor 31 that constitute the rotation-side exhaust function unit. On the other hand, the fixed side is provided with a fixed blade 32 and a screw stator 24 which are fixed side exhaust function units. The plurality of stages of fixed blades 22 are alternately arranged with the rotary blades 32 in the axial direction. The screw stator 24 is provided on the outer peripheral side of the screw rotor 31 with a predetermined gap. It should be noted that the present invention can be applied to an all-blade type turbo molecular pump without the screw rotor 31 and the screw stator 24, a drag pump without a rotating blade, and the like.

各固定翼22は、スペーサリング23を介してベース20上に載置される。ポンプケーシング21の固定フランジ21cをボルトによりベース20に固定すると、積層されたスペーサリング23がベース20とポンプケーシング21との間に挟持され、固定翼22が位置決めされる。ベース20には排気ポート25が設けられ、この排気ポート25にバックポンプが接続される。ロータ30を磁気浮上させつつモータ36により高速回転駆動することにより、吸気口21a側の気体分子は排気ポート25側へと排気される。   Each fixed wing 22 is placed on the base 20 via the spacer ring 23. When the fixing flange 21c of the pump casing 21 is fixed to the base 20 with a bolt, the stacked spacer ring 23 is sandwiched between the base 20 and the pump casing 21, and the fixed blade 22 is positioned. The base 20 is provided with an exhaust port 25, and a back pump is connected to the exhaust port 25. When the rotor 30 is magnetically levitated and driven at high speed by the motor 36, the gas molecules on the intake port 21a side are exhausted to the exhaust port 25 side.

電源装置2はポンプ本体1を駆動制御する装置であって、CPU、ROM、RAM、その他の周辺回路を含んで構成される。電源装置2には、主制御部40,モータ制御部41,磁気軸受制御部42および回転センサ回路43を備えている。モータ制御部41はモータ36を駆動制御する。磁気軸受制御部42は、ラジアル変位センサ27およびアキシャル変位センサ28の出力信号に基づいて磁気軸受37,38の励磁電流を制御し、ロータ30を所定位置に磁気浮上させる。回転センサ回路43は、回転センサ33からの出力信号に基づいてロータ30の回転情報を取得する。この回転情報は、例えばモータ36の回転制御等に利用される。   The power supply device 2 is a device that drives and controls the pump body 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, and other peripheral circuits. The power supply device 2 includes a main control unit 40, a motor control unit 41, a magnetic bearing control unit 42, and a rotation sensor circuit 43. The motor control unit 41 controls driving of the motor 36. The magnetic bearing control unit 42 controls the excitation currents of the magnetic bearings 37 and 38 based on the output signals of the radial displacement sensor 27 and the axial displacement sensor 28, and magnetically floats the rotor 30 to a predetermined position. The rotation sensor circuit 43 acquires rotation information of the rotor 30 based on the output signal from the rotation sensor 33. This rotation information is used for rotation control of the motor 36, for example.

図2は、回転センサ回路43における処理を説明する図である。ロータ30にはモータロータ360が装着されている。モータステータ側に120deg間隔で配置されたU相コイル、V相コイルおよびW相コイルに通電することにより、モータロータ360およびロータ30が一体に回転する。   FIG. 2 is a diagram for explaining processing in the rotation sensor circuit 43. A motor rotor 360 is attached to the rotor 30. By energizing the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil arranged at 120 deg intervals on the motor stator side, the motor rotor 360 and the rotor 30 rotate integrally.

上述したように、ロータ30の下端にはセンサターゲット34が固定されており、センサターゲット34の下面と対向する位置に回転センサ33設けられている。センサターゲット34の下面は、回転センサ33および図1に示したアキシャル変位センサ28のターゲット面として利用される。中央部のターゲット面34Cは、アキシャル変位センサ28のターゲット面として利用される。一方、周辺部の凸面34Hおよび凹面34Lから成る段差領域は、回転センサ33のターゲット面として利用される。凸面34Hと凹面34Lとは、ターゲット面を回転角度で180degずつに分割している。   As described above, the sensor target 34 is fixed to the lower end of the rotor 30, and the rotation sensor 33 is provided at a position facing the lower surface of the sensor target 34. The lower surface of the sensor target 34 is used as the target surface of the rotation sensor 33 and the axial displacement sensor 28 shown in FIG. The central target surface 34 </ b> C is used as the target surface of the axial displacement sensor 28. On the other hand, the stepped region including the convex surface 34H and the concave surface 34L in the peripheral portion is used as a target surface of the rotation sensor 33. The convex surface 34H and the concave surface 34L divide the target surface by 180 degrees in rotation angle.

図2に示すように、回転センサ33は、珪素鋼板やフェライトなどの透磁率の大きなコアとその周囲に巻かれたコイルとで構成される。回転センサ33のコイルには、一定周波数・一定振幅の高周波電圧が搬送波として印加される。回転センサ33のコアから出た磁力線は、対向配置されたセンサターゲット34を通ってコアへと戻る。   As shown in FIG. 2, the rotation sensor 33 includes a core having a high magnetic permeability such as a silicon steel plate or ferrite and a coil wound around the core. A high frequency voltage having a constant frequency and a constant amplitude is applied to the coil of the rotation sensor 33 as a carrier wave. The lines of magnetic force emitted from the core of the rotation sensor 33 return to the core through the sensor target 34 disposed oppositely.

ターゲット面は凸面34Hと凹面34Lとから構成されているため、ロータ30が回転すると、ターゲット面と回転センサ33とのギャップが変化する。その結果、インダクタンス変化によって搬送波は振幅変調され、検波回路431には図3(a)に示すような信号が入力される。回転センサ33が凸面34Hと対向すると、図3(a)の符号Aで示すような信号が出力される。一方、回転センサ33が凹面34Lと対向してギャップが大きくなると、信号波形は図3(a)の符号Bで示すように振幅が小さくなる。   Since the target surface is composed of the convex surface 34H and the concave surface 34L, when the rotor 30 rotates, the gap between the target surface and the rotation sensor 33 changes. As a result, the carrier wave is amplitude-modulated by the inductance change, and a signal as shown in FIG. When the rotation sensor 33 is opposed to the convex surface 34H, a signal as indicated by a symbol A in FIG. On the other hand, when the rotation sensor 33 faces the concave surface 34L and the gap increases, the amplitude of the signal waveform decreases as indicated by the symbol B in FIG.

図3(a)の振幅変調された搬送波を検波回路431および平滑回路432により検波・整流すると、図3(b)に示すような信号が得られる。High-Low判定部433は、この信号をHigh-Low判定閾値VH/Lと比較することで、図3(c)に示すようなHighレベルHとLowレベルLから成る回転パルス信号を出力する。ここでは、一つのHigh-Low判定閾値VH/Lで回転パルス信号を生成するようにしたが、一般的にはハイレベル判定値Vとローレベル判定値Vとの2つの判定値を用いて回転パルス信号を生成する。 When the amplitude-modulated carrier wave of FIG. 3A is detected and rectified by the detection circuit 431 and the smoothing circuit 432, a signal as shown in FIG. 3B is obtained. The high-low determination unit 433 compares this signal with the high-low determination threshold value V H / L to output a rotation pulse signal composed of a high level H and a low level L as shown in FIG. . Here, the rotation pulse signal is generated with one High-Low determination threshold value V H / L , but in general, two determination values of a high level determination value V H and a low level determination value V L are obtained. To generate a rotation pulse signal.

ところで、回転センサ33の精度やセンサターゲット34との距離はポンプ機台毎にばらつきがあるため、図4のように、センサ信号がHigh-Low判定閾値VH/Lに対して上下方向にずれてしまう場合がある。ポンプP1の回転センサ信号S1においては、センサ信号のハイレベルは判定閾値VH/Lより大きく、ローレベルは判定閾値VH/Lより小さくなっているので、正しくHigh-Low判定を行うことができる。 By the way, since the accuracy of the rotation sensor 33 and the distance to the sensor target 34 vary for each pump unit, the sensor signal is shifted in the vertical direction with respect to the high-low determination threshold V H / L as shown in FIG. May end up. In the rotation sensor signal S1 of the pump P1, the high level of the sensor signal is larger than the determination threshold V H / L , and the low level is smaller than the determination threshold V H / L. it can.

一方、ポンプP2の場合には、回転センサ信号S2の信号レベルが全体的に大きくなっており、回転センサ信号S2のハイレベルもローレベルも判定閾値VH/Lより大きくなっている。そのため、High-Low判定が不可能な状態になっている。そのため、静止時からの正常な初動ができなくなる。また、回転センサ信号S3のように、「ハイレベル>VH/L」は満足しているが、ハイレベルの値と判定閾値VH/Lとが接近しているような場合には、振動等により浮上位置が微妙に変化した際に、High-Low判定ができなくなるおそれがあり、回転中に不具合が生じる可能性がある。 On the other hand, in the case of the pump P2, the signal level of the rotation sensor signal S2 is increased as a whole, and both the high level and the low level of the rotation sensor signal S2 are larger than the determination threshold V H / L. Therefore, the high-low determination is impossible. For this reason, normal initial movement from a stationary state cannot be performed. Further, as in the rotation sensor signal S3, “high level> V H / L ” is satisfied, but when the high level value is close to the determination threshold value V H / L , vibration is generated. When the flying position changes slightly due to the above, etc., there is a possibility that the High-Low judgment may not be possible, and a malfunction may occur during rotation.

そこで、本実施形態では、電源投入時などに、High-Low信号(回転センサ信号)の電圧レベルを自動的にチェックする機能を電源装置2が備える構成とした。図5は、電源装置2の主制御部40(図1参照)で実行されるチェック動作の手順を示すフローチャートである。図5に示す処理は、電源装置2がオンされるとスタートする。   Therefore, in the present embodiment, the power supply apparatus 2 has a function of automatically checking the voltage level of the High-Low signal (rotation sensor signal) when the power is turned on. FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the check operation executed by the main control unit 40 (see FIG. 1) of the power supply device 2. The process shown in FIG. 5 starts when the power supply device 2 is turned on.

ステップS10では、ロータ30を所定浮上位置に浮上させるように、磁気軸受制御部42に指令を出す。ステップS20では、図2に示すU,V,W相コイル361U〜361Wの一相のみに電流を流す。ステップS20からステップS40までの一連の処理はU,V,W相の各々に関して行われるが、ここでは、U相、V相、W相の順に行われるものとして説明する。   In step S10, a command is issued to the magnetic bearing control unit 42 so that the rotor 30 is lifted to a predetermined floating position. In step S20, a current is passed through only one phase of the U, V, W phase coils 361U to 361W shown in FIG. A series of processing from step S20 to step S40 is performed for each of the U, V, and W phases. Here, description will be made assuming that the processing is performed in the order of the U phase, the V phase, and the W phase.

まず、ステップS20では、U相通電に対応したロータ位置にロータ30が位置決めされるように、U相コイル361Uに通電する。ステップS30ではロータ30の回転が収まって、静止状態となったか否かを判定する。この判定には、例えば、回転センサ33の回転パルスが途絶えたか否かを利用することができる。または、通電後、所定時間経過したならば静止状態と判定するようにしても良い。または、予め実機で平均的な静止時間を求めておき、その静止時間を所定時間として用いるようにしても良い。   First, in step S20, the U-phase coil 361U is energized so that the rotor 30 is positioned at the rotor position corresponding to the U-phase energization. In step S30, it is determined whether or not the rotation of the rotor 30 has been settled and the stationary state has been reached. For this determination, for example, whether or not the rotation pulse of the rotation sensor 33 is interrupted can be used. Alternatively, it may be determined that a stationary state has elapsed after a predetermined time has passed after energization. Alternatively, an average stationary time may be obtained in advance using an actual machine, and the stationary time may be used as the predetermined time.

ステップS30において静止状態と判定されたならば、ステップS40へ進んでセンサ電圧(回転センサ信号の電圧レベル)の計測を行う。すなわち、センサ回路43の平滑回路432から出力される信号の電圧レベルを取得する。その計測結果はVとして主制御部40のメモリ(不図示)に記憶される。ステップS50では、ステップS20からステップS40までの処理が、U,V,W相のそれぞれに関して終了したか否かを判定する。U相の処理が終了した場合には、ステップS50で終了していないと判定され、ステップS20に戻る。 If it is determined in step S30 that the vehicle is stationary, the process proceeds to step S40 to measure the sensor voltage (voltage level of the rotation sensor signal). That is, the voltage level of the signal output from the smoothing circuit 432 of the sensor circuit 43 is acquired. The measurement result is stored as V U in a memory (not shown) of the main control unit 40. In step S50, it is determined whether or not the processing from step S20 to step S40 has been completed for each of the U, V, and W phases. When the U-phase process is completed, it is determined in step S50 that the process has not been completed, and the process returns to step S20.

このようにして、U,V,W相のそれぞれに関してステップS20からステップS40までの処理を実行し、センサ電圧計測値V,VおよびVを取得する。前述したようにU相コイル、V相コイルおよびW相コイルは120deg間隔で配置されているので、一相毎に通電すると、回転センサ信号の120deg毎の電圧レベルがセンサ電圧計測値V,VおよびVとして得られる。 In this manner, the processes from step S20 to step S40 are executed for each of the U, V, and W phases, and sensor voltage measurement values V U , V V, and V W are acquired. As described above, since the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are arranged at intervals of 120 deg, the voltage level for each 120 deg of the rotation sensor signal becomes the sensor voltage measurement values V U , V when energized for each phase. It is obtained as V and V W.

ステップS60では、センサ電圧計測値V〜Vが所定の判定条件を満足するか否かを判定する。ここで、所定の判定条件とは回転センサ信号が正常か否かを判定するための条件であり、「3つの計測値V〜Vの内、少なくとも1つが判定基準値V以下で、かつ、少なくとも1つが判定基準値V以上である場合」に、正常であると判定する。判定基準値V,Vは、予め主制御部40のメモリに記憶されおり、判定基準値V,Vは、図3(b)に示したHigh-Low判定用の閾値V,Vに基づいて設定される。ここでは、High-Low判定用の閾値V,Vに判定基準値V,Vとして使用しているが、例えば、High-Low判定用の閾値V,Vを上下にずらした値(上下に余裕を持たした値)を判定基準値として用いても良い。 In step S60, it is determined whether or not the sensor voltage measurement values V U to V W satisfy a predetermined determination condition. Here, the predetermined determination condition is a condition for determining whether or not the rotation sensor signal is normal. “At least one of the three measurement values V U to V W is equal to or less than the determination reference value V L. and if "at least one criterion value V H or determines to be normal. Determination reference value V L, V H is stored in advance in the memory of the main control unit 40, the determination reference value V L, V H, the threshold V L for High-Low determination shown in FIG. 3 (b), It is set based on VH . Here, the threshold value V L for judging High-Low, V H to the determination reference value V L, it is used as a V H, for example, shifted threshold V L for judging High-Low, the V H in the vertical A value (a value having a margin above and below) may be used as the determination reference value.

図6の(a)〜(c)は、センサ電圧計測値V,VおよびVの計測例を示したものであり、縦軸は電圧値で、横軸は通電しているコイルの相を示している。図6(a)は、ステップS60の条件を満足してOKと判定される場合の計測値例を示したものである。U相通電時およびV相通電時に計測されたセンサ電圧計測値V,Vは判定基準値V以上で、W相通電時に計測されたセンサ電圧計測値Vは判定基準値V以下なので、OKと判定される。 6A to 6C show measurement examples of sensor voltage measurement values V U , V V and V W , where the vertical axis is the voltage value and the horizontal axis is the coil that is energized. Showing the phase. FIG. 6A shows an example of measured values when it is determined that the condition of step S60 is satisfied and OK. The sensor voltage measurement values V U and V V measured during the U-phase energization and the V-phase energization are equal to or higher than the determination reference value V H , and the sensor voltage measurement value V W measured during the W-phase energization is equal to or less than the determination reference value VL Therefore, it is determined as OK.

なお、図6に示す例では、U相通電時およびV相通電時には回転センサ33はセンサターゲット34の凸面34Hと対向しているので、通常はほぼ同一のセンサレベルとなる。しかし、計測時に回転センサ33が丁度、凸面34Hと凹面34Lの境界面に位置することなどにより、例えば、U相通電時の電圧レベルVUがV<V<Vのようになったとしても、V相通電時およびW相通電時の電圧レベルがV>V、V<Vであって、Highレベル信号とLowレベル信号が得られるので、OKと判定される。 In the example shown in FIG. 6, the rotation sensor 33 faces the convex surface 34H of the sensor target 34 at the time of U-phase energization and V-phase energization, and therefore usually has substantially the same sensor level. However, when the rotation sensor 33 is located at the boundary surface between the convex surface 34H and the concave surface 34L at the time of measurement, for example, the voltage level VU at the time of U-phase energization becomes V L <V U <V H Also, the voltage levels at the time of V-phase energization and at the time of W-phase energization are V V > V H and V W <V L , and a High level signal and a Low level signal are obtained.

一方、この条件を満たさない場合、例えば、図6(b)のように2つの計測値V,Vが判定基準値Vと判定基準値Vとの間であったり、図6(c)のように3つの計測値V,V,Vが判定基準値Vと判定基準値Vとの間であったりした場合には、回転センサ信号が異常であると判定する。 On the other hand, when this condition is not satisfied, for example, as shown in FIG. 6B, the two measurement values V U and V V are between the determination reference value V L and the determination reference value V H , or FIG. When the three measurement values V U , V V , and V W are between the determination reference value V L and the determination reference value V H as in c), it is determined that the rotation sensor signal is abnormal. .

ステップS60で異常(NO)と判定された場合には、ステップS70へ進んで異常を報知する。例えば、電源装置2に備えられた表示装置(例えば液晶表示装置)に異常表示を行う。または、警報音を発するようにしても良い。一方、ステップS60で条件を満足すると判定されると、一連のチェック処理を終了する。図5のチェック処理を終了すると、電源装置2はロータ30を所定位置に磁気浮上させる。   If it is determined in step S60 that there is an abnormality (NO), the process proceeds to step S70 to notify the abnormality. For example, abnormal display is performed on a display device (for example, a liquid crystal display device) provided in the power supply device 2. Alternatively, an alarm sound may be emitted. On the other hand, if it is determined in step S60 that the condition is satisfied, the series of check processing ends. When the check process of FIG. 5 is completed, the power supply device 2 magnetically floats the rotor 30 to a predetermined position.

なお、図6に示す制御例では、ロータ30を磁気浮上させて一相に通電を行ったので、ロータ30が静止状態になるまでに時間を要する。図7に示す制御例では、メカニカルベアリング26,29によるエネルギー損失を利用して、静止状態になるまでの時間を短縮するようにした。   In the control example shown in FIG. 6, since the rotor 30 is magnetically levitated and energized in one phase, it takes time for the rotor 30 to be stationary. In the control example shown in FIG. 7, the energy loss due to the mechanical bearings 26 and 29 is used to shorten the time until the stationary state is reached.

図7に示すフローチャートのステップS20では、ロータ30の磁気浮上を停止した状態で一相のコイルに通電を行う。ロータ30はメカニカルベアリング26,29に支持された状態で回転するので、摩擦エネルギーとして回転エネルギーが消費され、図6の制御の場合に比べてより短時間に静止状態となる。ステップS30において静止状態と判定されるとステップS110に進み、ロータ30を所定位置に磁気浮上させる。そして、ステップS40において回転センサ信号の電圧レベルを計測したならば、ステップS120においてロータ30の磁気浮上を停止する。ステップS20からステップS120までの一連の処理をU,V,W相のそれぞれについて行うことにより、センサ電圧計測値V〜Vが取得される。 In step S20 of the flowchart shown in FIG. 7, the one-phase coil is energized while the magnetic levitation of the rotor 30 is stopped. Since the rotor 30 rotates while being supported by the mechanical bearings 26 and 29, the rotational energy is consumed as frictional energy, and the stationary state becomes shorter in a shorter time than in the case of the control of FIG. If it is determined in step S30 that it is stationary, the process proceeds to step S110, and the rotor 30 is magnetically levitated to a predetermined position. If the voltage level of the rotation sensor signal is measured in step S40, the magnetic levitation of the rotor 30 is stopped in step S120. By performing a series of processes from step S20 to step S120 for each of the U, V, and W phases, sensor voltage measurement values V U to V W are acquired.

なお、図7に示す例ではロータ30の磁気浮上を停止して一相通電するようにしたが、図6の場合のようにロータ30を磁気浮上させたまま一相通電した際に、ラジアル磁気軸受37を制御してロータ30の浮上位置を偏心させて、ロータ軸をメカニカルベアリング26,29に接触させるようにしても良い。   In the example shown in FIG. 7, the magnetic levitation of the rotor 30 is stopped and one-phase energization is performed. However, when the one-phase energization is performed while the rotor 30 is magnetically levitated as in the case of FIG. The bearing 37 may be controlled to decenter the floating position of the rotor 30 so that the rotor shaft contacts the mechanical bearings 26 and 29.

上述したように、本実施の形態では、ロータ30と一体に設けられ、ターゲット面に凹凸段差が形成されたセンサターゲット34と、ターゲット面34L、34Hに対向配置され、ターゲット面34L、34Hとのギャップ変化に応じたセンサ信号を出力するインダクタンス式の回転センサ33と、センサ信号の電圧レベルとローレベル閾値V(下側閾値)およびハイレベル閾値V(上側閾値)とを比較して、凹凸段差に対応したローレベル信号およびハイレベル信号を生成する信号生成手段としての回転センサ回路43とを備える。モータ制御部41は、電源投入時に、モータ36を駆動制御してロータ30を複数の回転角度位置に順に停止させる。複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、センサ信号の電圧レベル(V〜V)が判定閾値V以下となり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、電圧レベル(V〜V)が判定閾値V以上となる場合に、センサ信号は正常であると判定し、それ以外の場合には異常であると判定する。 As described above, in the present embodiment, the sensor target 34 provided integrally with the rotor 30 and having the uneven surface formed on the target surface is disposed opposite to the target surfaces 34L and 34H, and the target surfaces 34L and 34H An inductance type rotation sensor 33 that outputs a sensor signal corresponding to a gap change, and compares the voltage level of the sensor signal with a low level threshold V L (lower threshold) and a high level threshold V H (upper threshold), And a rotation sensor circuit 43 as signal generation means for generating a low level signal and a high level signal corresponding to the uneven step. When the power is turned on, the motor control unit 41 drives and controls the motor 36 to stop the rotor 30 in order at a plurality of rotation angle positions. In at least one of the plurality of angular positions, the voltage level (V U to V W ) of the sensor signal is equal to or lower than the determination threshold value V L , and the voltage level (V U to V W is at least one of the other angular positions. ) Is greater than or equal to the determination threshold V H , the sensor signal is determined to be normal, and otherwise it is determined to be abnormal.

このような判定(チェック動作を)を電源投入時に自動的に行うことで、回転センサ33の性能や配線が正常であることを、ポンプを回転させる前に確認することができる。そのため、外乱等により正確な回転パルスが得られなくなるような事態を未然に防止することができる。   By automatically making such a determination (checking operation) when the power is turned on, it is possible to confirm that the performance and wiring of the rotation sensor 33 are normal before rotating the pump. Therefore, it is possible to prevent a situation in which an accurate rotation pulse cannot be obtained due to disturbance or the like.

−第2の実施の形態−
図8は、第2の実施の形態におけるチェック動作の制御を説明するフローチャートである。図8のフローチャートでは、図7に示すフローチャートのステップS110およびステップS40を、ステップS210〜ステップS240の処理に置き換えた。ステップS20では、ロータ30の磁気浮上を停止した状態で一相コイルへの通電を行う。図7の制御の場合と同様に、ロータ30は、メカニカルベアリング26,29の摩擦によって、短時間で静止状態となる。
-Second Embodiment-
FIG. 8 is a flowchart for explaining the control of the check operation in the second embodiment. In the flowchart of FIG. 8, Steps S110 and S40 in the flowchart shown in FIG. 7 are replaced with the processes of Steps S210 to S240. In step S20, the one-phase coil is energized with the magnetic levitation of the rotor 30 stopped. As in the case of the control in FIG. 7, the rotor 30 becomes stationary in a short time due to the friction of the mechanical bearings 26 and 29.

ステップS30で静止状態と判定されるとステップS210に進み、ロータ30を上側(ポンプ吸気口側)に吸引するように磁気軸受を制御する。ロータ30のアキシャル方向の浮上位置に関しては、アンギュラコンタクト形のベアリングが用いられる下側のメカニカルベアリング29によって、ロータ30の上下方向の移動が制限されている。そのため、ステップS210の処理によって、ロータ30はアキシャル方向の上限位置に磁気浮上され、回転センサ33とセンターゲット34とのギャップが通常浮上時よりも大きくなる。その結果、ステップS220で計測される回転センサ信号の電圧レベルは、通常浮上時の場合よりも小さくなる。   If it is determined in step S30 that the motor is stationary, the process proceeds to step S210, and the magnetic bearing is controlled so as to attract the rotor 30 upward (to the pump intake port side). With respect to the floating position of the rotor 30 in the axial direction, the vertical movement of the rotor 30 is restricted by a lower mechanical bearing 29 in which an angular contact type bearing is used. Therefore, the rotor 30 is magnetically levitated to the upper limit position in the axial direction by the process of step S210, and the gap between the rotation sensor 33 and the center target 34 becomes larger than that during normal levitation. As a result, the voltage level of the rotation sensor signal measured in step S220 is smaller than that during normal ascent.

続くステップS230では、ステップS210の場合とは逆に、ロータ30を下側(ポンプベース側)に吸引するように磁気軸受を制御する。その結果、ロータ30はアキシャル方向の下限位置に磁気浮上され、回転センサ33とセンターゲット34とのギャップが通常浮上時よりも小さくなる。そのため、ステップS240で計測される回転センサ信号の電圧レベルは、通常浮上時の場合よりも大きくなる。   In the subsequent step S230, contrary to the case of step S210, the magnetic bearing is controlled so as to attract the rotor 30 downward (pump base side). As a result, the rotor 30 is magnetically levitated to the lower limit position in the axial direction, and the gap between the rotation sensor 33 and the center target 34 becomes smaller than that during normal levitation. Therefore, the voltage level of the rotation sensor signal measured in step S240 is higher than that during normal ascent.

ステップS240の計測処理が終了したならばステップS120に進んで、ロータ30の磁気浮上を停止する。そして、ステップS50においてU相、V相、W相の計測処理が終了したか否かを判定する。図7の制御の場合と同様に、U相、V相、W相の順にステップS20からステップS120までの処理が繰り返し実行されると、図9の(a)〜(c)に示すようなセンサ電圧計測値が取得されることになる。   If the measurement process of step S240 is completed, the process proceeds to step S120, and the magnetic levitation of the rotor 30 is stopped. In step S50, it is determined whether or not the U-phase, V-phase, and W-phase measurement processes have been completed. As in the case of the control of FIG. 7, when the processing from step S20 to step S120 is repeated in the order of the U phase, the V phase, and the W phase, the sensors as shown in FIGS. A voltage measurement value is acquired.

図9において、符号C1を付した3つのデータが上側吸引時のセンサ電圧計測値であり、符号C2を付した3つのデータが下側吸引時のセンサ電圧計測値である。上述したように下側吸引時の方が上側吸引時よりもセンサ−ターゲット間ギャップが小さいので、下側吸引時の方が電圧値は大きくなっている。   In FIG. 9, the three data with the reference C1 are the sensor voltage measurement values at the time of upper suction, and the three data with the reference C2 are the sensor voltage measurement values at the time of lower suction. As described above, since the gap between the sensor and the target is smaller at the time of lower suction than at the time of upper suction, the voltage value is larger at the time of lower suction.

ステップS60では、各相の上側吸引時の電圧値および下側吸引時の電圧値の対に関して、対毎に判定基準値V,Vとの比較を行う。そして、上下吸引時計測値C1,C2のいずれもが判定基準値Vより小となる相が少なくとも1つあり、かつ、上下吸引時計測値C1,C2のいずれもが判定基準値Vより大となる相が少なくとも1つ有る場合に、ステップS60において正常である(OK)と判定する。 In step S60, for each pair of the voltage value at the time of upper suction and the voltage value at the time of lower suction of each phase, a comparison is made with the determination reference values V L and V H for each pair. Then, there is at least one phase in which both the up-and-down suction measurement values C1 and C2 are smaller than the determination reference value V L , and both the up-and-down suction measurement values C1 and C2 are higher than the determination reference value V H. If there is at least one phase that becomes large, it is determined in step S60 that it is normal (OK).

図9(a)に示す例では、U相通電時およびV相通電時の上下吸引時計測値C1,C2は判定基準値Vより大きく、W相通電時の上下吸引時計測値C1,C2は判定基準値Vより小さいので、回転センサ信号は正常(OK)であると判定される。なお、図9(b)のような場合にもOKと判定される。一方、図9(c)に示す例では、U相通電時およびV相通電時の上側吸引時計測値C1が判定基準値Vと判定基準値Vとの間にあるので、回転センサ信号は異常(NG)であると判定される。 In the example shown in FIG. 9 (a), the upper and lower suction during measurement value C1 at time and V-phase current supply U-phase current supply, C2 is greater than the determination reference value V H, W-phase current supply when the upper and lower suction time of measurement values C1, C2 Is smaller than the determination reference value VL , it is determined that the rotation sensor signal is normal (OK). It should be noted that the case of FIG. 9B is also determined to be OK. On the other hand, in the example shown in FIG. 9C, since the upper suction measurement value C1 during the U-phase energization and the V-phase energization is between the determination reference value V L and the determination reference value V H , the rotation sensor signal Is determined to be abnormal (NG).

このように、第2の実施の形態では、磁気軸受によりロータ30を上下に吸引した状態での計測値を用いてチェック動作を行うようにした。そのため、チェック動作でOKと判定された場合には、ポンプ運転中に外乱などによってロータ30の浮上位置が上下しても、正常な回転センサ信号を確実に取得することができ、回転センサ信号を用いた制御に影響が出ない。また、このチェック動作の場合、メカニカルベアリング29の摩耗が著しくなってロータ30の上下移動可能範囲が広がった場合にも、異常と判定される。そのため、メカニカルベアリング29が異常の状態で使用されるのを、未然に防止することができる。   As described above, in the second embodiment, the check operation is performed using the measurement value in the state where the rotor 30 is attracted up and down by the magnetic bearing. Therefore, when it is determined that the check operation is OK, a normal rotation sensor signal can be reliably acquired even if the floating position of the rotor 30 rises and falls due to disturbance or the like during pump operation. The control used is not affected. Further, in the case of this check operation, it is also determined as abnormal when the mechanical bearing 29 is significantly worn and the range in which the rotor 30 can move up and down is widened. Therefore, it is possible to prevent the mechanical bearing 29 from being used in an abnormal state.

−第3の実施の形態−
図10は、第3の実施の形態におけるチェック動作の制御を説明するフローチャートである。図10のフローチャートでは、図8に示すフローチャートのステップS70の処理に代えて、ステップS300の補正処理を行うようにした。図12は、ステップS300の補正処理の、具体的な処理を示したものである。なお、図10では、上下吸引を行う場合を例に説明するが、図5,7に示すような上下吸引を行わない場合でも同様に適用できる。
-Third embodiment-
FIG. 10 is a flowchart for explaining the control of the check operation in the third embodiment. In the flowchart of FIG. 10, the correction process of step S300 is performed instead of the process of step S70 of the flowchart shown in FIG. FIG. 12 shows specific processing of the correction processing in step S300. In addition, although FIG. 10 demonstrates as an example the case where up-and-down suction is performed, even when not performing up-and-down suction as shown in FIGS.

ステップS20からステップS50までの処理により、図11(a)に示すようなデータが得られた場合を例に補正処理を説明する。なお、図11(a)に示す計測データ例では、U相通電時およびV相通電時には回転センサ33はターゲット34の凸面34Hと対向しており、W相通電時にはターゲット34の凹面34Lと対向している。   The correction process will be described by taking as an example the case where data as shown in FIG. 11A is obtained by the processes from step S20 to step S50. In the measurement data example shown in FIG. 11A, the rotation sensor 33 faces the convex surface 34H of the target 34 during the U-phase energization and the V-phase energization, and opposes the concave surface 34L of the target 34 during the W-phase energization. ing.

図11(a)に示す例では、各電圧値は、判定基準値VL0を100とする相対値で示されている。すなわち、判定基準値VL0=100、判定基準値VH0=200とし、U相の上側吸引計測値VUU=195、下側吸引計測値VUL=250、V相の上側吸引計測値VVU=195、下側吸引計測値VVL=250、W相の上側吸引計測値VWU=10、下側吸引計測値VWL=45である。この場合、ステップS60における判定条件が満足されず、ステップS300の補正処理に進む。 In the example shown in FIG. 11A, each voltage value is shown as a relative value with the determination reference value V L0 being 100. That is, the determination reference value V L0 = 100, the determination reference value V H0 = 200, the U-phase upper suction measurement value V UU = 195, the lower suction measurement value V UL = 250, and the V-phase upper suction measurement value V VU. = 195, lower suction measurement value V VL = 250, W phase upper suction measurement value V WU = 10, lower suction measurement value V WL = 45. In this case, the determination condition in step S60 is not satisfied, and the process proceeds to the correction process in step S300.

なお、VL0,VH0は判定基準値の初期値であり、ポンプ出荷検査時に電源装置2の主制御部40のメモリに記憶保持される。 V L0 and V H0 are initial values of determination reference values, and are stored and held in the memory of the main control unit 40 of the power supply device 2 at the time of pump shipment inspection.

図12(a)は補正処理の第1の例を示したものである。ステップS310では、次式(1)により補正値ΔVを算出し、その算出結果を主制御部40のメモリに記憶する。この補正値ΔVは、判定基準値VL0,VH0の中央値に対する、計測値範囲の内側の計測値VUU,VWLの中央値の下方へのずれ量を表している。ここで、補正値ΔVの算出に使用する計測値(この例ではVUUとVWL)は通常、3相のうち上側吸引時の最大値と下側吸引時の最小値を選択する。
ΔV=(VH0+VL0)/2−(VUU+VWL)/2
=30 …(1)
FIG. 12A shows a first example of correction processing. In step S310, the correction value ΔV is calculated by the following equation (1), and the calculation result is stored in the memory of the main control unit 40. This correction value ΔV represents the amount of deviation of the median value of the measurement values V UU and V WL inside the measurement value range from the median value of the determination reference values V L0 and V H0 . Here, as the measurement values (V UU and V WL in this example) used to calculate the correction value ΔV, the maximum value at the time of upper suction and the minimum value at the time of lower suction are usually selected from the three phases.
ΔV = (V H0 + V L0 ) / 2− (V UU + V WL ) / 2
= 30 (1)

ステップS320では、ステップS310で算出された補正値ΔVを用いて判定基準値VL0,VH0をV=VL0+ΔV,V=VH0+ΔVのように補正し、これらのV,Vを補正された判定基準値として主制御部40のメモリに記憶する。この補正は、判定基準値の中央値と計測値VUU,VWLの中央値とを一致させる処理である。図11(b)に示す例では、補正値ΔVはΔV=30であって、補正後の判定基準値V(=70),V(=170)は、判定基準値VL0(=100),VH0(=200)をそれぞれ補正値ΔV(=30)だけ下方へずらしたものとなっている。 In step S320, the determination reference values V L0 and V H0 are corrected to V L = V L0 + ΔV and V H = V H0 + ΔV using the correction value ΔV calculated in step S310, and these V L , V H is stored in the memory of the main control unit 40 as a corrected determination reference value. This correction is a process of matching the median value of the determination reference value with the median values of the measured values V UU and V WL . In the example shown in FIG. 11B, the correction value ΔV is ΔV = 30, and the corrected determination reference values V L (= 70) and V H (= 170) are the determination reference values V L0 (= 100). ), V H0 (= 200) are respectively shifted downward by a correction value ΔV (= 30).

ステップS330では、判定基準値VL0,VH0の場合と同様にHigh-Low判定の上下閾値(図3(b)のV,V)を補正値ΔVにより補正し、その補正された上下閾値をセンサ回路43にセットする。ここでは、判定基準値VL0,VH0をHigh-Low判定の上下閾値と同じ値に設定しているので、値70,170がHigh-Low判定の上下閾値としてセットされる。ステップS330の処理が終了すると、図10へ戻り、一連の処理を終了する。これ以後は、補正された上下閾値を使用して図3(c)に示す回転パルス信号が生成されることになる。また、再度起動された場合には、主制御部40に記憶された補正後の判定基準値V,Vを用いて図10の一連の処理が行われる。 In step S330, as in the case of the determination reference values V L0 and V H0 , the upper and lower threshold values (V L and V H in FIG. 3B) are corrected by the correction value ΔV, and the corrected upper and lower thresholds are corrected. A threshold value is set in the sensor circuit 43. Here, since the determination reference values V L0 and V H0 are set to the same value as the upper and lower threshold values for the High-Low determination, the values 70 and 170 are set as the upper and lower threshold values for the High-Low determination. When the process of step S330 ends, the process returns to FIG. 10, and the series of processes ends. Thereafter, the rotation pulse signal shown in FIG. 3C is generated using the corrected upper and lower threshold values. Further, when activated again, a series of processing of FIG. 10 is performed using the corrected determination reference values V L and V H stored in the main control unit 40.

図10に示す処理は電源装置2が起動される度に行われる。しかし、通常、ポンプ本体1の交換や回転センサ33の経時変化などが無い限り、ステップS60でNOと判定されることはほとんどない。逆に、ポンプ本体1の交換や回転センサ33の経時変化などがあった場合には、ステップS60からステップS310へ進み、判定基準値や上下閾値の補正が自動的に行われる。そのため、ポンプ本体1の交換を行った際に、マニュアルで判定基準値や上下閾値の調整を行う必要がなく、使い勝手の良いターボ分子ポンプを提供することができる。   The process shown in FIG. 10 is performed every time the power supply device 2 is activated. However, normally, it is rarely determined as NO in step S60 unless the pump body 1 is replaced or the rotation sensor 33 changes with time. Conversely, if the pump body 1 has been replaced or the rotation sensor 33 has changed over time, the process proceeds from step S60 to step S310, and the determination reference value and the upper and lower threshold values are automatically corrected. For this reason, when the pump body 1 is replaced, it is not necessary to manually adjust the determination reference value and the upper and lower threshold values, and an easy-to-use turbo molecular pump can be provided.

図11(c)および図12(b)は、補正処理の第2の例を説明する図である。上述した第1の例では、判定基準値VL0,VH0およびHigh-Low判定の上下閾値を補正値ΔVで補正したが、第2の例では、図11(c)に示すようにセンサ信号の電圧レベルを補正するようにした。 FIG. 11C and FIG. 12B are diagrams illustrating a second example of the correction process. In the first example described above, the upper and lower thresholds of the determination reference values V L0 and V H0 and the high-low determination are corrected with the correction value ΔV. In the second example, as shown in FIG. The voltage level was corrected.

ステップS60でNOと判定されるとステップS300へ進み、図12(b)に示すような補正処理が行われる。ステップS310では、式(1)を用いて補正値ΔVが算出される。ステップS350では、図2の平滑回路432から出力される信号の電圧レベルがΔVだけアップされるように、平滑回路432の設定を変更する。なお、ΔVがマイナスの値の場合には電圧レベルはダウンされる。設定変更後は、図12(c)に示すような上側吸引計測値V’UU,V’VU,V’WUおよび下側吸引計測値V’UL,V’VL,V’WLが計測されることになる。 If NO is determined in step S60, the process proceeds to step S300, and correction processing as shown in FIG. 12B is performed. In step S310, the correction value ΔV is calculated using equation (1). In step S350, the setting of the smoothing circuit 432 is changed so that the voltage level of the signal output from the smoothing circuit 432 in FIG. 2 is increased by ΔV. When ΔV is a negative value, the voltage level is lowered. After the setting change, upper suction measurement values V ′ UU , V ′ VU , V ′ WU and lower suction measurement values V ′ UL , V ′ VL , V ′ WL as shown in FIG. It will be.

このように、第3の実施の形態では、回転センサ信号が判定条件を満足しないときに、ステップS300の補正処理を行って判定条件を満足するように、High-Low判定の上下閾値や回転センサ信号の電圧レベルを補正するようにした。その結果、補正前にはHigh-Low判定が正しく行えないような状態であったとしても、補正によって確実にHigh-Low判定が行えるようになる。   As described above, in the third embodiment, when the rotation sensor signal does not satisfy the determination condition, the high / low determination upper and lower thresholds and the rotation sensor are performed so that the correction process of step S300 is performed to satisfy the determination condition. The voltage level of the signal was corrected. As a result, even if the high-low determination cannot be correctly performed before the correction, the high-low determination can be reliably performed by the correction.

なお、図10に示した制御例では、ステップS60でNO(判定条件を満足しない)と判定された場合のみ図12(a),(b)に示すような補正処理を行うこととしたが、ステップS60を省略して、ステップS50でYESと判定されたならば、判定条件を満足するか否かに関わらずステップS300の補正処理を行うようにしても良い。   In the control example shown in FIG. 10, correction processing as shown in FIGS. 12A and 12B is performed only when it is determined NO (not satisfying the determination condition) in step S <b> 60. If step S60 is omitted and if YES is determined in step S50, the correction process in step S300 may be performed regardless of whether the determination condition is satisfied.

この場合にも、補正前にはHigh-Low判定が正しく行えないような状態であったとしても、補正によって確実にHigh-Low判定が行えるようになる。また、図5,7のように上下吸引を行わない場合であって、ステップS60の判定条件をぎりぎりで満足するような電圧レベルであった場合、第2の例のような補正処理を行うことで、判定条件に対して余裕のある電圧レベルとすることができる。   Even in this case, even if the high-low determination cannot be correctly performed before the correction, the correction can reliably perform the high-low determination. Further, when the up / down suction is not performed as shown in FIGS. 5 and 7 and the voltage level satisfies the determination condition of step S60, the correction processing as in the second example is performed. Thus, a voltage level with a margin with respect to the determination condition can be obtained.

上述した第3の実施の形態の説明では、電源装置2の起動の度に上述したチェック動作を行ってステップS300の補正処理を行うようにした。以下では、補正処理を行う制御の変形例について説明する。   In the description of the third embodiment described above, the above-described check operation is performed each time the power supply device 2 is activated, and the correction process in step S300 is performed. Below, the modification of control which performs a correction process is demonstrated.

(第1変形例)
第1の変形例では、電源装置2が、接続されたポンプ本体1の各々を認識できるような構成の場合の制御例である。電源装置2をポンプ本体1に接続したときに、シリアルナンバーのようなポンプ本体1の識別情報を電源装置2が取得できるような構成が前提となる。例えば、シリアルナンバーが記憶保持された記憶素子をポンプ本体1内に設けておき、電源装置2は電源投入時にそのシリアルナンバーを読み出すようにする。
(First modification)
The first modification is a control example in the case where the power supply device 2 is configured to recognize each connected pump body 1. It is assumed that when the power supply device 2 is connected to the pump body 1, the power supply device 2 can acquire identification information of the pump body 1 such as a serial number. For example, a storage element in which a serial number is stored is provided in the pump body 1, and the power supply device 2 reads the serial number when the power is turned on.

図13は、第1の変形例における制御例を示すフローチャートである。電源が投入されると、ステップS410において、ポンプ本体1側からシリアルナンバーを読み込む。ステップS420では、読み込んだシリアルナンバーと電源装置2の主制御部40のメモリに記憶されているシリアルナンバーとを比較し、一致するか否かを判定する。主制御部40のメモリには電源投入前に接続されていたポンプ本体1のシリアルナンバーが記憶されている。そのため、電源投入前とは別のポンプ本体1を接続した場合には、ステップS420においてNOと判定される。   FIG. 13 is a flowchart illustrating a control example in the first modification. When the power is turned on, the serial number is read from the pump body 1 side in step S410. In step S420, the read serial number is compared with the serial number stored in the memory of the main control unit 40 of the power supply device 2 to determine whether or not they match. The memory of the main control unit 40 stores the serial number of the pump body 1 connected before the power is turned on. Therefore, when the pump main body 1 different from that before the power is turned on is determined as NO in Step S420.

ステップS420で一致と判定されるとステップS430へ進み、電源装置2内に記憶されている補正値ΔVで補正処理を行う。電源投入前に接続されていたポンプ本体1に対して補正値ΔVを設定した際に、主制御部40のメモリにその補正値ΔVが記憶される。ステップS420でシリアルナンバーが一致している場合には、接続されているポンプ本体1は電源投入前のポンプ本体1と同一なので、ステップS430のように、電源装置2側に記憶されている補正値ΔVを使用して補正処理が行われる。   If it is determined in step S420 that the values match, the process proceeds to step S430, and correction processing is performed using the correction value ΔV stored in the power supply device 2. When the correction value ΔV is set for the pump body 1 connected before the power is turned on, the correction value ΔV is stored in the memory of the main control unit 40. If the serial numbers match in step S420, the connected pump body 1 is the same as the pump body 1 before the power is turned on, so that the correction value stored on the power supply device 2 side as in step S430. Correction processing is performed using ΔV.

一方、ポンプ本体1が交換された場合にはシリアルナンバーが互いに異なることになるので、ステップS420でNOと判定されてステップS440へ進む。ステップS440では、図10に示すチェック処理および補正処理が行われ、主制御部40に記憶されている補正値ΔVが新たに算出された補正値ΔVと書き換えられる。ステップS450では、主制御部40のメモリに記憶保持されているシリアルナンバーを、接続されているポンプ本体1側から読み込んだシリアルナンバーで置き換える。   On the other hand, when the pump main body 1 is replaced, the serial numbers are different from each other. Therefore, NO is determined in the step S420, and the process proceeds to the step S440. In step S440, the check process and the correction process shown in FIG. 10 are performed, and the correction value ΔV stored in the main control unit 40 is rewritten with the newly calculated correction value ΔV. In step S450, the serial number stored in the memory of the main control unit 40 is replaced with the serial number read from the connected pump body 1 side.

上述のように、第1の変形例では、電源装置2に接続されるポンプ本体1が交換された場合にのみチェック動作が行われる。そのため、ポンプ交換が行われない場合には、チェック動作が省略され、起動処理が短縮される。   As described above, in the first modification, the check operation is performed only when the pump body 1 connected to the power supply device 2 is replaced. Therefore, when the pump is not replaced, the check operation is omitted and the startup process is shortened.

(第2変形例)
図14のフローチャートを用いて、第2の変形例について説明する。第2の変形例では、ポンプ本体1内に補正値の初期値ΔVが予め記憶されているような構成を前提とした制御例について説明する。例えば、ポンプ出荷検査時やポンプオーバーホール時に、上述のチェック処理を行い、さらにその結果に基づいて補正値ΔVを求め、その補正値ΔVを初期値ΔVとしてポンプ本体内に設けられた記憶素子に記憶させておく。
(Second modification)
A second modification will be described with reference to the flowchart of FIG. In the second modification, a control example based on the premise that the initial value ΔV 0 of the correction value is stored in advance in the pump body 1 will be described. For example, at the time of pump shipment inspection or pump overhaul, the above check process is performed, and a correction value ΔV is obtained based on the result, and the correction value ΔV is set as an initial value ΔV 0 in a storage element provided in the pump body. Remember.

ステップS510では、図8のステップS20〜ステップS50までのチェック処理が行われる。ステップS520では、ステップS510のチェック処理で得られた計測値に基づいて補正値ΔVを算出する。ステップS530では、ポンプ本体1側から上述した初期値ΔVを読み込み、算出された補正値ΔVと初期値ΔVとの差が許容範囲内か否かを判定する。 In step S510, check processing from step S20 to step S50 in FIG. 8 is performed. In step S520, a correction value ΔV is calculated based on the measurement value obtained in the check process in step S510. In step S530, the above-described initial value ΔV 0 is read from the pump body 1 side, and it is determined whether or not the difference between the calculated correction value ΔV and the initial value ΔV 0 is within an allowable range.

例えば、ポンプ本体側の初期値ΔVが30であったとして、ある期間経過後に導出された補正値ΔVが10であった場合、補正値=20に相当する分だけセンサ・ターゲット間距離が初期状態よりも近づいたことになる。このような変化の原因としては、ロータ軸に固定されたターゲット34の緩みや、メカニカルベアリングの磨耗などが考えられる。そして、初期値ΔVとの差が予め設定された許容範囲を超えた場合には、ステップS530においてNOと判定される。 For example, assuming that the initial value ΔV 0 on the pump body side is 30, and the correction value ΔV derived after a lapse of a certain period is 10, the distance between the sensor and the target is the initial value corresponding to the correction value = 20. It is closer than the state. Possible causes of such changes include loosening of the target 34 fixed to the rotor shaft and wear of mechanical bearings. If the difference from the initial value ΔV 0 exceeds the preset allowable range, NO is determined in step S530.

ステップS530で許容範囲内(YES)と判定された場合には、ステップS540において、算出された補正値ΔVを用いて補正処理を行う。ここでの補正処理では、図11(b),図12(a)に示すように、High-Low判定の上下閾値を補正値ΔVで補正する処理が採用される。なお、判定基準値については補正が行われず、常に初期値VL0,VH0が使用される。 If it is determined in step S530 that the value is within the allowable range (YES), correction processing is performed using the calculated correction value ΔV in step S540. In this correction process, as shown in FIGS. 11B and 12A, a process of correcting the upper and lower thresholds for the High-Low determination with the correction value ΔV is employed. Note that the determination reference value is not corrected, and the initial values V L0 and V H0 are always used.

一方、ステップS530で許容範囲を超えていると判定された場合には、ステップS550に進んで、回転センサ信号の異常を示す警報を発生する。このように、初期値ΔVに対する実際の補正値ΔVの変化を電源投入時に調べることにより、回転センサ33の異常を早期に発見することができる。なお、初期値ΔVがポンプ本体1側に記憶されていない場合には、ステップS540の処理の後に、算出された補正値ΔVを初期値としてポンプ側に記憶させるようにする。次回のチェックからは、その値を用いて図14に示す制御を行う。 On the other hand, if it is determined in step S530 that the allowable range is exceeded, the process proceeds to step S550 to generate an alarm indicating an abnormality of the rotation sensor signal. As described above, by checking the change in the actual correction value ΔV with respect to the initial value ΔV 0 when the power is turned on, the abnormality of the rotation sensor 33 can be detected at an early stage. If the initial value ΔV 0 is not stored on the pump body 1 side, the calculated correction value ΔV is stored on the pump side as an initial value after the process of step S540. From the next check, the control shown in FIG. 14 is performed using the value.

上述のように、第2変形例では、ポンプ本体内に記憶されている初期値ΔVを利用して、補正値の経時変化を管理することができる。そのため、補正値ΔVの変化により回転センサ信号の異常をチェックすることができる。 As described above, in the second modification, the change over time of the correction value can be managed using the initial value ΔV 0 stored in the pump body. Therefore, the abnormality of the rotation sensor signal can be checked by the change of the correction value ΔV 0 .

(第3変形例)
図15のフローチャートを用いて、第3の変形例について説明する。第3の変形例では、算出した補正値ΔVをポンプ本体1内および電源装置2内に記憶させるようにする。この場合、第2の変形例のように初期値ΔVがポンプ内に記憶されていても良いし、されていなくても良い。初期値ΔVが記憶されている場合には、補正値演算が行われると、ポンプ本体1内の初期値ΔVは算出された補正値ΔVにより書き換えられる。
(Third Modification)
A third modification will be described with reference to the flowchart of FIG. In the third modification, the calculated correction value ΔV is stored in the pump main body 1 and the power supply device 2. In this case, the initial value ΔV 0 may or may not be stored in the pump as in the second modification. When the initial value ΔV 0 is stored, when the correction value calculation is performed, the initial value ΔV 0 in the pump body 1 is rewritten by the calculated correction value ΔV.

ステップS610では、ポンプ本体1内に記憶されている補正値ΔVを電源装置2側に読み込む。ステップS620では、読み込んだ補正値と電源装置2内に記憶保持されている補正値との差を計算し、その差が基準内か否かを判定する。電源投入前にポンプ本体1が交換されていなければ、「差=0」となるが、ポンプ本体1が交換された場合には「差≠0」となるのが一般的である。そのため、ステップS620における判定の基準値としては、ポンプ交換が判定できる程度の差(ポンプ本体1の機台差程度)に設定すれば良い。   In step S610, the correction value ΔV stored in the pump body 1 is read into the power supply device 2 side. In step S620, the difference between the read correction value and the correction value stored and held in the power supply device 2 is calculated, and it is determined whether or not the difference is within the reference. If the pump body 1 has not been replaced before the power is turned on, “difference = 0” is obtained, but if the pump body 1 is replaced, “difference ≠ 0” is generally obtained. Therefore, the reference value for the determination in step S620 may be set to a difference that can be determined for pump replacement (a difference in the machine base of the pump body 1).

ステップS620で基準内と判定された場合には、ステップS630に進んで電源装置2内の主制御部40のメモリに記憶されている補正値ΔVをポンプ本体側から読み込んだ補正値で書き換える。ステップS640では、書き換えた補正値ΔVを用いて補正処理を行う。   If it is determined in step S620 that it is within the reference, the process proceeds to step S630, and the correction value ΔV stored in the memory of the main control unit 40 in the power supply device 2 is rewritten with the correction value read from the pump body side. In step S640, correction processing is performed using the rewritten correction value ΔV.

一方、ステップS620で差が基準内でないと判定された場合にはステップS650へ進み、図10で示したチェック処理および補正処理を行う。なお、差が判定の基準値を超えている場合には、ポンプ本体の交換だけでなく種々の要因が考えられるので、ステップS650のような処理を行う。その後、ステップS660において、ポンプ本体1内の補正値および電源装置2内の補正値を、算出された補正値で書き換える。   On the other hand, if it is determined in step S620 that the difference is not within the reference, the process proceeds to step S650, and the check process and the correction process shown in FIG. 10 are performed. If the difference exceeds the determination reference value, not only replacement of the pump main body but also various factors can be considered, and thus processing such as step S650 is performed. Thereafter, in step S660, the correction value in the pump main body 1 and the correction value in the power supply device 2 are rewritten with the calculated correction value.

第3の変形例では、算出した補正値をポンプ本体1内に記憶させ、電源投入時にポンプ本体1内の補正値と電源装置2内の補正値との差が基準内の場合には、チェック処理が省略されるので、起動処理が短縮される。   In the third modification, the calculated correction value is stored in the pump body 1 and checked when the difference between the correction value in the pump body 1 and the correction value in the power supply device 2 is within the reference when the power is turned on. Since the process is omitted, the startup process is shortened.

なお、上述した本実施の形態では、ロータ軸の軸方向に段差が形成されたセンサターゲット34を例に説明したが、図16に示すようなセンサターゲット54をロータ30に設け、ラジアル方向に回転センサ33を配置して、センサターゲット54の側面に形成されたターゲット面54H,54Lを検出するようにしても良い。図2に示すように軸方向に回転センサ33を配置した場合には、ロータ30を上下に吸引して図11(a)に示すような電圧計測値を取得したが、図16の構成の場合には、ロータ30をラジアル方向に吸引することで、同様の電圧計測値を取得することができる。   In the above-described embodiment, the sensor target 34 having a step formed in the axial direction of the rotor shaft has been described as an example. However, a sensor target 54 as shown in FIG. 16 is provided in the rotor 30 and rotated in the radial direction. The sensor 33 may be arranged to detect the target surfaces 54H and 54L formed on the side surface of the sensor target 54. When the rotation sensor 33 is arranged in the axial direction as shown in FIG. 2, the rotor 30 is sucked up and down to obtain a voltage measurement value as shown in FIG. 11A. In the case of the configuration of FIG. In this case, the same voltage measurement value can be acquired by sucking the rotor 30 in the radial direction.

また、モータ36がブラシレスDCモータである場合を例に説明したが、これに限らず、その他の3相または多相モータの場合にも本発明は適用できる。   In addition, the case where the motor 36 is a brushless DC motor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to other three-phase or multiphase motors.

上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。   Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically. In addition, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired.

1:ポンプ本体、2:電源装置、22:固定翼、24:ネジステータ、26,29:メカニカルベアリング、30:ロータ、31:ネジロータ、32:回転翼、33:回転センサ、34,54:センサターゲット、36:モータ、37,38:磁気軸受、40:主制御部、41:モータ制御部、42:磁気軸受制御部、43:回転センサ回路、34H:凸面、34L:凹面、361U:U相コイル、361V:V相コイル、361W:W相コイル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Pump main body, 2: Power supply device, 22: Fixed blade, 24: Screw stator, 26, 29: Mechanical bearing, 30: Rotor, 31: Screw rotor, 32: Rotary blade, 33: Rotation sensor, 34, 54: Sensor target 36: motor, 37, 38: magnetic bearing, 40: main control unit, 41: motor control unit, 42: magnetic bearing control unit, 43: rotation sensor circuit, 34H: convex surface, 34L: concave surface, 361U: U-phase coil , 361V: V phase coil, 361W: W phase coil

Claims (10)

回転側排気機能部が形成されたロータと、
前記ロータを磁気浮上させる磁気軸受と、
前記磁気軸受の励磁電流を制御して前記ロータの浮上位置を制御する磁気軸受制御手段と、
固定側排気機能部に対して前記ロータを回転駆動するモータと、
前記ロータと一体に設けられ、ターゲット面に凹凸段差が形成されたセンサターゲットと、
前記ターゲット面に対向配置され、前記ターゲット面とのギャップ変化に応じたセンサ信号を出力するインダクタンス式センサと、
前記センサ信号の電圧レベルとローレベル閾値およびハイレベル閾値とを比較して、前記凹凸段差に対応したローレベル信号およびハイレベル信号を生成する信号生成手段と、
電源投入時に、前記モータを駆動制御して前記ロータを複数の回転角度位置に順に停止させるモータ制御手段と、
前記複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記センサ信号の電圧レベルが前記ローレベル閾値に基づく第1の判定閾値以下となり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記センサ信号の電圧レベルが前記ハイレベル閾値に基づく第2の判定閾値以上となる場合に、前記センサ信号は正常であると判定し、それ以外の場合には異常であると判定する判定手段と、を備えた真空ポンプ。
A rotor formed with a rotation-side exhaust function unit;
A magnetic bearing for magnetically levitating the rotor;
Magnetic bearing control means for controlling the floating position of the rotor by controlling the excitation current of the magnetic bearing;
A motor that rotationally drives the rotor with respect to the fixed-side exhaust function unit;
A sensor target provided integrally with the rotor and having a stepped surface on the target surface;
An inductance sensor that is disposed opposite to the target surface and outputs a sensor signal corresponding to a gap change with the target surface;
A signal generation means for comparing the voltage level of the sensor signal with a low level threshold and a high level threshold to generate a low level signal and a high level signal corresponding to the uneven step;
Motor control means for driving and controlling the motor to stop the rotor in order at a plurality of rotation angle positions when power is turned on;
At least one of the plurality of angular positions, the voltage level of the sensor signal is equal to or lower than a first determination threshold based on the low level threshold, and the voltage level of the sensor signal is at least one of the other angular positions. And a determination unit that determines that the sensor signal is normal when the value is equal to or greater than a second determination threshold value based on the high level threshold value, and that is otherwise abnormal. .
請求項1に記載の真空ポンプにおいて、
前記磁気軸受制御手段は、前記複数の角度位置のそれぞれにおいて、前記センサターゲットが前記インダクタンス式センサに近づく第1の吸引状態と、前記センサターゲットが前記インダクタンス式センサから遠ざかる第2の吸引状態とを個別に生じさせるように前記磁気軸受を制御し、
前記判定手段は、前記複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記第1の吸引状態および前記第2の吸引状態における電圧レベルが共に前記第1の判定閾値以下になり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記第1の吸引状態および前記第2の吸引状態における電圧レベルが共に前記第2の判定閾値以上となる場合に、前記センサ信号は正常であると判定し、それ以外の場合には異常であると判定することを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 1, wherein
The magnetic bearing control means has a first attraction state in which the sensor target approaches the inductance sensor and a second attraction state in which the sensor target moves away from the inductance sensor at each of the plurality of angular positions. Controlling the magnetic bearings to be generated individually,
In the determination means, at least one of the plurality of angular positions, the voltage levels in the first suction state and the second suction state are both less than or equal to the first determination threshold value, and other angular positions When the voltage level in both the first suction state and the second suction state is equal to or higher than the second determination threshold value, the sensor signal is determined to be normal, and A vacuum pump characterized by determining that it is abnormal in some cases.
請求項1または2に記載の真空ポンプにおいて、
前記モータは3相モータであり、
前記モータ制御手段は、前記ロータを回転角度120deg毎に停止させることを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 1 or 2,
The motor is a three-phase motor;
The said motor control means stops the said rotor for every rotation angle 120deg, The vacuum pump characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記磁気軸受の非動作時に、前記ロータを支持するメカニカルベアリングを備え、
前記磁気軸受制御手段は、電源投入時の前記モータ制御手段による駆動制御時に、前記ロータが前記メカニカルベアリングと接触するように前記磁気軸受を制御することを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to any one of claims 1 to 3,
A mechanical bearing that supports the rotor when the magnetic bearing is not in operation;
The said magnetic bearing control means controls the said magnetic bearing so that the said rotor may contact with the said mechanical bearing at the time of the drive control by the said motor control means at the time of power activation.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記ロータを非接触支持する磁気軸受と、
前記磁気軸受の非動作時に、前記ロータを支持するメカニカルベアリングを備え、
前記磁気軸受制御手段は、電源投入時の前記モータ制御手段による駆動制御時に、前記磁気軸受を非動作状態にして前記ロータを前記メカニカルベアリングにより支持させることを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to any one of claims 1 to 3,
A magnetic bearing for supporting the rotor in a non-contact manner;
A mechanical bearing that supports the rotor when the magnetic bearing is not in operation;
The said magnetic bearing control means makes the said magnetic bearing a non-operation state at the time of the drive control by the said motor control means at the time of power activation, The vacuum pump characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の真空ポンプにおいて、
前記判定手段により異常と判定された場合に、前記複数の角度位置における前記センサ信号の各電圧レベルに基づいて、前記判定手段により前記センサ信号が正常と判定される電圧補正値を設定する補正値設定手段と、
前記ハイレベル閾値およびローレベル閾値、または前記センサ信号の電圧レベルを、前記電圧補正値により補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to any one of claims 1 to 5,
A correction value for setting a voltage correction value for determining that the sensor signal is normal by the determination unit based on the voltage levels of the sensor signal at the plurality of angular positions when the determination unit determines that the abnormality is present. Setting means;
A vacuum pump comprising: correction means for correcting the high level threshold value and the low level threshold value or the voltage level of the sensor signal with the voltage correction value.
回転側排気機能部が形成されたロータ、前記ロータを磁気浮上させる磁気軸受、および固定側排気機能部に対して前記ロータを回転駆動するモータを有するポンプ本体と、前記ポンプ本体を駆動制御する電源装置とで構成される真空ポンプにおいて、
前記ポンプ本体は、
前記ロータと一体に設けられ、ターゲット面に凹凸段差が形成されたセンサターゲットと、
前記ターゲット面に対向配置され、前記ターゲット面とのギャップ変化に応じたセンサ信号を出力するインダクタンス式センサと、を備え、
前記電源装置は、
前記センサ信号の電圧レベルとローレベル閾値およびハイレベル閾値とを比較して、前記凹凸段差に対応したローレベル信号およびハイレベル信号を生成する信号生成手段と、
電源投入時に、前記モータを駆動制御して前記ロータを複数の回転角度位置に順に停止させるモータ制御手段と、
前記複数の角度位置における前記センサ信号の各電圧レベルを計測する計測手段と、
前記複数の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記センサ信号の電圧レベルが前記ローレベル閾値に基づく第1の判定閾値以下となり、かつ、他の角度位置の少なくとも一つにおいて、前記センサ信号の電圧レベルが前記ハイレベル閾値に基づく第2の判定閾値以上となるように電圧補正値を設定する補正値設定手段と、
前記ハイレベル閾値およびローレベル閾値、または前記センサ信号の電圧レベルを、前記電圧補正値により補正する補正手段と、を備えることを特徴とする真空ポンプ。
A rotor formed with a rotation-side exhaust function part, a magnetic bearing that magnetically floats the rotor, a pump body having a motor that rotationally drives the rotor with respect to a fixed-side exhaust function part, and a power source that drives and controls the pump body In a vacuum pump composed of a device,
The pump body is
A sensor target provided integrally with the rotor and having a stepped surface on the target surface;
An inductance sensor that is disposed opposite to the target surface and outputs a sensor signal in accordance with a gap change with the target surface;
The power supply device
A signal generation means for comparing the voltage level of the sensor signal with a low level threshold and a high level threshold to generate a low level signal and a high level signal corresponding to the uneven step;
Motor control means for driving and controlling the motor to stop the rotor in order at a plurality of rotation angle positions when power is turned on;
Measuring means for measuring each voltage level of the sensor signal at the plurality of angular positions;
At least one of the plurality of angular positions, the voltage level of the sensor signal is equal to or lower than a first determination threshold based on the low level threshold, and the voltage level of the sensor signal is at least one of the other angular positions. Correction value setting means for setting a voltage correction value so that is equal to or higher than a second determination threshold value based on the high level threshold value;
A vacuum pump comprising: correction means for correcting the high level threshold value and the low level threshold value, or the voltage level of the sensor signal with the voltage correction value.
請求項7に記載の真空ポンプにおいて、The vacuum pump according to claim 7,
前記補正値設定手段が、前記ローレベル閾値と前記ハイレベル閾値との平均値および前記計測された複数の電圧レベルの最小値と最大値との平均値を求め、その差分値を電圧補正値として設定することを特徴とする真空ポンプ。The correction value setting means obtains an average value of the low level threshold and the high level threshold and an average value of minimum and maximum values of the plurality of measured voltage levels, and uses the difference value as a voltage correction value. A vacuum pump characterized by setting.
請求項に記載の真空ポンプにおいて、
前記ポンプ本体はポンプ識別情報が記憶されたポンプ側識別情報記憶手段を備え、
前記電源装置は、
接続されたポンプ本体の前記ポンプ識別情報を認識する認識手段と、
前記認識手段で認識されたポンプ識別情報を記憶するための電源側識別情報記憶手段と、
前記補正値設定手段により設定された電圧補正値を記憶する補正値記憶手段と、
電源投入時に、前記認識手段により認識されたポンプ識別情報と、前記電源側識別情報記憶手段に記憶されていたポンプ識別情報とが一致するか否かを判定する識別情報判定手段と、
前記識別情報判定手段により一致していると判定された場合には、前記補正手段は前記補正値記憶手段に記憶されている電圧補正値で前記補正手段の補正を行わせ、一致しないと判定された場合には、前記補正値設定手段で設定された電圧補正値で前記補正手段の補正を行なわせる補正制御手段と、
前記識別情報判定手段により一致しないと判定された場合に、前記認識手段により認識されたポンプ識別情報で前記電源側識別情報記憶手段に記憶されているポンプ識別情報を書き換える識別情報書き換え手段とを、備えることを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 8 ,
The pump body includes pump-side identification information storage means in which pump identification information is stored,
The power supply device
Recognition means for recognizing the pump identification information of the connected pump body;
Power supply side identification information storage means for storing pump identification information recognized by the recognition means;
Correction value storage means for storing the voltage correction value set by the correction value setting means;
Identification information determination means for determining whether or not the pump identification information recognized by the recognition means coincides with the pump identification information stored in the power supply side identification information storage means when the power is turned on;
If it is determined by the identification information determination means that the values match, the correction means corrects the correction means with the voltage correction value stored in the correction value storage means, and it is determined that they do not match. A correction control means for correcting the correction means with the voltage correction value set by the correction value setting means,
An identification information rewriting unit that rewrites the pump identification information stored in the power source side identification information storage unit with the pump identification information recognized by the recognition unit when the identification information determination unit determines that they do not match, A vacuum pump comprising:
請求項に記載の真空ポンプにおいて、
前記ポンプ本体は、前記電圧補正値の基準値が記憶された基準値記憶手段を備え、
前記電源装置は、前記補正値設定手段により設定された電圧補正値と前記基準値との差が所定値以上の場合に、警報を発生する警報手段を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
The vacuum pump according to claim 8 ,
The pump body includes a reference value storage means in which a reference value of the voltage correction value is stored,
The vacuum pump according to claim 1, wherein the power supply device includes alarm means for generating an alarm when a difference between the voltage correction value set by the correction value setting means and the reference value is a predetermined value or more.
JP2010069420A 2010-03-25 2010-03-25 Vacuum pump Active JP5509970B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010069420A JP5509970B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Vacuum pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010069420A JP5509970B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Vacuum pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011202555A JP2011202555A (en) 2011-10-13
JP5509970B2 true JP5509970B2 (en) 2014-06-04

Family

ID=44879453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010069420A Active JP5509970B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Vacuum pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5509970B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357789B1 (en) * 2013-03-28 2014-02-04 신우중공업주식회사 Vertical pump equipment

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003148470A (en) * 2001-11-12 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Magnetic bearing control device
JP2007143213A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Shimadzu Corp Dc brushless motor and rotary vacuum pump
JP5115134B2 (en) * 2007-10-12 2013-01-09 株式会社島津製作所 Vacuum pump device
JP5309876B2 (en) * 2008-10-16 2013-10-09 株式会社島津製作所 Vacuum pump

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011202555A (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009002516A (en) Method and device for starting electric equipment having magnetically borne rotor
CN103181072B (en) Lead angle value setting method, motor driving control circuit, and brushless motor
JP2011519262A (en) Method for detecting offset angle of synchronous machine
US10177638B2 (en) Rotor position encoder for an electronically commutated electric machine having a reference encoder
US20140097777A1 (en) Driving a rotating device based on a combination of speed detection by a sensor and sensor-less speed detection
KR950014129B1 (en) Method and apparatus for controlling brushless dc motor
JP2013079602A (en) Turbo-molecular pump
JP5509970B2 (en) Vacuum pump
JP7348225B2 (en) How to start a permanent magnet synchronous machine without an encoder
JP2007089386A (en) Device for monitoring redundant rotational speed
JP2011226399A (en) Vacuum pump
KR20090098914A (en) Method for determination of resonant frequencies of a rotor using magnetic bearings
JP2007143213A (en) Dc brushless motor and rotary vacuum pump
CN105227026B (en) Axial flux permanent magnet motor condition monitoring
TWI675544B (en) Location detection system for use in a brushless direct current motor and switching method thereof
JP2008154314A (en) Motor driving apparatus and washing machine equipped with same
JP4674514B2 (en) DC brushless motor device and rotary vacuum pump
CN107210662B (en) Controller and method for detecting a blocked state of an electric machine
JP4957199B2 (en) Turbo molecular pump
CN111902636B (en) Vacuum pump and control device for vacuum pump
JP5834957B2 (en) Sensorless three-phase brushless motor controller and vacuum pump
JP2009121351A (en) Turbo-molecular pump
JP2001359286A (en) Vibration type actuator drive controller, fault detection/fixing method and recording medium
WO2016158186A1 (en) Centrifugal pump device
WO2016158185A1 (en) Centrifugal pump device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130604

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140310

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5509970

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151