JP6445227B1 - 真空ポンプおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
メカニカルブースタポンプは、典型的には補助ポンプとともに真空排気系を構成し、補助ポンプである程度まで圧力を下げた後に運転を開始して排気速度を増幅させるために用いられる。
また仮に定格動力で安定する温度で発揮される磁束を想定したとしても、始動時から安定温度になる迄はポンプ性能が維持できない。
上記ポンプ本体は、回転軸と、金属製のケーシング部とを有する。
上記第1の温度センサは、上記ケーシング部に取り付けられ、上記ケーシング部の温度を検出する。
上記モータは、永久磁石を含み上記回転軸に取り付けられたロータコアと、複数のコイルを有するステータコアと、上記ロータコアを収容するキャンと、を有する。
上記制御ユニットは、駆動回路と、補正回路とを有する。上記駆動回路は、あらかじめ設定された誘起電圧定数を基に上記モータを回転させる駆動信号を上記複数のコイルへ供給する。上記補正回路は、上記第1の温度センサの出力に基づいて、上記誘起電圧定数を補正する。
これにより、モータ温度の上昇に伴う永久磁石の磁束量の減少によるモータの脱調を防いで、真空ポンプの高負荷連続運転を実現することができる。
駆動回路の温度を検出する第2の温度センサが第1の温度センサとは別に設けられているため、駆動回路の温度を適切に検出することができる。
ポンプ本体の一部を構成する金属製のケーシング部に取り付けられた温度センサの出力に基づいて、上記誘起電圧定数が補正される。
図1は本発明の一実施形態に係る真空ポンプの一方側から見た全体斜視図、図2は上記真空ポンプの他方側から見た全体斜視図、図3は上記真空ポンプの内部構造を示す概略拡大横断面図、図4は上記真空ポンプの内部構造を示す概略側断面図である。
図においてX軸、Y軸およびZ軸は、相互に直交する3軸方向を示している。
ポンプ本体10は、第1のポンプロータ11と、第2のポンプロータ12と、第1及び第2のポンプロータ11,12を収容するケーシング13とを有する。
モータ20は、永久磁石同期型のキャンドモータで構成される。モータ20は、ロータコア21と、ステータコア22と、キャン23と、モータケース24とを有する。
図5は、制御ユニット30の構成を概略的に示すブロック図である。
図11に温度センサ41の出力の温度特性を示す。温度センサ41には半導体部品であるサーミスタが用いられ、ロータコア21(永久磁石M)とは異なる非線形な温度特性を有する。そこで、補正回路331は、温度センサ41の出力に基づき、40℃〜90℃の温度範囲においては図中太実線で示すようにロータコア21(永久磁石M)の温度を推定する近似直線APを設定し、近似直線APに対応する温度をロータコア21の推定温度として取得する。補正回路331は、取得した推定温度を基に、誘起電圧定数を補正する(図10)。
一方、温度センサ41により検出される第1のケーシング部131の温度が第2の温度Th2以上第3の温度Th3(90℃)未満の場合には、補正回路331は、上記第1の温度勾配とは異なる第2の温度勾配を有する第2の近似直線AP2に従って誘起電圧定数を補正する。
次に、以上のように構成される本実施形態の真空ポンプ100の典型的な動作について説明する。
補正回路331は、第1のケーシング部131の温度が第2の温度Th2以上、第3の温度Th3(90℃)未満の場合には、第2の近似直線AP2(図11参照)に従って、誘起電圧を低下させるように誘起電圧定数を補正する(図6,10,11ステップ106,107)。
以上の動作は、真空ポンプ100の運転停止操作が行われるまで、繰り返し実行される(ステップ109)。
11s,12s…回転軸
20…モータ
21…ロータコア
22…ステータコア
23…キャン
24…モータケース
30…制御ユニット
31…駆動回路
32…位置検出部
33…SW制御部
41…第1の温度センサ
42…第2の温度センサ
100…真空ポンプ
131…第1のケーシング部
331…補正回路
M…永久磁石
Claims (8)
- 回転軸と、金属製のケーシング部とを有するポンプ本体と、
前記ケーシング部に取り付けられ、前記ケーシング部の温度を検出する第1の温度センサと、
永久磁石を含み前記回転軸に取り付けられたロータコアと、複数のコイルを有するステータコアと、前記ロータコアを収容するキャンと、を有するモータと、
あらかじめ設定された誘起電圧定数を基に前記モータを回転させる駆動信号を前記複数のコイルへ供給する駆動回路と、前記第1の温度センサの出力に基づいて前記誘起電圧定数を補正する補正回路とを有する制御ユニットと
を具備する真空ポンプ。 - 請求項1に記載の真空ポンプであって、
前記補正回路は、前記ケーシング部の温度が所定の温度範囲の場合には、前記ケーシング部の温度が高いほど前記モータの誘起電圧が低下するように前記誘起電圧定数を補正する
真空ポンプ。 - 請求項2に記載の真空ポンプであって、
前記補正回路は、前記ケーシング部の温度が第1の温度以上第2の温度未満の場合には、第1の温度勾配を有する第1の近似直線に従って前記誘起電圧定数を補正し、前記ケーシング部の温度が前記第2の温度以上第3の温度未満の場合には、前記第1の温度勾配とは異なる第2の温度勾配を有する第2の近似直線に従って前記誘起電圧定数を補正する
真空ポンプ。 - 請求項3に記載の真空ポンプであって、
前記第1の温度勾配は、前記第2の温度勾配よりも大きい
真空ポンプ。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の真空ポンプであって、
前記制御ユニットは、前記駆動回路の温度を検出する第2の温度センサをさらに有し、
前記駆動回路は、前記駆動回路の温度が前記第3の温度以上の場合には、前記複数のコイルへの前記駆動信号の供給を停止する
真空ポンプ。 - 永久磁石同期型のモータを備えた真空ポンプの制御方法であって、
あらかじめ設定された誘起電圧定数を基に前記モータを回転させる駆動信号を生成し、
ポンプ本体の一部を構成する金属製のケーシング部に取り付けられた温度センサの出力に基づいて、前記誘起電圧定数を補正する
真空ポンプの制御方法。 - 請求項6に記載の真空ポンプの制御方法であって、
前記ケーシング部の温度が所定の温度範囲の場合には、前記ケーシング部の温度が高いほど前記モータの誘起電圧が低下するように前記誘起電圧定数を補正する
真空ポンプの制御方法。 - 請求項7に記載の真空ポンプの制御方法であって、
前記ケーシング部の温度が第1の温度以上第2の温度未満の場合には、第1の温度勾配を有する第1の近似直線に従って前記誘起電圧定数を補正し、
前記ケーシング部の温度が前記第2の温度以上第3の温度未満の場合には、前記第1の温度勾配とは異なる第2の温度勾配を有する第2の近似直線に従って前記誘起電圧定数を補正する
真空ポンプの制御方法。
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