JP6580311B2 - Vacuum pump and operating method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、真空チャンバなどの密閉容器から気体を吸引する真空ポンプに関し、特に過電圧および/または過電流に起因する故障を回避するための保護機能を備えたインバータ装置を有する真空ポンプに関する。 The present invention relates to a vacuum pump that sucks gas from a sealed container such as a vacuum chamber, and more particularly to a vacuum pump having an inverter device having a protection function for avoiding a failure due to an overvoltage and / or overcurrent.
ドライ真空ポンプは、半導体デバイスの製造設備として広く使用されている。半導体デバイスの製造過程には真空空間中で製品の処理を行う工程があり、該真空空間を形成するためにドライ真空ポンプが用いられている。 Dry vacuum pumps are widely used as semiconductor device manufacturing equipment. A semiconductor device manufacturing process includes a process of processing a product in a vacuum space, and a dry vacuum pump is used to form the vacuum space.
ドライ真空ポンプは、所望のトルクを出力したり、省エネや真空空間の圧力を制御するために運転速度を変化させることを目的として、インバータ装置でモータ制御を行うことが一般的になってきている。インバータ装置は、過電圧および/または過電流などのエラーに起因する故障を回避するために、自身を保護する保護機能を備えているものがある。このタイプのインバータ装置は、エラーを検出すると、保護機能が作動してその運転を停止するように構成される。 In dry vacuum pumps, it is becoming common to perform motor control with an inverter device for the purpose of outputting a desired torque or changing the operation speed in order to save energy or control the pressure in a vacuum space. . Some inverter devices have a protection function for protecting themselves in order to avoid failures due to errors such as overvoltage and / or overcurrent. This type of inverter device is configured such that when an error is detected, a protection function is activated to stop its operation.
しかしながら、半導体デバイスの生産中にドライ真空ポンプが突然運転を停止すると、真空空間内の圧力が上昇し、生産中の製品(半導体デバイス)にダメージを与え、不良品を発生させてしまう。 However, if the dry vacuum pump suddenly stops operating during the production of the semiconductor device, the pressure in the vacuum space increases, causing damage to the product (semiconductor device) being produced and generating a defective product.
そこで、本発明は、エラーの発生に起因する運転停止の頻度を少なくすることができる真空ポンプおよびその運転方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vacuum pump that can reduce the frequency of operation stop caused by the occurrence of an error, and an operation method thereof.
上述した目的を達成するために、本発明の第1の態様は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、前記制御装置は、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記モータが完全に停止する前に前記インバータ装置を再始動させることで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプである。 In order to achieve the above-described object, a first aspect of the present invention includes a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, A control device for controlling the inverter device, and the inverter device stops its own operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs, and the control device generates a predetermined error. If the condition is satisfied, the operation of the pump module is continued by restarting the inverter device before the motor completely stops .
本発明の第1参考例は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、時間を計測するタイマーと、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、前記制御装置は、予め定められた期間内に発生したエラーを解除するためのエラー解除信号を前記インバータ装置に送信し、前記インバータ装置は、前記エラー解除信号を受けると、前記予め定められた期間内に前記エラーが起こった場合には自身の運転を停止させないことで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプである。 A first reference example of the present invention includes a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, a timer that measures time, and the inverter The inverter device stops its operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs, and the control device is generated within a predetermined period. An error cancel signal for canceling the error is transmitted to the inverter device, and when the inverter device receives the error cancel signal, the inverter device operates itself when the error occurs within the predetermined period. The vacuum pump is characterized in that the operation of the pump module is continued without stopping the operation.
本発明の第2参考例は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、前記インバータ装置は、エラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、前記制御装置は、前記インバータ装置の運転が停止した後に該インバータ装置を直ちに再始動させることで前記ポンプモジュールの運転を継続させ、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達した場合には、前記インバータ装置を再始動させないことを特徴とする真空ポンプである。 A second reference example of the present invention includes a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, and a control device that controls the inverter device; The inverter device stops its operation when an error occurs, and the control device restarts the inverter device immediately after the operation of the inverter device stops, thereby the pump module The vacuum pump is characterized in that when the number of errors occurring within a set time reaches a predetermined threshold value, the inverter device is not restarted.
本発明の第2の態様は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記インバータ装置を再始動させることで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプの運転方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, and a control device that controls the inverter device. When an error caused by overvoltage or overcurrent occurs, the operation of the inverter device is stopped, and if the occurrence of the error satisfies a predetermined condition , by restarting the pre Symbol inverter device, a method of operating a vacuum pump, characterized in that to continue the operation of the pump module.
本発明の第3参考例は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、時間を計測するタイマーと、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、予め定められた期間内に発生したエラーを解除するためのエラー解除信号を前記インバータ装置に送信し、前記予め定められた期間内に前記エラーが起こった場合には前記インバータ装置の運転を停止させないことで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプの運転方法である。 A third reference example of the present invention includes a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, a timer that measures time, and the inverter A vacuum pump operation method comprising a control device for controlling the device, and when an error due to overvoltage or overcurrent occurs, the operation of the inverter device is stopped and within a predetermined period. An error cancel signal for canceling the generated error is transmitted to the inverter device, and the operation of the inverter device is not stopped when the error occurs within the predetermined period. The operation method of the vacuum pump is characterized in that the operation is continued.
本発明の第4参考例は、気体を排気するポンプモジュールと、前記ポンプモジュールを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、エラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、前記インバータ装置の運転が停止した後に該インバータ装置を直ちに再始動させることで前記ポンプモジュールの運転を継続させ、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達した場合には、前記インバータ装置を再始動させないことを特徴とする真空ポンプの運転方法である。 A fourth reference example of the present invention includes a pump module that exhausts gas, a motor that drives the pump module, an inverter device that supplies AC power of variable frequency to the motor, and a control device that controls the inverter device; When an error occurs, the operation of the inverter device is stopped, and the inverter device is immediately restarted after the operation of the inverter device is stopped. The operation of the vacuum pump is characterized in that the operation of the module is continued and the inverter device is not restarted when the number of errors occurring within a set time reaches a predetermined threshold value.
本発明の第1および第2の態様によれば、エラーが所定の条件下で起こった場合には、インバータ装置が再始動される。この所定の条件は、インバータ装置の運転を継続してもインバータ装置が故障しないと予想されるエラーの発生条件である。このようなエラー監視制御により、エラーの発生に起因するポンプの運転停止の頻度を少なくすることができる。 According to the first and second aspects of the present invention, when an error occurs under a predetermined condition, the inverter device is restarted. This predetermined condition is an error generation condition that is expected to prevent the inverter device from failing even if the operation of the inverter device is continued. By such error monitoring control, the frequency of pump operation stoppage due to the occurrence of an error can be reduced.
本発明の第1および第3の参考例によれば、エラーが所定の期間内に起こった場合には、エラーが自動的に解除され、インバータ装置は停止されない。このようなエラー監視制御により、エラーの発生に起因するポンプの運転停止の頻度を少なくすることができる。 According to the first and third reference examples of the present invention, when an error occurs within a predetermined period, the error is automatically canceled and the inverter device is not stopped. By such error monitoring control, the frequency of pump operation stoppage due to the occurrence of an error can be reduced.
本発明の第2および第4の参考例によれば、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達しない限り、インバータ装置の運転がエラー発生により停止しても、インバータ装置は直ちに再始動される。このようなエラー監視制御により、エラーの発生に起因するポンプの運転停止の頻度を少なくすることができる。さらに、エラーが起こるたびに複数のタイマーのいずれか1つが時間の計測を開始するので、制御装置は、エラーが高頻度で発生したことを速やかにかつ確実に検出することができる。 According to the second and fourth reference examples of the present invention, as long as the number of errors that have occurred within the set time does not reach a predetermined threshold value, even if the operation of the inverter device stops due to the occurrence of an error, the inverter device Will be restarted immediately. By such error monitoring control, the frequency of pump operation stoppage due to the occurrence of an error can be reduced. Furthermore, since any one of the plurality of timers starts measuring time each time an error occurs, the control device can quickly and reliably detect that the error has occurred frequently.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る真空ポンプを示す模式図である。図1に示すように、真空ポンプは、気体を排気するポンプモジュール1と、このポンプモジュール1を駆動するモータ2と、モータ2に可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置5と、インバータ装置5を制御する制御装置7とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a vacuum pump according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vacuum pump includes a
ポンプモジュール1は、真空チャンバなどの密閉容器8に接続されており、この密閉容器8内の気体を吸引して密閉容器8内に真空を形成する。ポンプモジュール1としては、その内部に形成されている気体の流路にオイルを用いないドライポンプモジュールが形成される。このようなドライポンプモジュールを備えた真空ポンプは、一般に、ドライ真空ポンプと呼ばれており、半導体デバイスの製造に広く使用されている。
The
図2は、インバータ装置5の模式図である。図2に示すように、インバータ装置5は、コンバータ部11、平滑コンデンサ15、インバータ部12、ゲートドライバ13、およびインバータ制御部16を有している。コンバータ部11はその内部に整流回路を有しており、電力供給源9から供給される三相の交流電力を直流電力に変換するように構成されている。平滑コンデンサ15は、変換された直流電力を平滑化するために設けられている。
FIG. 2 is a schematic diagram of the
インバータ部12は、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などのスイッチング素子を有しており、平滑化された直流電力から三相の交流電力を生成する。ゲートドライバ13は、インバータ部12の各スイッチング素子を開閉するためのゲートドライブ信号を生成する。インバータ部12のスイッチング素子は、ゲートドライバ13からのゲートドライブ信号に従って駆動され、これによりインバータ部12は可変周波数の交流電力を出力する。
The
電流測定器20は、インバータ部12から出力される三相電流を測定して、三相電流の測定値をインバータ制御部16に送る。インバータ制御部16は、電流測定器20から送られる測定値、および制御装置7から送られる速度指令値に基づいて、インバータ部12から出力される交流電力を制御する。すなわち、インバータ制御部16は、速度指令値を上位のポンプコントローラ(図示せず)から受け、三相電流の測定値に基づいてPWM信号を生成する。このPWM信号はゲートドライバ13に送られる。ゲートドライバ13は、PWM信号に基づいて、インバータ部12のスイッチング素子を駆動するためのゲートドライブ信号を生成する。インバータ部12のスイッチング素子は、ゲートドライバ13からのゲートドライブ信号に従って駆動され、これによりインバータ部12は可変周波数の交流電力をモータ2に出力する。
The
インバータ装置5は、過電圧および過電流などのエラーが発生したときに、自身を故障から保護するための保護機能を備えている。より具体的には、エラーが発生すると、インバータ装置5は、その運転を停止するように構成されている。エラーは、過電圧エラー(すなわち、過大な電圧がインバータ装置5に印加されること)と、過電流エラー(すなわち、過大な電流がインバータ装置5に流れること)に大別される。
The
コンバータ部11に入力される直流電力が上昇すると、インバータ装置5内部の平滑コンデンサ15やインバータ部12の各スイッチング素子が破壊するおそれがある。そこで、インバータ装置5は、コンバータ部11の直流電圧を監視し、この直流電圧が予め設定した値以上であった場合に、インバータ装置5はその運転を停止するように構成されている。
When the DC power input to the
コンバータ部11の直流電圧が上昇する原因としては、電力供給源9の異常、およびインバータ制御の乱調が考えられる。以下、電力供給源9の異常に起因する過電圧エラーをエラー1と呼び、インバータ制御の乱調に起因する過電圧エラーをエラー2と呼ぶ。
Possible causes for the DC voltage of the
エラー1は、インバータ装置5に交流電力を供給する電力供給源9の異常に起因するものである。エラー1は様々な原因によって起こりうる。エラー1が起こると、インバータ装置5への入力電圧が上昇するために、インバータ装置5が故障するおそれがある。したがって、この場合は、インバータ装置5は直ちにその運転を停止する。
エラー2は、瞬間的な停電の後に、慣性の力のみで回転している(すなわちフリーランしている)モータ2およびポンプモジュール1を再び始動させる場合に起こりやすい。瞬間的な停電が発生すると、自動的にインバータ装置5の電力出力は停止する(つまり、電力が入力されないため、インバータ装置5は電力を出力できない)。瞬間的な停電の時間的長さは、通常1秒以内であるので、瞬間的な停電の間、モータ2は惰性で回転し続けるが、軸受の損失等によりにモータ2の回転速度は徐々に低下する。
電力が復旧すると、インバータ装置5は、フリーランしている現在のモータ2の回転速度を測定し、インバータ装置5はモータ2の回転速度と同期した周波数を持つ交流電力の出力を開始する。このとき、モータ2の回転速度に対応した周波数よりも低い周波数の交流電力をインバータ装置5が出力すると、インバータ装置5はモータ2を積極的に減速させることになり、モータ2の動力が回生エネルギーとしてインバータ装置5へ戻る。結果としてインバータ装置5内の電圧が上昇し、過電圧が発生する。
When the power is restored, the
停電がある程度長時間続くと、モータ2は完全に停止する。したがって、長時間の停電後にインバータ装置5を始動する動作は、通常の始動動作と何ら変わりなく、この場合は上述したようなエラーは生じない。
If the power failure continues for a long time, the
エラー2は、制御装置7からの指令に従ってインバータ装置5がモータ2を減速させる場合にも起こりやすい。例えば、真空ポンプを通常運転モードからアイドル運転モードへ移行する場合、制御装置7は、モータ2の回転速度を下げるようにインバータ装置5に指令する。このように積極的にモータ2の回転速度を低下させると、モータ2の動力が回生エネルギーとしてインバータ装置5へ戻ることがある。結果としてインバータ装置5内の電圧が上昇し、過電圧が発生することがある。
過電圧に加え、過電流もインバータ装置5の故障原因になりうる。すなわち、インバータ装置5に大きな電流が流れると、インバータ装置5内部のスイッチング素子が破壊されるおそれがある。そこで、インバータ装置5はインバータ部12の出力電流を監視し、この出力電流が予め設定した値以上であった場合に、インバータ装置5はその運転を停止するように構成されている。
In addition to overvoltage, overcurrent can also cause failure of the
過電流の原因としては、インバータ制御の乱調およびモータ2の故障が考えられる。以下、インバータ制御の乱調に起因する過電流エラーをエラー3と呼び、モータ2の故障に起因する過電流エラーをエラー4と呼ぶ。
As the cause of the overcurrent, the inverter control turbulence and the failure of the
エラー3は、エラー2と同じように、瞬間的な停電の後に、慣性の力のみで回転しているモータ2を再び始動させる場合や、制御装置7からの指令に従ってインバータ装置5がモータ2を減速させる場合に起こりやすい。例えば、瞬間的な停電の後にインバータ装置5を再始動するとき、インバータ装置5から出力される交流電力の周波数がモータ2の実際の回転速度と大きく異なっていると、インバータ制御の乱調によって過電流が流れる。特に、モータ2のロータ位置のセンシングに失敗すると、不適切なタイミングで電圧がモータ2に印加され、結果として過電流が流れる。ロータ位置のセンシングに失敗する原因としては、モータ2の検出電流にノイズが重畳することや、ポンプモジュール1の負荷が急激に変化し、モータ2の回転速度が急激に変化することが挙げられる。
Error 3 is the same as
さらに、エラー3は、ポンプモジュール1(およびモータ2)をアイドル運転しているときに生じやすい。アイドル運転とは、省エネルギーを目的として、モータ2の定格速度よりも低いアイドル速度でモータ2を回転させる運転をいう。例えば、アイドル運転では、モータ2の定格速度の10%の速度でモータ2を回転させる。インバータ装置5は、モータ2がその定格速度で回転しているときに適切な速度制御ができるように調整されている。アイドル速度と定格速度との差が大きいと、インバータ制御部16の制御動作が不安定になり、過電流が流れることがある。
Further, error 3 is likely to occur when the pump module 1 (and the motor 2) is idling. The idle operation is an operation in which the
エラー4は、モータ2の故障に起因するエラーである。このため、エラー4が起こった場合は、インバータ装置5の運転を直ちに停止させ、モータ2の修理または交換をしなければならない。
Error 4 is an error resulting from the failure of the
以上述べたように、インバータ装置5のエラーは、過電圧エラーと過電流エラーに大別される。さらに、過電圧エラーは、電力供給源9の異常に起因するエラー1と、インバータ制御の乱調に起因するエラー2に分けられ、過電流エラーは、インバータ制御の乱調に起因するエラー3と、モータ2の故障に起因するエラー4に分けられる。これらのエラー1〜4が起こると、インバータ装置5は、その運転を停止するとともに、制御装置7にエラー信号を送信する。
As described above, the error of the
4つのエラー1〜4のうち、エラー1,4は深刻なエラーである。言い換えれば、エラー1,4が起こった後にインバータ装置5の運転を継続すると、インバータ装置5が故障するおそれがある。したがって、エラー1,4が起こったときは、インバータ装置5の運転を停止させる必要がある。
Of the four
これに対し、エラー2,3は、比較的軽度のエラーである。例えば、惰性で回転しているモータ2の回転速度が低下して回生エネルギーが小さくなれば、過電圧および過電流は発生しなくなる。また、ロータ位置のセンシングに失敗した場合でも、次の瞬間にはロータ位置のセンシングを正しく行える場合もある。これらエラー2,3は、インバータ装置5自体の故障によって生じたのではなく、インバータ装置5の制御の乱れによって生じたものであるから、インバータ装置5の運転を停止する必要がないこともある。
On the other hand,
そこで、エラー発生に伴う真空ポンプの頻繁な運転停止を回避するために、制御装置7は、エラー2,3が起こった場合には、インバータ装置5を直ちに再始動させるように構成されている。
Therefore, in order to avoid frequent shutdown of the vacuum pump due to the occurrence of an error, the
エラー1〜4のいずれかが起こると、エラー信号がインバータ装置5から制御装置7に送られる。したがって、制御装置7は、このエラー信号を受信することにより、エラーの発生を検出することができる。制御装置7は、エラーの発生が所定の条件を満たす場合には、そのエラーはエラー2またはエラー3であると判断し、インバータ装置5を再始動させる。所定の条件とは、次の3つの条件である。
条件1:停電(瞬間的な停電)が復旧して電力の供給が再開されてから所定の時間以内(10秒以内、好ましくは5秒位内、さらに好ましくは2秒以内)に、エラーが発生したこと。
条件2:制御装置7からの指令に従ってインバータ装置5がモータ2の減速を開始した時点から所定の時間以内(10秒以内、好ましくは5秒位内、さらに好ましくは2秒以内)にエラーが発生したこと。
条件3:インバータ装置5がモータ2をその定格速度よりも低いアイドル速度(定格速度の50%未満、好ましくは30%未満、より好ましくは10%未満)で回転させているときにエラーが発生したこと。
When any one of the
Condition 1: An error occurs within a predetermined time (within 10 seconds, preferably within 5 seconds, more preferably within 2 seconds) after a power failure (instantaneous power failure) is recovered and power supply is resumed. What you did.
Condition 2: An error occurs within a predetermined time (within 10 seconds, preferably within about 5 seconds, more preferably within 2 seconds) from the time point when the
Condition 3: An error occurred when the
制御装置7は、エラーの発生が、条件1、条件2、および条件3のうちのいずれかを満たす場合には、インバータ装置5を再始動させる。これに対し、エラーの発生が、条件1、条件2、および条件3のいずれも満たさない場合には、そのエラーは上述したエラー1,4と考えられるので、制御装置7はインバータ装置5を再始動させない。上記条件1〜3を設定した理由は、エラー2,3は、上述したように、瞬間的な停電の直後にインバータ装置5を再始動するとき、モータ2を積極的に減速させるとき、およびモータ2がアイドル運転しているときに発生しやすいからである。
The
図3は、モータ2がアイドル運転しているときにエラーが発生したときのモータ2の回転速度の変化を示すグラフである。図3に示すように、モータ2がアイドル速度で回転しているときにエラーが起こると、インバータ装置5はエラー信号を制御装置7に送ると同時に、一旦その運転を停止する。制御装置7は、エラーの発生が条件3を満たしているので、インバータ装置5を再始動させる。モータ2は完全に停止する前に再び回転し、ポンプモジュール1を駆動し続ける。このように、エラーが発生してもインバータ装置5はその運転を継続するので、ポンプモジュール1は密閉容器8の真空排気を継続することができる。
FIG. 3 is a graph showing changes in the rotational speed of the
図4は、制御装置7からの指令に従ってインバータ装置5がモータ2を減速させているときにエラーが発生したときのモータ2の回転速度の変化を示すグラフである。図4に示すように、インバータ装置5がモータ2を減速させているときにエラーが起こると、インバータ装置5はエラー信号を制御装置7に送ると同時に、一旦その運転を停止する。制御装置7は、エラーの発生が条件2を満たしているので、インバータ装置5を再始動させる。図4に示すように、インバータ装置5が再始動してから所定時間以内(10秒以内、好ましくは5秒位内、さらに好ましくは2秒以内)に再びエラーが発生したときは、制御装置7は、再びインバータ装置5を再始動させてもよい。
FIG. 4 is a graph showing changes in the rotational speed of the
エラー2,3は比較的軽度のエラーであるが、その発生頻繁が高いと重大な故障につながることもある。そこで、制御装置7は、エラー2,3の発生頻度に基づいてインバータ装置5の運転を継続させるか、または停止させるかを判断する。より具体的には、制御装置7は、エラー(エラー2またはエラー3)が発生した回数をカウントし、カウントされた回数が所定のしきい値に達した場合には、インバータ装置5を再始動させないように構成されている。
図1に示すように、制御装置7は、エラーの回数をカウントするカウンター22と、監視時間を計測するタイマー23を備えている。制御装置7は、所定の監視時間内にエラーが発生しなかったときは、カウントされた回数を0にリセットする。これは、所定の監視時間内にエラーが発生しなかったということは、エラー2,3の発生頻度が低いと考えられるからである。
As shown in FIG. 1, the
図5は、エラーの回数をカウントするカウンター22と、監視時間を計測するタイマー23の動作を説明するための図である。エラー(エラー2またはエラー3)が発生すると、カウンター22はエラーの発生回数をカウントし、同時にタイマー23がスタートする。次にエラー(エラー2またはエラー3)が発生すると、カウンター22はエラーの発生回数をカウントし、同時にタイマー23が0にリセットされ、再びスタートする。所定の監視時間(図5では10秒)の間エラーが発生しなかった場合は、カウントされたエラーの回数が0にリセットされる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the
再びエラー(エラー2またはエラー3)が発生すると、カウンター22はエラーの発生回数を1からカウントし、同時にタイマー23がスタートする。このようなエラー回数のカウントとタイマー23のリセット/スタートが繰り返された結果、カウントされたエラー回数が所定のしきい値(図5では3回)に達した場合は、制御装置7は、次にエラーが起きてもインバータ装置5を再始動させない。結果として、インバータ装置5からモータ2への電力の供給が停止し、これに伴ってポンプモジュール1も停止する。
When an error (
所定の監視時間が経過する前にエラーが起こるということは、エラー発生の頻度が高いことを意味する。したがって、このような場合には、制御装置7は、インバータ装置5を再始動させないことによって、インバータ装置5を故障から保護することができる。
If an error occurs before a predetermined monitoring time elapses, it means that the frequency of error occurrence is high. Therefore, in such a case, the
次に、本発明の他の実施形態について説明する。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した実施形態と同じであり、その重複する説明を省略する。本実形態では、制御装置7は、予め定められた期間内に発生したエラーを解除するためのエラー解除信号をインバータ装置5に送信するように構成され、インバータ装置5は、エラー解除信号を受けると、前記予め定められた期間内にエラーが起こった場合には自身の運転を停止させないように構成される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the above-described embodiment, and redundant description thereof is omitted. In the present embodiment, the
上記予め定められた時間とは、次の3つの期間である。
期間1:停電が復旧して電力の供給が再開された時点から所定の時間(10秒、好ましくは5秒、さらに好ましくは2秒)が経過するまでの期間。
期間2:制御装置7からの指令に従ってインバータ装置5がモータ2の減速を開始した時点から所定の時間(10秒、好ましくは5秒、さらに好ましくは2秒)が経過するまでの期間。
期間3:インバータ装置5がモータ2をその定格速度よりも低いアイドル速度(定格速度の50%未満、好ましくは30%未満、より好ましくは10%未満)で回転させている期間。
The predetermined time is the following three periods.
Period 1: A period until a predetermined time (10 seconds, preferably 5 seconds, more preferably 2 seconds) elapses after the power failure is restored and the supply of power is resumed.
Period 2: A period until a predetermined time (10 seconds, preferably 5 seconds, more preferably 2 seconds) elapses after the
Period 3: A period during which the
図6は、期間1,2,3の間はインバータ装置5がエラー解除モードにあることを説明するグラフである。制御装置7は、上記期間1,2,3の開始点にインバータ装置5にエラー解除信号を送信する。インバータ装置5は、このエラー解除信号を受けて、期間1,2,3内に起こるエラーをキャンセルする。本実施形態によれば、エラーが解除されるので、インバータ装置5は停止しない。したがって、モータ2の回転速度の落ち込みを回避することができ、ポンプモジュール1は密閉容器8内の真空圧力を保つことできる。
FIG. 6 is a graph for explaining that the
上記期間1,2,3の間に起こるエラーは、上述したエラー2またはエラー3と考えられる。これに対し、上記期間1,2,3以外に起こるエラーは、上述したエラー1またはエラー4と考えられる。エラー解除信号は、期間1,2,3内にのみインバータ装置5をエラー解除モードにするので、期間1,2,3以外でエラーが起こった場合には、インバータ装置5はその運転を停止する。
An error that occurs during the above-described
本実施形態においても、エラーが発生するたびに、インバータ装置5は制御装置7にエラー信号を送信する。制御装置7は、上述の実施形態と同じように、エラー(エラー2またはエラー3)が発生した回数をカウントし、所定の監視時間(例えば10秒)内にエラーが発生しなかったときはカウントされた回数を0にリセットし、カウントされた回数が所定のしきい値に達した場合には、エラー解除信号をインバータ装置5に送信しないように構成される。したがって、カウントされた回数が所定のしきい値に達した後にエラーが発生すると、そのエラーは解除されず、インバータ装置5はその運転を停止する。
Also in this embodiment, whenever an error occurs, the
図7は、本発明の他の実施形態に係る真空ポンプを示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。インバータ装置5は、エラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、制御装置7は、インバータ装置5の運転が停止した後に該インバータ装置5を再始動させるように構成されている。エラーの種類は、過電流に起因するエラー、過電圧に起因するエラーを含むあらゆる種類のエラーが含まれる。つまり、エラーの種類に拘わらず、エラーが起こった場合には、インバータ装置5は自身の運転を停止する。
FIG. 7 is a schematic view showing a vacuum pump according to another embodiment of the present invention. The configuration and operation of the present embodiment that are not particularly described are the same as those of the embodiment shown in FIG. The
エラーが起きた結果、インバータ装置5の運転が停止されても、制御装置7によりインバータ装置5は直ちに再始動される。したがって、モータ2の回転速度の落ち込みが回避され、ポンプモジュール1は密閉容器8内の真空圧力を保つことできる。しかしながら、エラーが頻繁に起こった場合にインバータ装置5を強制的に再始動させると、インバータ装置5が故障してしまうおそれがある。そこで、制御装置7は、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値nに達した場合には、インバータ装置5を再始動させないように構成されている。nは3以上の自然数であり(n≧3)、予め定められる。
As a result of the error, even if the operation of the
図7に示すように、制御装置7は、時間を計測するための複数のタイマー23を備えている。これらのタイマー23の台数は、上記所定のしきい値nから1を引いた数、すなわちn−1である。複数のタイマーのそれぞれは、時間を計測し、計測した時間が設定時間に達すると時間の計測を終了し、計測した時間を0にリセットするように構成されている。制御装置7は、エラーが起こるたびに複数のタイマーのうちのいずれか1つを始動させ、エラーが起こったときに複数のタイマーのすべてが時間を計測している最中である場合は、インバータ装置5を再始動させないように構成されている。
As shown in FIG. 7, the
図8は、エラーが低い頻度で起こった場合のタイマーの動作を説明するタイムチャートである。図8に示す例では、5個のタイマー23A,23B,23C,23D,23Eが設けられており、設定時間は10分である。制御装置7(図7参照)は、エラーが起こるたびに、これらのタイマー23A,23B,23C,23D,23Eのうちのいずれか1つを予め定めた順序に従って始動させる。この例では、エラーE1が起こると、タイマー23Aが始動され、時間の計測を開始する。エラーE2が起こると、タイマー23Bが始動され、時間の計測を開始する。同様に、エラーE3,E4,E5が起こると、タイマー23C,23D,23Eがこの順に始動される。
FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the timer when errors occur at a low frequency. In the example shown in FIG. 8, five
タイマー23A〜23Eは、計測した時間が設定時間である10分に達したときに時間の計測を終了し、計測した時間を0にリセットする。したがって、エラーの発生頻度が低い場合、6件目のエラーE6が起こったときには、最初のタイマー23Aの時間計測動作は既に終了しており、タイマー23Aは時間の計測を再度開始することができる。このように、エラーが低い頻度で起こった場合は、5個のタイマー23A〜23Eのうちのいずれか1つは、エラーが起こるたびに時間計測を開始することができる。
The
これに対して、図9は、エラーが高い頻度で起こった場合のタイマーの動作を説明するタイムチャートである。この例でも、同様に、5個のタイマー23A〜23Eは、エラーE1〜E5が起こったときに順次始動される。しかしながら、6件目のエラーE6が起こったときには、最初のタイマー23Aは時間の計測をいまだ行っている最中である。他のタイマー23B〜23Eも同様に時間の計測を行っている。このように、エラーが高い頻度で起こった場合は、タイマー23Aを含む全てのタイマーは前回の時間の計測が終了していないので、時間の計測を開始することができない。
On the other hand, FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the timer when errors occur at a high frequency. In this example, similarly, the five
図9から分かるように、エラーが起こったときにn−1台のタイマー23のすべてが時間を計測している最中であるということは、上記設定時間内にエラーがn回発生したこと、すなわち、エラーが高頻度で発生していることを意味する。したがって、このような場合には、制御装置7はインバータ装置5を再始動させないことによって、インバータ装置5の故障を未然に防いでいる。その一方で、図8に示すようにエラーが低い頻度で発生している場合には、制御装置7はインバータ装置5を直ちに再始動させ、ポンプモジュール1の運転を継続させる。
As can be seen from FIG. 9, the fact that all n−1
本実施形態では、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達したか否かを判定するために、複数のタイマー23を採用している。1つのタイマーを用いて、設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達したか否かを判定することは可能であるが、複数のタイマー23を使用することで、エラーが高頻度で発生したことを速やかにかつ確実に検出することができる。以下、複数のタイマー23を用いることの利点について図9および図10を参照して説明する。
In the present embodiment, a plurality of
図9に示す例では、エラーの発生回数のしきい値は6に設定されている。言い換えれば、設定時間(図9では10分)内にエラーが5回まで起こることは許容されるが、エラーが6回起こった場合には、制御装置7はインバータ装置5を再始動させない。図10は、1つのタイマーを用いて設定時間内に発生したエラーの回数が所定のしきい値に達したか否かを判定する方法を説明したタイムチャートである。図10に示す例でも同様に、エラーの発生回数のしきい値は6に設定されている。
In the example shown in FIG. 9, the threshold value of the number of occurrences of errors is set to 6. In other words, the error is allowed to occur up to 5 times within the set time (10 minutes in FIG. 9), but if the error occurs 6 times, the
図10に示すように、タイマーは設定時間(図10では10分)の計測を繰り返し実行し、制御装置7はこの設定時間内に発生したエラーの回数をカウントする。エラーE1,E2,E3,E4は、最初の設定時間内に起こっている。したがって、最初の設定時間内に起こったエラーの回数は4であり、しきい値6よりも小さい。エラーE5,E6,E7,E8は、次の設定時間内に起こっている。したがって、次の設定時間内に起こったエラーの回数も4であり、しきい値6よりも小さい。
As shown in FIG. 10, the timer repeatedly measures the set time (10 minutes in FIG. 10), and the
しかしながら、エラーE2,E3,E4,E5,E6,E7は、設定時間である10分以内に発生している。これは、10分以内にエラーが6回起こっていることを意味する。1つのタイマーのみを使用した場合では、制御装置7はこのような高頻度のエラー発生を検出することができない場合がありうる。
However, the errors E2, E3, E4, E5, E6, and E7 have occurred within the set time of 10 minutes. This means that 6 errors have occurred within 10 minutes. If only one timer is used, the
これに対し、図9に示す本実施形態によれば、エラーが起こるたびに複数のタイマー23A〜23Eのいずれか1つが順番に時間の計測を開始する。したがって、制御装置7は、エラーが高頻度で発生したことを速やかにかつ確実に検出することができる。
On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 9, every time an error occurs, any one of the plurality of
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.
1 ポンプモジュール
2 モータ
5 インバータ装置
7 制御装置
8 密閉容器
11 コンバータ部
15 平滑コンデンサ
12 インバータ部
13 ゲートドライバ
16 インバータ制御部
22 カウンター
23,23A〜23E タイマー
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、
前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、
前記制御装置は、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記モータが完全に停止する前に前記インバータ装置を再始動させることで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプ。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A control device for controlling the inverter device;
The inverter device stops its operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs,
The control device continues the operation of the pump module by restarting the inverter device before the motor completely stops if the occurrence of the error satisfies a predetermined condition. To vacuum pump.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、
前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、
前記制御装置は、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記インバータ装置を再始動させるように構成され、
前記所定の条件は、停電が復旧して電力の供給が再開されてから所定の時間以内にエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプ。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A control device for controlling the inverter device;
The inverter device stops its operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs,
The control device is configured to restart the inverter device if the occurrence of the error satisfies a predetermined condition,
The vacuum pump is characterized in that an error has occurred within a predetermined time after the power failure is restored and the supply of power is resumed.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、
前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、
前記制御装置は、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記インバータ装置を再始動させるように構成され、
前記所定の条件は、前記制御装置からの指令に従って前記インバータ装置が前記モータの減速を開始した時点から所定の時間以内にエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプ。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A control device for controlling the inverter device;
The inverter device stops its operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs,
The control device is configured to restart the inverter device if the occurrence of the error satisfies a predetermined condition,
The vacuum pump according to claim 1, wherein the predetermined condition is that an error has occurred within a predetermined time from the time when the inverter device starts decelerating the motor in accordance with a command from the control device.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備え、
前記インバータ装置は、過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、自身の運転を停止し、
前記制御装置は、前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記インバータ装置を再始動させるように構成され、
前記所定の条件は、前記インバータ装置が前記モータをその定格速度よりも低いアイドル速度で回転させているときにエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプ。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A control device for controlling the inverter device;
The inverter device stops its operation when an error due to overvoltage or overcurrent occurs,
The control device is configured to restart the inverter device if the occurrence of the error satisfies a predetermined condition,
The vacuum pump is characterized in that the predetermined condition is that an error has occurred when the inverter device rotates the motor at an idle speed lower than its rated speed.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、
過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、
前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記モータが完全に停止する前に前記インバータ装置を再始動させることで、前記ポンプモジュールの運転を継続させることを特徴とする真空ポンプの運転方法。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A vacuum pump operating method comprising a control device for controlling the inverter device,
If an error due to overvoltage or overcurrent occurs, stop the operation of the inverter device,
If the occurrence of the error satisfies a predetermined condition, the operation of the pump module is continued by restarting the inverter device before the motor completely stops. Method.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、
過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、
前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記インバータ装置を再始動させ、
前記所定の条件は、停電が復旧して電力の供給が再開されてから所定の時間以内にエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプの運転方法。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A vacuum pump operating method comprising a control device for controlling the inverter device,
If an error due to overvoltage or overcurrent occurs, stop the operation of the inverter device,
If the occurrence of the error satisfies a predetermined condition, to restart the pre-Symbol inverter device,
The method of operating a vacuum pump, wherein the predetermined condition is that an error has occurred within a predetermined time after the power failure is restored and the supply of power is resumed.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、
過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、
前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記モータが完全に停止する前に前記インバータ装置を再始動させ、
前記所定の条件は、前記制御装置からの指令に従って前記インバータ装置が前記モータの減速を開始した時点から所定の時間以内にエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプの運転方法。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A vacuum pump operating method comprising a control device for controlling the inverter device,
If an error due to overvoltage or overcurrent occurs, stop the operation of the inverter device,
If the occurrence of the error satisfies a predetermined condition, restart the inverter device before the motor completely stops,
The vacuum pump operating method according to claim 1, wherein the predetermined condition is that an error has occurred within a predetermined time from the time when the inverter device starts to decelerate the motor in accordance with a command from the control device.
前記ポンプモジュールを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えた真空ポンプの運転方法であって、
過電圧または過電流に起因するエラーが起こった場合には、前記インバータ装置の運転を停止させ、
前記エラーの発生が所定の条件を満たしていれば、前記モータが完全に停止する前に前記インバータ装置を再始動させ、
前記所定の条件は、前記インバータ装置が前記モータをその定格速度よりも低いアイドル速度で回転させているときにエラーが発生したことであることを特徴とする真空ポンプの運転方法。 A pump module for exhausting the gas;
A motor for driving the pump module;
An inverter device for supplying AC power of variable frequency to the motor;
A vacuum pump operating method comprising a control device for controlling the inverter device,
If an error due to overvoltage or overcurrent occurs, stop the operation of the inverter device,
If the occurrence of the error satisfies a predetermined condition, restart the inverter device before the motor completely stops,
The predetermined condition is that an error has occurred when the inverter device is rotating the motor at an idle speed lower than its rated speed.
所定の監視時間内に前記エラーが発生しなかったときは前記カウントされた回数を0にリセットし、
前記カウントされた回数が所定のしきい値に達した場合には、前記インバータ装置を再始動させないことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載の真空ポンプの運転方法。 Count the number of times the error has occurred,
When the error does not occur within a predetermined monitoring time, the counted number is reset to 0,
The method of operating a vacuum pump according to any one of claims 7 to 10, wherein the inverter device is not restarted when the counted number of times reaches a predetermined threshold value.
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