具有真空泵的布置以及对磁场进行补偿的方法技术

本发明专利技术涉及具有真空泵的布置以及对磁场进行补偿的方法，所述真空泵具有转子和配有用于驱动转子的马达，其中设置了至少一个补偿线圈用于补偿真空泵的组件产生的干扰磁场此外本发明专利技术还涉及一种用于对至少一个布置在真空泵中，产生干扰磁场的组件的干扰磁场进行补偿的方法，其中至少一个补偿线圈对真空泵的至少一个组件的干扰磁场进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
具有真空泵的布置以及对磁场进行补偿的方法本专利技术涉及一种具有真空泵的布置以及一种用于对至少一个布置在真空泵中且产生干扰磁场的组件(例如磁轴承和/或马达)的磁场进行补偿的方法。近几十年来在用于生成高真空和超高真空的真空技术中使用了涡轮分子泵(Turbomolekularpumpe)。泵中真空的产生是基于转子且所述转子具有多个沿转子轴交错的叶片轮缘(Schaufelkranz)，在其之间布置了在定子侧的静止的叶片轮缘。通常，转子在涡轮分子泵中借助至少一个径向布置的磁轴承被可旋转地支撑。所述磁轴承在轴向上经常由第二轴承，例如确保轴向和径向稳定的滚珠轴承来支撑。例如从DE102010052660A1中已知此类涡轮分子泵。磁轴承通常由多个具有线圈状结构的环组成。所述环的均匀性在安装进涡轮分子泵之前被测量且根据实际情况调节它们，使得尽可能消除各环的不均匀性。但是这种不均匀性通常不能彻底消除，从而使得涡轮分子泵运行时会产生合成磁场。在许多的应用(这些应用在实践中是已知的)中，所述磁场不会产生干扰，特别是因为它们相当小。但是若将涡轮分子泵用在高度敏感的设备上，例如用于抽空电子显微镜检查室的气体的设备上，则例如由磁轴承和/或马达产生的干扰磁场可导致所谓的模糊度，即会导致一定程度的图像不清晰。基于本专利技术的技术问题在于，提供一种涡轮分子泵，在所述涡轮分子泵中补偿至少一个组件(例如磁轴承和/或马达)的可能的干扰磁场，而且还提供一种方法用于对至少一个布置在涡轮分子泵中的组件(例如磁轴承和/或马达)的干扰磁场进行补偿，其可以简单且经济地实现。该技术问题通过根据本专利技术的真空泵和方法得以解决。根据本专利技术的布置，该布置具有真空泵、具有转子以及具有用于驱动转子的马达，其特征在于，布置了至少一个补偿线圈，用于对涡轮分子泵的组件所产生的干扰磁场进行补偿。举例来说，产生干扰磁场的组件可以是至少一个磁轴承，借助该磁轴承来可旋转地支撑转子。所述干扰磁场也可由驱动转子的马达产生。但是本专利技术的应用并不局限于这些组件。有利地通过至少一个补偿线圈来生成幅度和方向可调节的场矢量通过在线圈中布置至少一个额外的线圈，通过线圈中的电流会产生幅度和方向可调节的场矢量借助它来补偿真空泵的至少一个组件产生的干扰磁场。有利地设置为，将补偿装置构造成从涡轮分子泵的驱动电子设备中导出旋转同步的补偿基本频率以及第1次谐波到n≥2的第n次谐波的补偿装置。根据本专利技术的一个有利的实施形式，布置了三个线圈来对真空泵的至少一个组件所产生的磁场进行补偿。通过这三个线圈有可能的是，相应地布置所述线圈在任意空间方向(X、Y、Z)上进行补偿，因为干扰磁场的场矢量是有向向量。线圈有利地彼此布置成使得线圈的磁场彼此不平行，也就是说，这三个补偿线圈的磁场有利地在三个空间方向上彼此取向。根据本专利技术特别优选的实施形式，三个线圈彼此分别成90°角布置。有利地，将线圈的线圈平面布置成与转子轴垂直，并且将另外两个线圈布置成分别与第一个线圈和另一个线圈垂直，也就是说，有利地将第二个线圈布置成与转子轴平行且第三个线圈分别与前两个线圈呈90°角旋转。有可能只在一个平面上对干扰磁场进行补偿就够了。但是如果干扰磁场基本上完全得到补偿的话，则会得到较好的结果，也就是说，各个空间方向X、Y和Z被分配有至少一个补偿线圈，从而使得干扰磁场在三个或所有的空间方向X、Y和Z上得到补偿。在这种情况下有可能的是，各个空间方向X、Y和Z或至少一个空间方向X、Y或Z只被分配了单个补偿线圈。各个单独的补偿线圈也能够分配有至少一个其他的线圈，优选在同一轴上。在这种情况下，构成了补偿线圈对。在本专利技术的一种实施形式中，各个空间方向有至少一个补偿线圈对，从而使得干扰磁场在所有空间方向X、Y和Z上都可得到补偿。补偿线圈对可按如下方式连接和/或操纵，即使得只能够给补偿线圈对的单个补偿线圈供电。根据另一种有利的实施形式，至少一个补偿线圈由电导体的至少一个绕组构成。这是构成补偿线圈最简单的方法。根据另一种有利的实施形式，布置了至少一个用于获取或测量干扰磁场的传感器。在获取到干扰磁场时，能够以如下方式操作至少一个补偿线圈，即使得该干扰磁场基本上或全部得到补偿。根据本专利技术的另一个有利的实施形式，除了用于生成补偿磁场的补偿线圈外还布置了至少一个用于所述至少一个补偿线圈的电流供给。此外有意义的是，布置补偿装置，用于根据所获取和/或测量的干扰磁场来控制和/或调节所述至少一个线圈中的电流。用至少一个线圈有利地产生幅度和方向可调节的场矢量以产生相应的补偿场。有利地将补偿装置设计成使得补偿装置从真空泵的驱动电子设备中导出旋转同步的补偿基本频率以及第1次谐波到n≥2的第n次谐波。导出用于进行有益的补偿所需的谐波。补偿电子设备也可通过感应线圈导出旋转同步的补偿基本频率。通过在至少一个所述线圈中的电流的幅度和相位的变化来最小化合成场，则在例如电子显微镜中的移动载荷的路径干扰也因此减少。线圈中电流的幅度和相位的变化如下：这适用于Z方向，且X和Y方向使用同一方程。自动地、或通过上述参数的特定变化和用磁场传感器对合成干扰磁场进行检测、或通过对终端设备(例如电子显微镜)上的模糊程度进行观察来进行零点调整或最小调整。有利地布置用于获取相位基准的传感器。因此，必须以如下方式来对所述场进行补偿，即对磁场的干扰信号进行180°的移相。正如已经指出的那样，将产生干扰磁场的组件例如被构造成磁轴承或电马达。所述磁轴承可构造成永磁轴承或主动磁轴承。也有可能的是，对真空泵中其它组件的干扰磁场进行补偿。根据本专利技术的另一个有利的实施形式，将至少一个补偿线圈布置在真空泵中和/或真空泵上。由此产生本专利技术所述布置的紧凑结构形式。根据本专利技术的另一个有利的实施形式，将真空泵构造成涡轮分子泵、摇杆式活塞泵、回转式滑片泵或侧通道泵。这是常见的泵类型。在这里对干扰磁场进行补偿特别有利。涡轮分子泵具有以下结构，即其中具有安装了叶片的盘的多级涡轮状转子在壳体中旋转。具有类似几何形状的安装了叶片的转子盘也镜面对称地布置在转子盘之间。有利地用两个轴承，例如两个滚珠轴承来支撑所述转子。由于润滑剂在这种情况下必须将两个轴承布置在预真空侧(Vorvakuumseite)。也存在以下可能性，即进行混合支撑，也就是说，单个泵中使用两种支撑概念。其中用油润滑的滚珠轴承例如位于预真空侧的轴端部，而无需保养和无磨损的永磁轴承位于高真空侧，所述永磁轴承给转子径向定中心。有利地使用无集电极的直流马达来驱动转子，具有电子驱动设备的马达的旋转频率可达到1500Hz(90000转每分钟)。通过这样来实现用于泵抽出气体所需的叶片速度。在摇杆式活塞真空泵中，两个相对同步运行的转子在壳体中非接触转动。转子为“8”字形状且彼此相对，并且通过狭窄的间隙与定子分开。该工作方式对应于使用分别具有两个齿的齿轮的齿轮泵，其将气体从吸入口输送到排出口。支撑第一活塞的轴由马达来驱动。支撑第二活塞的另一轴的同步通过齿轮室中的齿轮对实现。由于泵室中没有摩擦，因此可操作具有高转数的摇杆式活塞泵，例如可操作1500到3000转每分钟的活塞泵。回转式滑片真空泵是涂覆了油的旋转容积式泵该泵系统由壳体、离心嵌入式转子、借助于离心力和弹力径向移动的滑块以及入口和出口组成。如果存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有真空泵的布置，所述真空泵包括转子和配有用于驱动转子的马达，其特征在于，设置了至少一个补偿线圈(46、48、50)，用于补偿涡轮分子泵(1)的组件(40、44)产生的干扰磁场

【技术特征摘要】
2013.09.17 DE 102013110251.41.一种具有真空泵的布置，所述真空泵包括转子和配有用于驱动转子的马达，其特征在于，设置了至少一个补偿线圈(46、48、50)，用于补偿涡轮分子泵(1)的组件(40、44)产生的干扰磁场通过补偿线圈中的电流来生成幅度和方向可调节的场矢量并且借助该场矢量来补偿干扰磁场产生干扰磁场的至少一个组件为磁轴承(40)或电马达(44)，所述磁轴承被构造成永磁轴承或主动磁轴承。2.如权利要求1所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了三个补偿线圈(46、48、50)，用于补偿至少一个组件(40、44)的干扰磁场3.如权利要求2所述的具有真空泵的布置，其特征在于，所述三个补偿线圈(46、48、50)的磁场在三个空间方向上彼此取向。4.如权利要求3所述的具有真空泵的布置，其特征在于，所述三个补偿线圈(46、48、50)的磁场在三个空间方向上分别成90°角彼此取向。5.如权利要求1-4中任一项所述的具有真空泵的布置，其特征在于，至少一个补偿线圈(46、48、50)由电导体的至少一个绕组构成。6.如权利要求1-4中任一项所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了至少一个传感器(54)，用于获取或测量所述干扰磁场或相位基准。7.如权利要求1-4中任一项所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了用于所述至少一个补偿线圈(46、48、50)和补偿装置(52)的至少一个电流供给，用于根据所获取和/或测...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿明·康拉德，
申请(专利权)人：普发真空有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE