真空泵用电机驱动装置及真空泵制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种真空泵用电机驱动装置及真空泵，能够缩减成本并且快速解决启动时的电机反转。一种真空泵用电机驱动装置包括：逆变器、第一运算部、电流指令设定部、驱动指令产生部和脉宽调制信号产生部。一种真空泵包括：泵转子、电机和所述的真空泵用电机驱动装置。在真空泵用电机驱动装置中，Id、Iq设定部(402)在泵启动时，当转动速度(ω)为表示正转动状态的正值时，设定加速驱动的q轴电流指令，当转动速度(ω)为表示逆转动状态的负值时，始终设定减速驱动的q轴电流指令。这样一来，通过变更以往所具备的Id、Iq设定部(402)中的处理，而使电机在逆转动时必然被减速，从而可快速转移到正常的泵启动运行。

Motor drive device for vacuum pump and vacuum pump

The invention provides a motor drive device and a vacuum pump for a vacuum pump, which can reduce cost and quickly solve the motor inversion when starting. A motor drive device for a vacuum pump includes an inverter, a first operating unit, a current command setting section, a drive instruction generation section, and a pulse width modulation signal generating section. A vacuum pump includes a pump rotor, an electric motor, and a motor drive device for the vacuum pump. In the vacuum pump motor driving device, Id, Iq (402) in the setting of the pump starts, when the rotational speed (omega) is said that it is the rotation state of the positive, set the q axis current command drive, when the rotation speed (omega) for inverse rotational states of the negative, always let Q the current instruction set of gear drive shaft. In this way, by changing the processing in the prior Id and Iq setting unit (402), the motor will be decelerated in reverse motion, so that it can be transferred to the normal pump starting operation quickly.

【技术实现步骤摘要】
真空泵用电机驱动装置及真空泵
本专利技术涉及一种真空泵用电机驱动装置、及具备该电机驱动装置的真空泵。
技术介绍
涡轮分子泵(turbomolecularpump)等轴流式真空泵是使具有转动叶片(movingvane)的转子(rotor)高速转动，以进行真空排气。此时，一边对稀薄气体进行压缩工作一边进行排气，所以转子仅单向地转动(将该转动方向设为正转动)。因此，轴流式真空泵通常是在静止状态与正转动区域之间进行加速·减速运转，以及在正转动下进行稳态转动。以往是基于转动传感器(sensor)的检测信号，获取转动速度信息及电机转子(motorrotor)的磁极位置信息，作为使转子转动的电机驱动所需的信息。例如，利用电感式间隙传感器检测设置在转子的目标(target)(具有阶差)的方式的真空泵，难以仅利用转动传感器，侦测转动方向。因此，一般通过研究电机驱动时(尤其产生逆转动可能性相对高的起动时)的控制顺序来解决所述情况(例如，参照专利文献1)。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利4692891号公报但是，存在如下问题：当将转子从静止状态开始转动(起动)时，存在激励开始时出现逆转动的情况，虽通过研究控制顺序来解决这种情况，但存在相应地启动时间变长的问题。而且，在将涡轮分子泵等轴流式真空泵装载在大型真空腔室的情况下，当将腔室从真空状态迅速恢复为大气压状态时，气体从泵侧向腔室侧逆流，同时成为大气压，所以，因逆流的气体作用而转子逆转动的情况较为罕见。在这种情况下，为防止在逆转动状态下启动，而必须等待泵再启动开始运转，直到转子从逆转动状态变为静止状态为止。有鉴于上述现有的真空泵用电机驱动装置及真空泵存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的真空泵用电机驱动装置及真空泵，能够改进一般现有的真空泵用电机驱动装置及真空泵，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的真空泵用电机驱动装置及真空泵存在的缺陷，而提供一种新型结构的真空泵用电机驱动装置及真空泵，所要解决的技术问题是使其启动时间变短和防止在逆转动状态下启动，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的优选实施方式的真空泵用电机驱动装置包括：逆变器，具有多个开关元件，驱动电机；第一运算部，基于有关电机相电压(motorphasevoltage)的信息及有关电机相电流(motorphasecurrent)的信息，算出电机转子的转动速度及磁极电转角；电流指令设定部，基于转动速度与目标转动速度的差值，设定转动坐标dq系中的d轴电流指令及q轴电流指令；驱动指令产生部，基于d轴电流指令、q轴电流指令、转动速度及所述磁极电转角，产生正弦波驱动指令；以及脉宽调制(PulseWidthModulation，PWM)信号产生部，基于正弦波驱动指令，产生用来对多个开关元件进行开关控制的PWM控制信号；且电流指令设定部在泵启动时，当转动速度ω为表示正转动状态的正值时，设定加速驱动的q轴电流指令，当转动速度ω为表示逆转动状态的负值时，始终设定减速驱动的q轴电流指令。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。在进而优选的实施方式中，第一运算部包括：反向电压(reversevoltage)运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；第一转换部，被反馈(feedback)输入磁极电转角，且基于该磁极电转角，将第一反向电压转换成转动坐标dq系中的第二反向电压；第二运算部，将第二反向电压的矢量(vector)相位角设为Ψ时，当转动速度为正时，以Ψ-π／2收敛为零的方式算出磁极相位偏差，当转动速度为负时，以Ψ+π／2收敛为零的方式算出磁极相位偏差；第三运算部，基于第一反向电压算出转动速度；以及第四运算部，算出由第三运算部算出的转动速度的积分值；且第一运算部将磁极相位偏差与积分值之和作为磁极电转角输出，电流指令设定部在转动速度为负的情况下，始终将q轴电流指令设定为正，进行减速驱动。在进而优选的实施方式中，第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；第一转换部，反馈输入有磁极电转角，且基于该磁极电转角，将第一反向电压转换为转动坐标dq系中的第二反向电压；第二运算部，将第二反向电压的矢量相位角设为Ψ时，以Ψ-π／2收敛为零的方式算出磁极相位偏差；第三运算部，基于第一反向电压算出转动速度；及第四运算部，算出由第三运算部算出的转动速度的积分值；且第一运算部将磁极相位偏差与所述积分值之和作为磁极电转角输出，电流指令设定部在转动速度为负的情况下，始终将q轴电流指令设定为负，进行减速驱动。在进而优选的实施方式中，第三运算部包括：第二转换部，反馈输入有将所述和符号反转所算出的电转角，且基于该电转角，将第一反向电压转换成转动坐标dq系中的第三反向电压；以及转动速度运算部，基于第二反向电压的矢量成分相位、及第三反向电压的矢量成分相位，算出转动速度。在进而优选的实施方式中，转动速度运算部基于以规定时间间隔获取的第二反向电压的矢量成分相位的差值与以所述规定时间间隔获取的第三反向电压的矢量成分相位的差值的平均值，算出转动速度。而且，转动速度运算部也可能够以规定时间间隔获取第二反向电压的矢量成分相位与第三反向电压的矢量成分相位的平均值，且基于以规定时间间隔获取到的所述平均值的差值，算出转动速度。在进而优选的实施方式中，第三运算部具备第三转换部，所述第三转换部反馈输入有将转动速度进行积分所得的电转角，且基于该积分值电转角，将第一反向电压转换成转动坐标dq系中的第四反向电压；且第三运算部基于第四反向电压的矢量成分相位，算出转动速度。在进而优选的实施方式中，第三运算部基于由反向电压运算部运算的第一反向电压的矢量成分相位，算出转动速度。在进而优选的实施方式中，第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；磁极电转角运算部，基于第一反向电压算出磁极电转角；及转动速度运算部，基于由磁极电转角运算部算出的磁极电转角，算出转动速度；且磁极电转角运算部在从转动速度运算部反馈输入的转动速度为正时，通过θ=tan-1(-Eα／Eβ)算出磁极电转角，在从转动速度运算部反馈输入的转动速度为负时，通过θ=tan-1(Eα／-Eβ)算出磁极电转角，电流指令设定部在转动速度为负时，始终将q轴电流指令设定为正，进行减速驱动。在进而优选的实施方式中，第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的反向电压成分Eα、Eβ；磁极电转角运算部，当磁极电转角设为θ时，通过θ=tan-1(-Eα／Eβ)算出磁极电转角；及转动速度运算部，基于由磁极电转角运算部算出的磁极电转角，算出转动速度；且电流指令设定部在转动速度为负的情况下，始终将q轴电流指令设定为负，进行减速驱动。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空泵用电机驱动装置，其特征在于包括：逆变器，具有多个开关元件，且驱动仅使用正转动的电机；第一运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，算出电机转子的转动速度及磁极电转角；电流指令设定部，基于所述转动速度与目标转动速度的差值而设定转动坐标dq系中的d轴电流指令及q轴电流指令；驱动指令产生部，基于所述d轴电流指令、所述q轴电流指令、所述转动速度及所述磁极电转角，产生正弦波驱动指令；及脉宽调制信号产生部，基于所述正弦波驱动指令，产生用来对所述多个开关元件进行开关控制的脉宽调制控制信号；所述电流指令设定部是在所述电机转子的转动开始时，当所述转动速度为表示正转动状态的正值时，设定加速驱动的所述q轴电流指令，将正方向转动中的所述电机转子的转动加速，当所述转动速度为表示逆转动状态的负值时，设定减速驱动的所述q轴电流指令，将逆方向转动中的所述电机转子的转动减速。

【技术特征摘要】
2013.01.28 JP 2013-0132951.一种真空泵用电机驱动装置，其特征在于包括：逆变器，具有多个开关元件，且驱动仅使用正转动的电机；第一运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，算出电机转子的转动速度及磁极电转角；电流指令设定部，基于所述转动速度与目标转动速度的差值而设定转动坐标dq系中的d轴电流指令及q轴电流指令；驱动指令产生部，基于所述d轴电流指令、所述q轴电流指令、所述转动速度及所述磁极电转角，产生正弦波驱动指令；及脉宽调制信号产生部，基于所述正弦波驱动指令，产生用来对所述多个开关元件进行开关控制的脉宽调制控制信号；所述电流指令设定部是在所述电机转子的转动开始时，当所述转动速度为表示正转动状态的正值时，设定加速驱动的所述q轴电流指令，将正方向转动中的所述电机转子的转动加速，当所述转动速度为表示逆转动状态的负值时，设定减速驱动的所述q轴电流指令，将逆方向转动中的所述电机转子的转动减速。2.根据权利要求1所述的真空泵用电机驱动装置，其特征在于其中所述第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关所述电机相电压的信息及有关所述电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；第一转换部，反馈输入有所述磁极电转角，且基于该磁极电转角，将所述第一反向电压转换为所述转动坐标dq系中的第二反向电压；第二运算部，将所述第二反向电压的矢量相位角设为Ψ时，当所述转动速度为正时，以Ψ-π/2收敛为零的方式算出磁极相位偏差，当所述转动速度为负时，以Ψ+π/2收敛为零的方式算出所述磁极相位偏差；第三运算部，基于所述第一反向电压，算出所述转动速度；及第四运算部，算出由所述第三运算部算出的所述转动速度的积分值；所述第一运算部将所述磁极相位偏差与所述积分值之和作为所述磁极电转角输出，所述电流指令设定部在所述转动速度为负时，将所述q轴电流指令设定为正，进行减速驱动。3.根据权利要求1所述的真空泵用电机驱动装置，其特征在于其中所述第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关所述电机相电压的信息及有关所述电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；第一转换部，反馈输入有所述磁极电转角，且基于该磁极电转角，将所述第一反向电压转换成所述转动坐标dq系中的第二反向电压；第二运算部，将所述第二反向电压的矢量相位角设为Ψ时，以Ψ-π/2收敛为零的方式算出磁极相位偏差；第三运算部，基于所述第一反向电压，算出所述转动速度；及第四运算部，算出由所述第三运算部算出的所述转动速度的积分值；所述第一运算部将所述磁极相位偏差与所述积分值之和作为所述磁极电转角输出，所述电流指令设定部在所述转动速度为负时，将所述q轴电流指令设定为负，进行减速驱动。4.根据权利要求2或3所述的真空泵用电机驱动装置，其特征在于其中所述第三运算部包括：第二转换部，反馈输入有将所述积分值之和符号反转所算出的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：小崎纯一郎，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP