具有星形-三角形切换的真空泵驱动器制造技术

本发明专利技术涉及一种真空泵驱动器(12)，其包括至少一个电动马达(18)，电动马达(18)经由驱动轴(16)连接至真空泵(13)的转子；频率转换器(20)，其电连接至马达(18)并且向马达供应马达输入电压；和切换设备(22)，其具有至少一个电开关(24、26)。切换设备(22)被设计为根据开关(24、26)的开关位置以星形或三角形连接马达绕组。真空泵驱动器还包括测量设备(32)，其具有用于检测真空泵(13)的物理操作变量的传感器，并且控制器(30)电连接或光连接至切换设备(22)和测量设备(32)，控制器被设计为基于真空泵(13)的操作变量的测量值启动至少一个开关(24、26)，以便产生星形‑三角形切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有星形-三角形切换的真空泵驱动器
本专利技术涉及一种用于驱动真空泵的设备和方法。
技术介绍
真空泵典型地被设计为具有泵定子和泵转子的旋转式真空泵。泵转子相对于泵定子的旋转引起压力上的变化。泵转子经由驱动轴由电动马达而驱动。例如，从US2004/0195994A1已知的是，以星形或三角形形状来连接电动马达的马达绕组,以便改变马达特性并由此改变马达的可用的扭矩。因此可以在较低的旋转速度下提供较高的扭矩。这种变形的特殊性在于：两个特性中的每个仅在一个操作点中操作，从而马达仅能够在两个不同的操作点中操作。代替仅能够在两个不同的操作点中操作真空泵驱动器的电动马达，已经成为常见的做法的是借助频率转换器来控制电动马达。在直流中间电路中，频率转换器首先从供电网络的交流电压生成直流电压，然后从该直流电压生成可变频率的合成交流电压作为马达输入电压。在此，马达的转动速度取决于马达输入电压的频率。马达的扭矩在宽的旋转速度范围上保持恒定。对于真空泵而言，必要的是取决于泵当前的操作条件，在宽的操作范围上调整驱动器特性。然而，将驱动器的性能数据调整到泵的操作条件的可能性在技术上受到限制，例如由于驱动转换器能够提供的最大电流。可用的主电压也是一个限制因素。通过马达的切换，可以在泵的一些操作条件下，例如当转换器不再提供额外的电流时，使用现有的电压储备。这种额外的电源需求主要发生在大的压力或温度变化的情况下，同时依赖于输送的介质。进一步地，当高温下的介质进入泵中并且泵转子必须进行热释放时，可能会出现针对降低马达电流的必要性。另外当引入爆炸介质时，有必要改变操作点并由此降低转子温度。DE102013009036A1描述了一种用于具有星形-三角形切换马达的粉碎设备的驱动单元以及一种用于调节或控制马达的物理量的驱动转换器。星形-三角形切换是在考虑在驱动单元中检测到的至少一个量的情况下由控制单元实现的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种真空泵驱动器以及一种对应的方法，用于在操作数据变化的情况下调整在真空泵内的驱动电动马达的特性。在权利要求1中限定了本专利技术的真空泵驱动器。在权利要求4中限定了本专利技术的真空泵，并且在权利要求5中限定了本专利技术的方法。根据本专利技术，控制部件，例如电子控制设备，是与切换部件和测量设备电连接和/或光连接的。切换部件包括至少一个电开关并且被配置为取决于开关的位置以星形或三角形连接马达绕组。测量设备提供有传感器，用于检测真空泵的物理操作参数，诸如例如泵温度、真空泵压力和/或真空泵的旋转速度。控制部件被配置为依赖于真空泵的测量的操作量来实现切换部件的开关的启动，以由此依赖于操作参数的测量值来实现马达绕组的星形-三角形切换。切换是自动地实现的，即例如只要超过或未达到用于相关的操作参数的预定义的极限值就自动地实现切换。这是由控制部件通过连续地测量和监控相关的操作参数，即通过将其与至少一个极限值比较而自动地检测的。只要超过或未达到极限值，就自动地实现切换。从马达绕组的星形连接到三角形连接的切换或从马达绕组的三角形连接到星形连接的切换引起马达电压和马达电流的马达特性曲线上的改变。例如，依赖旋转速度，可以针对启动的操作条件或在压力变化的情况下选择星形连接。在此，马达是在较高的电压和较低的电流下操作的，其转而造成马达中功率损失的降低，特别是在泵转子中。当超过一定的旋转速度或压力下降到一定的压力以下时，将实现切换到三角形连接，以便具有足够的功率储备用于在较低压力下真空泵的进一步加速。星形连接特别地也被理解为双星形连接。类似地，三角形连接特别地也被理解为双三角形连接。在DE102013009036A1中描述的用于粉碎设备的驱动器仅考虑在驱动单元中检测到的马达的一个物理量。与此相反，本专利技术提供了检测真空泵的至少一个操作参数，诸如例如真空泵压力、温度和/或旋转速度，并依赖该操作参数自动地实现星形-三角形切换。因此，该检测并不仅涉及马达的物理量，诸如马达电压、中间电路电流或驱动电流转换器的组件的温度。通过检测和监控真空泵的至少一个操作参数，可以获得以下的决定性优点：直接和即时检测真空泵的改变的操作条件以及自动调整马达特性的。由此，扭矩的调整更安全、更可靠且更快速。在真空泵驱动器中，确定操作参数并不是仅存在于驱动单元内部，而是主要存在于由驱动单元驱动的真空泵内部。因此，有必要不仅仅基于在驱动单元内部确定的数据来转换星形-三角形切换，而且还使用真空泵的操作数据作为切换的基础，例如诸如气体压力、气体成分或气体温度之类的数据。这些操作数据取决于例如待输送的气体的类型和状态，由此可以针对不同类型的气体(例如氢气、氦气、氩气等)和/或依赖于它们的温度自动地调整马达特性。这些不能在驱动器单元内部检测到。相反，操作数据必须被用作直接在泵中确定量。因此，在DE102013009036A1中描述的切换中，对于切换而言仅驱动单元的操作数据是决定性的，然而在本文描述的方法中，对于切换而言在受驱动的真空泵内部的操作数据是主要决定性的。【附图说明】下面将参照附图详细地说明本专利技术的实施例。附图是实施例的示意图。【具体实施方式】实施例的真空泵13包括泵转子14，为了传递扭矩的目的，该泵转子14经由驱动轴16与真空泵驱动器12的电动马达18机械地连接。频率转换器20向电动马达18供应三相交流电压作为马达输入电压。频率转换器20从附图中未图示的主供应电压生成马达输入电压。切换部件22包括两个电开关24、26，分别精确地作用于频率转换器20与电动马达18之间的三相电连接线28中的一相。取决于两个电开关24、26的位置，驱动马达的绕组是以星形或三角形配置而连接的。在从电压供应网络的能量流动方向上并且在电动马达18的方向上观察，切换部件22因此被布置在频率转换器20和电动马达18之间，并且在那里作用在频率转换器20与电动马达18之间的电连接线28上。控制部件30与开关24、26电连接或光连接。控制部件30进一步与测量设备32电连接或光连接。测量设备32提供有传感器33，每个传感器33测量真空泵13的操作参数，例如泵转子14的温度或旋转速度或由泵转子14生成的压力。相应的检测到的操作参数的测量值从测量设备32传输至控制部件30。控制部件30通过将测量的操作参数与存储的参考值和/或极限值进行比较来连续地监控测量的操作参数。当超过或未达到临界值时，控制部件30被配置为启动开关24、26，以便从操作参数自动地检测真空泵12的操作条件的改变并且通过马达绕组的切换，马达特性从星形连接到三角形连接或从三角形连接到星形连接而改变。由于根据本专利技术的切换，当真空泵13的操作条件改变时，电驱动马达18能够在两个马达特性之间自动地改变。这允许驱动机构的优化设计，并因此在真空泵12的相同的结构尺寸的情况下增加驱动功率或在驱动功率保持相同的情况下减小组件尺寸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.真空泵驱动器(12)，包括：至少一个电动马达(18)，其经由驱动轴(16)与真空泵(13)的转子(14)连接；频率转换器(20)，其与马达(18)电连接并且向马达(18)供应马达输入电压；切换部件(22)，其具有至少一个电开关(24、26)，切换部件(22)被配置为依赖开关(24、26)的开关位置以星形连接或三角形连接来连接马达绕组，以便改变马达特性；测量部件(32)，其具有传感器(33)，用于检测真空泵(13)的物理操作参数；以及控制部件(30)，其与切换部件(22)和测量设备(32)电连接或光连接，并被配置为依赖真空泵(13)的操作参数的测量值来启动至少一个开关(24、26)，以便实现星形‑三角形切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.07 DE 102016200112.41.真空泵驱动器(12)，包括：至少一个电动马达(18)，其经由驱动轴(16)与真空泵(13)的转子(14)连接；频率转换器(20)，其与马达(18)电连接并且向马达(18)供应马达输入电压；切换部件(22)，其具有至少一个电开关(24、26)，切换部件(22)被配置为依赖开关(24、26)的开关位置以星形连接或三角形连接来连接马达绕组，以便改变马达特性；测量部件(32)，其具有传感器(33)，用于检测真空泵(13)的物理操作参数；以及控制部件(30)，其与切换部件(22)和测量设备(32)电连接或光连接，并被配置为依赖真空泵(13)的操作参数的测量值来启动至少一个开关(24、26)，以便实现星形-三角形切换。2.根据权利要求1所述的真空泵驱动器(12)，其特征在于，操作参数为真空泵(13)的温度、真空泵(13)的内部压力和/或真空泵(13)的旋转速度。3.根据权利要求1或2所述的真空泵驱动器(12)，其特征在于，控制部件(30)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·瓦尔策尔，
申请(专利权)人：莱宝有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE