JPH0282000A - ターボ分子ポンプの運転状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はターボ分子ポンプの運転状態検出方法に関す
るものであって、特に運転時の圧力や流量を検出するた
めの方法に関するものである。

従来、ターボ分子ポンプにおいては、ポンプ作動中の圧
力を検出するための真空計が使用されている。このよう
な真空計の使用は、コスト、スペース等の関係から好ま
しいものではなく、そのためモータ駆動状態から圧力等
を把握する方策を採用することが考えられる。

しかしながら従来のインバータ方式の誘導モータを使用
したターボ分子ポンプの運転は、Ｖ／Ｆを固定し、定常
運転時の■、Ｆ（！に固定して行われている。したがっ
て回転翼は、モータとインバータの特性によって決まる
トルク曲線上の点で、負荷トルクと釣り合った回転数で
回転することになり、そのため負荷が変化するとそれに
伴って回転数も変化しく第３図参照ｄ−＋ｅ）、ターボ
分子ポンプの圧縮比、排気速度が変化するために正確な
圧力検出を行うことは不可能である。また直流モータを
使用する場合にも、モータへの印加電圧が固定されてい
るため、上記同様な理由から正確な圧力検出を行うこと
が不可能である。

この発明は上記に鑑みなされたものであって、その目的
は、モータの制御状態に基づいて圧力や流量を正確に検
出でき、そのため従来のような真空計の使用を不要にし
得るターボ分子ポンプの運転状態検出方法を提供するこ
とにある。

すなわちこの発明のターボ分子ポンプの運転状態検出方
法では、モータにて回転翼を回転駆動すると共に、回転
翼の負荷状態を検出し、この負荷状態をフィードバック
して回転翼を一定回転数で回転させるべくターボ分子ポ
ンプを構成し、さらに上記負荷状態に見合うモータ制御
特性値を把握し、これに基づいて圧力又は流量を検出す
るようにしている。

次にこの発明のターボ分子ポンプの運転状態検出方法の
具体的な実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明
する。

まずこの方法は、ターボ分子ポンプにおける回転翼の負
荷の状態をモニターし、負帰還をかけて回転翼を常に一
定回転数で回転させ、ターボ分子ポンプの圧縮比、排気
速度を一定に保持するような制御を行うことを前提とす
る。そして回転翼の負荷はガスの量であることから、回
転翼を駆動するモータの制御パラメータを使用して流量
の検出を行うのである。また圧力Ｐと排気速度Ｓと流量
Ｑとの関係は、Ｐ＝Ｑ／Ｓとなることから、Ｓが一定の
条件下において圧力Ｐと流量Ｑとを同時に検出し得るこ
とになる。

次に回転翼をインバータ方式の誘導モータにて駆動し、
インバータが、回転数、負荷電流のいずれか一方、又は
両者の信号に基づいて回転翼の回転数を設定値に維持す
るような制御を行う場合の圧力等の検出方法について説
明する。まずこのような場合において、Ｖ／Ｆ　（ただ
し、Ｆは駆動周波数、■はモータ印加電圧）を一定にし
たまま駆動周波数と電圧とを変化させるような制御方式
、すなわち滑り周波数を変化させて負荷に見合うトルク
を発生させ、これにより設定回転数を維持するような制
御方式を採用するときには、回転数設定周波数と駆動周
波数との差を把握し、これを圧力又は流量に変換すれば
よい（第１図及び第４図参照）、また上記に代えて負荷
電流とモータ印加電圧との位相差を圧力又は流量に変換
することも可能である（第１図及び第５図参照）。なお
第１図において、ａは定常運転時の回転数、ｂは負荷変
動時の制御前における予想動作点、Ｃは制御後の動作点
をそれぞれ示している。

一方、インバータが駆動周波数Ｆを一定にしたままでモ
ータ印加電圧を変化させ、これにより負荷に見合うトル
クを発生させ設定回転数を維持するような制御方式を採
用する場合には、モータ印加電圧を圧力又は流量に変換
する（第２図及び第５図参照）。またこの場合には、イ
ンバータの出力制御電圧（交流出力を作る前の直流制御
電圧）を圧力又は流量に変換したり、あるいはインバー
タの出力制御回路を流れる電流を圧力又は流量に変換す
ることもできる（第２図及び第６図参照）。

しかも上記インバータの出力制御電圧がＰＬＬ（Ｐｈａ
ｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　）によって得られるも
のである場合には、回転精度を高めることが可能となり
、この結果、圧力や流量の微少な変動をも検出し得るこ
とになる（第２図及び第７図参照）、なお第２図におい
て、ｆは定常運転時の動作点、ｇは負荷変動時の動作点
、ｈは設定回転数をそれぞれ示している。

ところで回転翼を直流モータで駆動し、回転翼の回転数
を検出して設定回転数に維持する場合、負荷変動による
回転数の変化に応じてモータ印加電圧を変化させ、負荷
に見合うトルクを発生させるような制御が行われる訳で
あるが、このような制御方式が採用される場合には、モ
ータ印加電圧制御回路の制御電圧を圧力又は流量に変換
すればよいし、あるいはモータ印加電圧制御回路を流れ
る電流を圧力又は流量に変換してもよい（第８図及び第
６図参照）。またさらにモータに印加される電圧を圧力
や流量に変換したり、モータに発生するトルクに応じて
変化するモータへの通電電流を圧力や流量に変換するこ
とも可能である（第８図、第５図及び第９図参照）、な
お第８図において、ｉは定常時の動作点、ｊは負荷変動
時の動作点、ｋは定常時の回転数になるよう制御したと
きの動作点、Ｖ、　、Ｖ、は制御前後のモータ印加電圧
をそれぞれ示している。

第１０図には、第５図における圧力又は流量変換回路の
実施例を、第１１図には、第６図及び第７図の圧力又は
流量変換回路の実施例をそれぞれ示している。また第１
２図及び第１３図には、周波数Ｆを検出する場合におけ
る第５図〜第６図の圧力又は流量変換回路の実施例を示
す。

上記したターボ分子ポンプの運転状態検出方法において
は、次の■〜■の利点が生ずる。すなわち、 ■真空計を別に設け、これにより測定する必要が生じな
い。

■真空チェンバの圧力設定が自由に行える。

■ガス流量の設定を他のコントローラを用いることなく
行える。

■上記圧力又は流量を、排気システム、ガス供給装置、
その他の真空装置のシーケンス制御のための信号として
使用し得る。

ということである。

この発明のターボ分子ポンプの運転状態検出方法は上記
のように構成されたものであって、そのためこの発明の
ターボ分子ポンプの運転状態検出方法では、モータの制
御状態に基づいて圧力や流量を正確に検出でき、そのた
め従来のような真空計の使用を不要にし得るという効果
が生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図はインバータ方式の誘導モー
タの回転数−トルク特性の説明図、第４図〜第７図はこ
の発明方法を実施するための回路構成を示すブロック図
、第８図及び第９図は直流モータにおける回転数−トル
ク特性の説明図、第１０図は圧力又は流量変換回路の実
施例のブロック図、第１１図は他の圧力又は流量変換回
路の実施例のブロック図、第１２図及び第１３図は圧力
又は流量変換回路の実施例のブロック図である。 特許出願人　　　　日本フェロ−フルイデイクス株式会
社 回に数 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータにて回転翼を回転駆動すると共に、回転翼の
   負荷状態を検出し、この負荷状態をフィードバックして
   回転翼を一定回転数で回転させるべくターボ分子ポンプ
   を構成し、さらに上記負荷状態に見合うモータ制御特性
   値を把握し、これに基づいて圧力又は流量を検出するこ
   とを特徴とするターボ分子ポンプの運転状態検出方法。 ２、インバータ制御方式の誘導モータを使用すると共に
   、Ｖ／Ｆを一定に保持して回転数制御を行うべく構成し
   、このときの回転数設定周波数と駆動周波数との差、あ
   るいは負荷電流とモータ印加電圧との位相差を把握し、
   これらを圧力又は流量に変換することを特徴とする第１
   請求項記載のターボ分子ポンプの運転状態検出方法。 ３、インバータ方式の誘導モータを使用すると共に、Ｆ
   を設定値にしたままモータ印加電圧を変化させて回転数
   制御を行うべく構成し、さらにモータ印加電圧、インバ
   ータの出力制御回路を流れる電流、あるいはインバータ
   の出力制御電圧を把握し、これらを圧力又は流量に変換
   することを特徴とする第１請求項記載のターボ分子ポン
   プの運転状態検出方法。 ４、上記出力制御電圧がＰＬＬ方式によって得られるも
   のであることを特徴とする第３請求項記載のターボ分子
   ポンプの運転状態検出方法。 ５、直流モータを使用すると共に、モータ印加電圧を変
   化させて回転数制御を行うべく構成し、さらにモータ印
   加電圧制御回路の制御電圧、モータ印加電圧制御回路を
   流れる電流、モータ印加電圧、あるいはモータを流れる
   電流のいずれかを把握し、これらを圧力又は流量に変換
   することを特徴とする第１請求項記載のターボ分子ポン
   プの運転状態検出方法。