专利名称：高转速真空泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及高转速真空泵，例如涡轮分子泵。
背景技术：
在当前情况下，术语高转速真空泵涉及额定转速从每分钟10,000转起的真空泵。例如涡轮分子泵的高转速真空泵通常在恒定的额定转速或额定转动频率下工作。额定转动频率确定为使得真空泵的共振频率不会引发。虽然马达控制单元操作驱动马达的额定转动频率实际上保持不变和恒定，但是真空泵的共振频率会根据多种基本条件改变。真空泵的共振频率特别受到真空泵质量、悬挂状况和阻尼的影响。在包括多个安装在单一框架上并由此机械互连的高转速真空泵的设备中，具有相同频率的真空泵的振动会叠加成具有大振幅的振动，并且/或者一个或多个真空泵的共振频率会改变而使得相应的真空泵由在额定转动频率下工作的真空泵激励。研究表明，在这种类型的设备中使用的真空泵轴承的磨损在很大程度上由上述效应所导致。
发明内容
本发明的目的是提供减少由高转速真空泵的固有振动导致的磨损的可能性。
该目的通过产品权利要求1和方法权利要求8的特征部分所引用的特征而达到。
根据产品权利要求1，可启动的转动频率校正装置与马达控制单元相关联，当转动频率校正装置启动时，所述校正装置以最大为额定转动频率的10％的转动频率校正值来不断地校正额定转动频率。提供转动频率校正装置允许原有的固有的转动频率轻微改变。以此方式，驱动马达的转动频率可预先或根据要求轻微调节，这通常是在额定转动频率下消除真空泵的共振行为的合适措施，或者当多个真空泵安装在共同的框架上时防止产生的振动叠加或积累。为此目的，最大为额定转动频率的10％的转动频率校正值是完全足够的。通常，甚至额定转动频率的0.5-2％的转动频率校正值也足以防止共振的发生和/或振动的积累。以此方式，特定地减少了轴承的磨损。
优选地，设置转动频率校正启动器，该转动频率校正启动器可连接到转动频率校正装置以启动后者。转动频率校正启动器可以例如是外部电子存储元件，其适于电连接到转速校正装置。一旦转动频率校正启动器连接到转速校正装置，那么额定转动频率减少了存储在转速校正装置或者转动频率校正启动器中的值。
外部电子存储元件例如可构造为软件狗，该软件狗可连接到马达控制单元和/或转动频率校正装置。将软件狗连接到接口使得转速以简单方式校正。具有不同的转速校正值的存储元件和/或软件狗可这样设置，使得能够选择额定转动频率调节的值和符号。
根据优选方面，连接到转动频率校正装置的振动传感器与压缩机相关联，其中当振动传感器检测到超过压缩机的预定振幅时启动转动频率校正装置。提供振动传感器以及评价由所述振动传感器提供的振动信号允许真空泵永久地受到监控。由此在强的固有振动的防止方面真空泵事实上无需维护。此外，由此保证仅在真空泵启动后当真空泵的共振频率以临界方式改变时才执行转动频率校正。
优选地，至少两种不同的转动频率校正值存储在转动频率校正装置中。以此方式，如果第一转动频率校正变得不适当时，可执行第二转动频率校正，特别是在包括多个安装在共同的框架上的真空泵的设备中。
根据优选方面，控制装置与转动频率校正装置相关联，所述控制装置从振动传感器接收受控变量。转动频率是可操纵的变量。特别是在包括多个真空泵的复杂系统中，控制装置保证了即使在临时改变基本条件时也执行转动频率校正，所述转动频率校正保证了真空泵和/或压缩机的最小可能的振动。
通常，控制装置可以设置在真空泵本身中以及设置在所有真空泵共用的控制单元的中央-特别是在包括多个真空泵的设备中。
一种根据本发明用于操作高转速真空泵的方法，其中该真空泵具有压缩机、用于驱动压缩机的驱动马达以及用于在恒定的额定转动频率下操作驱动马达的马达控制单元，该方法包括如下方法步骤确定压缩机的固有振动，当压缩机的固有振动超过预定的极限值时改变转动频率，所改变的值小于驱动马达的额定转动频率的10％，在改变的转动频率下操作驱动马达。
根据本发明的方法允许压缩机的固有振动受到自动监控以及由驱动马达产生的振动频率在需要时能被校正。
现在将参照附图更详细描述本发明的两个实施例，其中图1示出根据本发明的真空泵的第一实施例，其中转动频率校正通过软件狗来启动；以及图2示出根据本发明的压缩机的第二实施例，其中振动行为通过振动传感器监控。
具体实施例方式
图1和图2分别示出了构造为涡轮分子泵的高转速真空泵10、30。高转速真空泵还可构造为离心式压缩机。真空泵10、30具有30000转/分的额定转速，例如，该转速对应于500赫兹的转动频率。真空泵10、30可用作独立单元，但是也可形成具有100至120个安装在共同框架上的相同类型的真空泵的设备的一部分。这种设备例如用于玻璃涂敷目的。
真空泵10、30包括由驱动马达14驱动的涡轮分子压缩机12。驱动马达14可以是直流或交流马达。
驱动马达14由向马达绕组供电的马达控制单元16驱动。马达控制单元16在恒定的转动频率下操作驱动马达14。
图1示出的真空泵10还包括适于由转动频率校正启动器20启动的转动频率校正装置18。被启动的转动频率校正装置18导致马达控制单元16调节额定转动频率，例如，通过10赫兹的转动频率校正值来调节转动频率。
转动频率校正启动器20是构造为所谓的软件狗的电子存储元件。需要时软件狗连接到并行或串行接口22，所述接口22连接到转动频率校正装置18。转动频率校正值电子地存储在转动频率校正启动器20中。
当转动频率校正启动器20没有连接到接口22时，转动频率校正装置18没有启动，使得马达控制单元16在额定转动频率下操作驱动马达14。一旦转动频率校正启动器20连接到转动频率校正装置18的接口22，那么转动频率减少了存储的值。
在图2中示出的真空泵30的实施例中，真空泵30的振动行为通过控制驱动马达14的转动频率来控制。为此目的，振动传感器36固定到压缩机12，所述传感器36检测压缩机12的固有振动的频率和振幅。振动传感器还可设置在真空泵30的壳体部。
振动传感器36连接到转动频率校正装置34，该转动频率校正装置34评估由振动传感器36提供的振动信息并且当振动传感器36检测到已经超过压缩机12的预定振幅时校正转动频率。如果振动传感器36检测到过强的振动，转动频率校正装置34向上或向下增减10赫兹的转动频率校正值来校正额定转动频率，从而获得新的马达转动频率。如果当驱动马达14在新的马达转动频率下工作时振动传感器36检测到不允许的高频振动，额定转动频率被改变了第二转动频率校正值，并且驱动马达14在第二新马达转动频率下工作。
在转动频率校正装置中可设置控制装置，该控制装置接收来自振动传感器36的受控变量。马达转动频率还可这样无级地改变，使得马达转动频率总是尽可能接近额定转动频率。
权利要求
1.一种高转速真空泵(10；30)，包括压缩机(12)，用于驱动所述压缩机(12)的驱动马达(14)，以及用于以恒定的额定转动频率操作所述驱动马达(14)的马达控制单元(16；32)，其特征在于，可启动的转动频率校正装置(18；34)与所述马达控制单元(16；32)相关联，当所述额定转动频率校正装置(18；34)启动时，所述校正装置以最大为额定转动频率的10％的转动频率校正值来不断地校正额定转动频率。
2.根据权利要求1所述的高转速真空泵(10)，其特征在于，设置有转动频率校正启动器(20)，该转动频率校正启动器能够连接到所述转动频率校正装置(18)以启动后者。
3.根据权利要求2所述的高转速真空泵(10)，其特征在于，所述转动频率校正启动器(20)是能够电连接到所述转动频率校正装置(18)的外部电子存储元件。
4.根据权利要求3所述的高转速真空泵(10)，其特征在于，所述转动频率校正启动器(20)是能够连接到所述转动频率校正装置(18)的电接口(22)的软件狗。
5.根据权利要求1所述的高转速真空泵(30)，其特征在于，连接到所述转动频率校正装置(34)的振动传感器(36)与所述压缩机(12)相关联，其中当所述振动传感器(36)检测到超过预定振幅时所述转动频率校正装置(34)启动。
6.根据权利要求5所述的高转速真空泵(30)，其特征在于，在所述转动频率校正装置(34)中存储了至少两个不同的转动频率校正值。
7.根据权利要求5所述的高转速真空泵(30)，其特征在于，控制装置与所述转动频率校正装置(34)相关联，所述控制装置控制马达转动频率并且接收来自于所述振动传感器(36)的受控变量。
8.一种用于操作高转速真空泵(30)的方法，其中该真空泵具有压缩机(12)、用于驱动所述压缩机(12)的驱动马达(14)、以及用于以恒定的额定转动频率操作所述驱动马达(14)的马达控制单元(32)，所述方法包括如下方法步骤借助于振动传感器(36)确定所述压缩机(12)的固有振动，当所述压缩机的固有振动超过预定的极限值时，以小于所述驱动马达(14)额定转动频率的10％的值改变所述驱动马达(14)转动频率，以及以改变后的转动频率操作所述驱动马达(14)。
全文摘要
本发明涉及一种高转速真空泵(10)，该真空泵包括压缩机(12)、用于驱动压缩机(12)的驱动马达(14)、以及用于以恒定的额定转动频率操作驱动马达(14)的定时齿轮(16)。根据约束条件，在压缩机(12)以额定转动频率工作期间，在压缩机(12)中会发生不期望的强振动，这在轴承上产生过大的应变。由此本发明的目的是减少压缩机或真空泵上的振动应变。为达到此目的，可启动的转动频率校正装置(18)分配到定时齿轮(16)，当转动频率校正装置(18)启动时，所述装置以最大为额定转动频率的10％的校正值来不断地校正额定转动频率。如果压缩机(12)或真空泵(10)非常强烈地振动，那么因此能够简单地修改驱动马达(14)的转动频率以防止共振效应。
文档编号F04D27/02GK101035989SQ200580033845
公开日2007年9月12日 申请日期2005年10月6日 优先权日2004年10月7日
发明者卡尔－海因里希·福尔克尔, 克里斯蒂安·拜尔, 阿洛伊斯·格雷文 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司