真空泵及其运转方法_2

文档序号:8315593阅读:来源:国知局
制从逆变器部12输出的交流电。即,逆变器控制部16从上位泵控制器(未图示)接收速度指令值,基于三相电流的测定值生成PWM信号。该PWM信号被发送至栅极驱动器13。栅极驱动器13基于PWM信号,生成用于驱动逆变器部12的开关元件的栅极驱动信号。逆变器部12的开关元件按照来自栅极驱动器13的栅极驱动信号而被驱动,由此逆变器部12将频率可变的交流电输出至马达2。
[0050]逆变器装置5具有用于在发生了过电压及过电流等错误时,保护自身不受故障影响的保护功能。更具体地,构成为当错误发生时,逆变器装置5停止其运转。错误大致分为过电压错误(即,过大的电压施加于逆变器装置5)和过电流错误(即,过大的电流流向逆变器装置5)。
[0051]当输入至转换器部11的直流电上升时,有可能破坏逆变器装置5内部的平滑电容器15或逆变器部12的各开关元件。因此,逆变器装置5构成为,监视转换器部11的直流电压,在该直流电压为预先设定的值以上的情况下,逆变器装置5停止其运转。
[0052]作为转换器部11的直流电压上升的原因,可以想到电力供给源9的异常及逆变器控制的失调。以下,将由电力供给源9的异常导致的过电压错误称为错误1,将由逆变器控制的失调导致的过电压错误称为错误2。
[0053]错误I是由向逆变器装置5供给交流电的电力供给源9的异常导致的错误。错误I能够因各种原因而发生。当错误I发生时,向逆变器装置5的输入电压上升,因此逆变器装置5有可能发生故障。因此,在这种情况下,逆变器装置5立即停止其运转。
[0054]在瞬间停电之后使仅以惯性力旋转(即空转(free run))的马达2及泵组件I重启的情况下容易发生错误2。当发生瞬间的停电时,逆变器装置5的电力输出自动地停止(即,由于无电力输入,所以逆变器装置5无法输出电力)。由于瞬间停电的时间的长度通常在I秒以内,所以在瞬间停电期间,马达2因惯性而继续旋转,但由于轴承的损耗等,马达2的旋转速度逐渐降低。
[0055]当电力恢复时,逆变器装置5测定正在空转的马达2的此刻的旋转速度,逆变器装置5开始交流电的输出,该交流电具有与马达2的旋转速度同步的频率。此时,当逆变器装置5输出比与马达2的旋转速度对应的频率低的频率的交流电时,逆变器装置5使马达2主动地减速,从而马达2的动力作为再生能量而返回至逆变器装置5。作为结果,逆变器装置5内的电压上升,发生过电压。
[0056]当停电在一定程度上持续长时间时,马达2完全停止。因此,在长时间的停电后启动逆变器装置5的动作与通常的启动动作相比丝毫没有改变,在这种情况下不发生上述的错误。
[0057]在逆变器装置5按照来自控制装置7的指令使马达2减速的情况下也容易发生错误2。例如,在使真空泵从通常运转模式向空转运转模式过渡的情况下,控制装置7对逆变器装置5发出指令以减小马达2的旋转速度。当像这样主动地使马达2的旋转速度降低时,马达2的动力作为再生能量而返回至逆变器装置5。作为结果,逆变器装置5内的电压上升,发生过电压。
[0058]除过电压外,过电流也可能成为逆变器装置5的故障原因。即,当逆变器装置5中流过大的电流时,有可能破坏逆变器装置5内部的开关元件。因此,逆变器装置5构成为,监视逆变器部12的输出电流,在该输出电流为预先设定的值以上的情况下,逆变器装置5停止其运转。
[0059]作为过电流的原因,可以想到逆变器控制的失调及马达2的故障。以下,将由逆变器控制的失调导致的过电流错误称为错误3,将由马达2的故障导致的过电流错误称为错误4ο
[0060]与错误2相同地,在瞬间停电后使仅以惯性力旋转的马达2重启的情况下、或在逆变器装置5根据来自控制装置7的指令使马达2减速的情况下容易产生错误3。例如,在瞬间停电后重启逆变器装置5时,若从逆变器装置5输出的交流电的频率与马达2的实际的旋转速度有很大不同,则会由于逆变器控制的失调导致过电流流过。尤其是,当马达2的转子位置的传感检测(sensing)失败时,会在不适当的时机对马达2施加电压,作为结果,流过过电流。作为转子位置的传感检测失败的原因,可以列举出在马达2的检测电流中重叠噪声、或泵组件I的负载急剧地变化从而马达2的旋转速度急剧地变化。
[0061]另外,在使泵组件I (及马达2)空转运转时容易产生错误3。空转运转是指,以节能为目的而使马达2以比马达2的额定速度低的空转速度旋转的运转。例如,在空转运转中,使马达2以马达2的额定速度的10%的速度旋转。逆变器装置5调整为在马达2以其额定速度旋转时能够进行合适的速度控制。当空转速度与额定速度之差较大时,存在逆变器控制部16的控制动作变得不稳定而流过过电流的情况。
[0062]错误4是由马达2的故障导致的错误。因此,在产生了错误4的情况下,必须使逆变器装置5的运转立即停止,进行马达2的修理或更换。
[0063]如上所述,逆变器装置5的错误大致分为过电压错误和过电流错误。进而,过电压错误分成由电力供给源9的异常导致的错误I和由逆变器控制的失调导致的错误2,过电流错误分成由逆变器控制的失调导致的错误3和由马达2的故障导致的错误4。当产生这些错误I?错误4时,逆变器装置5停止其运转并且向控制装置7发送错误信号。
[0064]在四个错误I?4中,错误1、错误4是严重的错误。换言之,当在错误1、错误4发生后逆变器装置5继续运转时,逆变器装置5有可能发生故障。因此,在发生了错误1、错误4时有必要使逆变器装置5的运转停止。
[0065]与此相对的,错误2、错误3是比较轻度的错误。例如,如果以惯性旋转的马达2的旋转速度降低且再生能量变小,则不会发生过电压及过电流。另外,即使在转子位置的传感检测失败的情况下,也存在能够在下一个瞬间正确进行转子位置的传感检测的情况。由于这些错误2、错误3不是由逆变器装置5本身的故障产生的,而是由逆变器装置5的控制的紊乱而产生的,所以有时也不需要停止逆变器装置5的运转。
[0066]因此,为了避免伴随错误发生的真空泵的频繁的运转停止,控制装置7构成为,在发生了错误2、错误3的情况下,使逆变器装置5立即重启。
[0067]当发生了错误I?4中的某一个时,错误信号从逆变器装置5发送至控制装置7。因此,控制装置7能够通过接收该错误信号而检测出错误的发生。控制装置7在错误的发生满足规定的条件的情况下,判断为该错误是错误2或错误3,使逆变器装置5重启。规定的条件是指以下的三个条件。
[0068]条件1:从停电(瞬间停电)恢复而重新开始电力供给开始在规定时间以内(10秒以内,优选5秒以内,更优选2秒以内)发生了错误。
[0069]条件2:从逆变器装置5按照来自控制装置7的指令使马达2的减速开始的时刻开始在规定时间以内(10秒以内,优选5秒以内,更优选2秒以内)发生了错误。
[0070]条件3:在逆变器装置5使马达2以比其额定速度低的空转速度(小于额定速度的50%,优选小于30%,更优选小于10% )旋转时发生了错误。
[0071]控制装置7在错误的发生满足条件1、条件2、及条件3中某一个的情况下,使逆变器装置5重启。与此相对的,在错误的发生不满足条件1、条件2、及条件3中的任一个的情况下,认为该错误为上述的错误1、错误4,因此控制装置7不使逆变器装置5重启。设定上述条件I?3的理由是,如上所述,在瞬间停电之后将逆变器装置5重启时、使马达2主动减速时、及马达2空转运转时容易发生错误2、错误3。
[0072]图3是表示在马达2空转运转时发生了错误时的马达2的旋转速度的变化的图。如图3所示,若在马达2以空转速度旋转时发生错误,则逆变器装置5将错误信号发送至控制装置7,同时暂时停止其运转。由于错误的发生满足条件3,所以控制装置7使逆变器装置5重启。马达2在完全停止前再次旋转,继续驱动泵组件I。这样,即使发生错误,逆变器装置5也继续其运转,所以泵组件I能够继续进行密闭容器8的真空排气。
[0073]图4是表示在逆变器装置5按照来自控制装置7的指令使马达2减速时发生了错误时的马达2的旋转速度的变化的图。如图4所示,若在逆变器装置5使马达2减速时发生错误,则逆变器装置5将错误信号发送至控制装置7,同时暂时停止其运转。由于错误的发生满足条件2,所以控制装置7使逆变器装置5重启。如图4所示,当逆变器装置5从重启开始在规定时间以内(10秒以内,优选为5秒以内,更优选为2秒以内)再次发生了错误时,控制装置7也可以再次使逆变器装置5重启。
[0074]虽然错误2、3是比较轻度的错误,但若其发生频繁高则有时会导致重大的故障。因此,控制装置7基于错误2、错误3的发生频率判断是使逆变器装置5继续运转
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