用于真空泵的电力供应系统以及真空泵的制作方法

本发明涉及用于真空泵的电力供应系统以及具有此类电力供应系统的真空泵。

真空泵的某些使用者要求在升速（ramp-up）期间使其真空泵从零转速快速循环到全转速，执行其分析，并且而后在降速（ramp-down）期间使泵从全速停止到静止。由于若干因素，因此涡轮泵升速时间（从静止到全速）可为若干分钟。同样地，减速时间（全速到静止）可花费若干分钟。这对于仅当泵实现例如全转速时才可操作其处理的客户可产生不便。

长升速时间是由于由马达传递的有限扭矩，但也可由电力供应能力影响，所述电力供应由客户选择。例如，某个泵的额定功率可为100w，但由于成本或尺寸限制，因此客户可选择50w电力供应。这对于全速运转可为足够的电力，但代价是缓慢的升速时间。附加地，可存在有系统功率/预算限制或由于经济原因的限制。因此，在电力供应能力和所要求的系统升降时间（ramptime）之间存在有应进行的平衡。

因此，本发明的目的是提供电力供应，以改善循环时间。

此技术问题由根据权利要求1的电力供应系统、根据权利要求6的真空泵以及还由根据权利要求7的用于关闭真空泵的方法和根据权利要求8的用于启动真空泵的方法解决。

本发明的用于真空泵的电力供应系统包括电力供应器件，以向真空泵供应电能，用于操作。能量储存器件与电力供应器件连接，由此，能量储存器件被配置为在真空泵的降速期间储存由真空泵产生的能量。因此，能量储存器件可经由马达控制器连接到电力供应器件。因此，能量储存器件直接连接到马达控制器，并且电力供应器件也直接连接到马达控制器，而马达控制器连接到真空泵。通常，真空泵包括诸如转子的快速旋转组件以及与转子连接的若干转子元件。通过转子元件，气体从泵入口被输送到泵出口。在切断真空泵时，为了使真空泵降速，电力供应器件被切断。由于惯性力，因此旋转元件以旋转速度保持旋转。此旋转速度使电流引入到电动马达的绕组中。电流而后被引导到能量储存器件，并且被储存。在旋转转子的旋转能量被储存在能量储存器件中时，能量从转子中被抽取，因此，减少了降速时间，并且可缩短减速时间。因此，改善了循环时间。其中，术语降速不限于转子从全转速到零转速的完全减速，而是还包括转子的转速的任何实质性降低和至少部分降低。

优选地，在真空泵的升速期间，使用被储存在能量储存器件中的能量。因此，能量储存器件的储存能量能够加速升速过程，并且因此减少升速时间。优选地，被储存在能量储存器件中的能量与电力供应器件的电能组合。因此，在真空泵启动或升速时（优选地，由马达控制器发起，所述马达控制器被配置为向电力供应器件发送开始信号，以便发起真空泵的升速），电力供应器件被接通，以便使真空泵升速，并且附加地使用被储存在能量储存器件中的能量，以加速升速过程。作为结果，更小的电力供应器件是可能的，因为附加能量由能量储存器件提供，以实现快速循环。电力供应器件可因此被选择为提供更少电力，这对于真空泵的正常操作用于全速运转仍是足够的，因为泵循环的最消耗能量的部分（即，升速过程）由能量储存器件支持。因此，由于更小的电力供应器件，因此可降低成本，同时可改善循环时间。其中，术语升速不限于转子从零转速到全转速的完全加速，而是还包括转子的转速的任何实质性升高或至少部分升高。

优选地，在能量储存器件中的能量以电能、机械能、化学能和/或热能被储存。

优选地，能量储存器件包括电池、电容、压力容器或飞轮，以储存能量。特别地，如果在能量储存器件中的能量以机械能或热能被储存，则采用其它装置，以便将储存的机械能或热能转化为电能，所述电能而后与电力供应器件的电能组合。

在一个实施例中，向真空泵提供的电能完全由能量储存器件产生。因此，在断电的情况下，泵能够进一步操作。附加地，如果泵暂时不连接到电源（mains）电力供应，则泵可进一步操作。因为与升速过程相比，在全运转速度下操作真空泵仅要求更少的电力，所以可能的是，至少在暂时断开连接期间，由被储存在能量储存器件中的能量进一步操作真空泵。

进一步地，本发明涉及真空泵，并且特别是涡轮分子泵，其包括定子和由电动马达相对于定子旋转的转子。转子包括至少一个转子元件，以便将气体从泵入口朝向泵出口输送。进一步地，控制器与电动马达连接，以便控制真空泵的操作。控制器连接到电力供应系统。能量储存器件与电力供应器件或控制器连接，由此，能量储存器件被配置为在真空泵的降速期间储存由真空泵产生的能量，如先前描述的。

优选地，电力供应系统如先前描述地被构建。

优选地，能量储存器件如先前描述地与电力供应系统结合地被构建。

本发明进一步涉及关闭真空泵的方法，其中，电力供应器件被切断，以及其中，在切断电力供应器件之后由真空泵产生的能量被储存。由于真空泵的旋转元件的惯性力，因此产生能量，这使电流引入到电动马达的绕组中。因此，旋转元件的旋转能量例如由能量储存器件储存。

进一步地，本发明涉及启动真空泵的方法，其中，电力供应器件被接通，并且电力供应器件的电能与从能量储存器件传输的电能组合。因此，由于电力供应器件的电能和由能量储存器件产生的电能的组合使用，因此减少了对于真空泵的升速时间。因此，降低了对于电力供应器件的要求，同时改善了循环时间。

优选地，关闭真空泵的方法和/或启动真空泵的方法使用如先前描述的电力供应系统和/或如先前描述的真空泵。优选地，一个或两个方法包括相对于电力供应系统和/或真空泵公开的特征。

将参考附图详细解释本发明的示例性实施例。

在附图中：

图1显示了在降速过程期间的根据本发明的具有电力供应系统的真空泵，

图2显示了在升速过程期间的图1的相同真空泵，以及

图3显示了本发明的另一实施例。

本发明的真空泵11包括具有若干定子元件12的定子10、具有若干转子元件16的转子14，由此，转子14和转子元件16相对于定子10旋转。转子14由电动马达18驱动，所述电动马达18经由马达控制器20与电力供应22连接。马达控制器20控制真空泵11的操作，即，发起降速和升速过程。在本示例中，能量储存器件被构建为电池，但类似地可使用不同的能量储存器件。电池24与电力供应22连接。在本示例中，电力供应器件是电源电力，但类似地可使用不同的电力供应器件，例如，电池或不可间断的电力供应。如果马达控制器20发起降速过程，则电力供应22被切断。由于初始力，因此转子14和转子元件16进一步旋转。此旋转使电流感应产生到电动马达18的绕组中，因此将转子14的旋转能量转化为电能。所产生的能量而后被传输到电池24，如由箭头26指示的，并且由电池24储存。由于能量以电能的形式从转子14中被抽取，因此减少了降速时间。

在真空泵11的升速或启动期间（在图2中显示），马达控制器20发起启动过程。因此，在图1中，相同或相似的元件由相同的附图标记指示。在发起真空泵启动时，电力供应22被接通，如由箭头28指示的。为了减少升速时间，被储存在电池24中的能量与电力供应22的电能组合。电池24和电力供应22的组合能量而后被馈送到电动马达18，如由箭头30指示的，以便加速转子元件16。因此，与仅利用电力供应22的升速时间相比，缩短了升速时间。因此，降低了对于电力供应22的要求，并且可选择更小的电力供应系统22，因此降低了系统成本，同时实现短的泵循环时间。

附加地，如果由于断电因此电力供应22不能够向电动马达18提供电能，或如果电力供应22暂时不连接到电源电力供应，则还将可能的是，完全由电池24操作真空泵11。当真空泵11在全运转速度下运转时，如果电力供应22从电源电力供应暂时断开连接，则这特别是可能的。如果真空泵11在全运转速度下，则仅要求少量电力，以便将真空泵11维持在操作状态中。如果电池具有适当容量，则此电力量可完全由电池24提供。

因此，通过本发明，在降速过程期间由真空泵11产生的能量由电力储存器件储存。在升速过程期间，除了总体电力供应之外，还可使用此储存能量。因此，通过使用根据本发明的真空泵11，减少了对于真空泵11的降速时间还以及升速时间，导致更短的泵循环，为客户提供了更方便的处理和提高的效率。

图3显示了本发明的另一实施例，其中，相同或相似的元件由相同的附图标记指示。与图1和图2的实施例相反，也被构建为电池24的能量储存器件直接连接到控制器，而不是连接到电力供应器件。然而，功能性是相同的，使得在真空泵11的降速期间，旋转能量被传输到电池24，如由箭头26指示的。可使用储存能量，以加速真空泵11的升速过程。因此，优选地，能量储存器件被构建为与电力供应器件分离，所述能量储存器件连接控制器和/或从控制器断开连接，而独立于电力供应器件是否连接。更换电池24或在没有电力供应器件的情况下使用真空泵至少暂时是可能的。