專利名稱：操作泵系統(tǒng)的方法
操作泵系統(tǒng)的方法 本發(fā)明涉及操作泵系統(tǒng)的方法。
在半導(dǎo)體器件和平板顯示器制造中以及金屬化處理中通常使用真空 處理以便在基底上淀積薄膜。用于將較大處理腔，如負荷鎖緊腔，抽真 空到要求的壓力的泵系統(tǒng)通常包括至少一個串聯(lián)連接到至少一個前級泵 的增壓泵。
增壓泵典型地具有無油泵機構(gòu)，因為在泵機構(gòu)中存在任何潤滑油可 以造成在其中進行真空處理的潔凈環(huán)境的污染。這種"干"的真空泵通 常是在泵機構(gòu)中采用內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子的單級或多級的正位移泵。該轉(zhuǎn)子可以 在每一級中具有相同的輪廓型式或者各級在輪廓可以變化。前級泵既可 以具有與增壓泵類似的泵機構(gòu)，也可以具有不同的泵機構(gòu)。
異步交流電機典型地驅(qū)動增壓泵的泵機構(gòu)。這種電機必須具有一個 額定功率，以使泵能夠?qū)Ρ萌肟谂c出口之間的被泵的氣體提供充份的壓 縮以及對要求的功率是足夠的泵速度效果。
供給到增壓泵電機的功率的一部分在排氣中產(chǎn)生壓縮熱，特別在中 等和高入口壓力水平時，這樣泵體和轉(zhuǎn)子可能發(fā)熱。如果不充分控制產(chǎn) 生的壓縮的不均勻壓力，則可能有過熱增壓泵的危險，最終導(dǎo)致潤滑不 足、過熱膨脹和卡住，因此對于增壓泵的尺寸和泵速度的標準電機通常 這樣來選擇，即在低入口壓力時在正常使用中應(yīng)該能提供充份的壓縮， 但是如果在中等或高入口壓力水平下工作而沒有保護裝置則仍有過熱的 危險。
在上述傳統(tǒng)的泵系統(tǒng)中，可能需要在高到中等入口壓力下頻繁和重 復(fù)地工作。例如，重復(fù)地從大氣壓力到壓力將負荷鎖緊腔抽真空以便能 夠使位于腔內(nèi)的基底被傳輸?shù)教幚砬?，并且繼而暴露到大氣壓力中以便 能使處理的基底被卸下并用新的基底置換。由增壓泵產(chǎn)生的氣體壓縮的 大小，以及在其入口與出口之間產(chǎn)生的不均勻壓力可以用各種裝置來限 制以便控制產(chǎn)生的熱量并限制過熱的危險。如果太過份地限制增壓泵產(chǎn) 生的氣體壓縮，則可能不希望地減慢大真空腔的最終抽真空的時間。如 果不充份地限制由增壓泵產(chǎn)生的氣體壓縮，而真空腔的最終抽真空時間 可以加快，則才幾械的增壓泵可能過熱。
對于驅(qū)動增壓泵的電機，可以在電機與電機的動力源之間設(shè)置一個 可變頻驅(qū)動裝置。這一驅(qū)動裝置通過將動力源供給的交流電轉(zhuǎn)變成直流 電來工作，然且將直流電轉(zhuǎn)換成要求的幅值和頻率的交流電。通過控制 供給到電機的電流來控制供給電機的功率，該電流轉(zhuǎn)而通過調(diào)節(jié)電機中 電壓的頻率和/或幅值來控制。供給電機的電流確定在電機中產(chǎn)生的扭矩 的大小，并因此確定能旋轉(zhuǎn)泵機構(gòu)的可能的扭矩。電力的頻率確定泵機 構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度。通過變化電力的頻率，增壓泵可以保持恒定的系統(tǒng)壓力， 即使是在氣體負荷可能明顯變化的條件下。
為了防止增壓泵的過載，驅(qū)動裝置設(shè)定對電力頻率的最大值()， 和對供給電機的電流的最大值Uaax)。此電流限制對電機的持續(xù)額功率 一般是合適的，并且將限制由泵機構(gòu)產(chǎn)生的有效扭矩并因而不均勻壓力 效果的大小，因而限制產(chǎn)生的排氣熱量。
在快速抽真空循環(huán)的開始，希望盡可能快地旋轉(zhuǎn)泵機構(gòu)以便最大化 抽真空率。由于在循環(huán)開始時氣體的高壓力，也就是較高的密度，需要 大扭矩以在f^左右的頻率處旋轉(zhuǎn)泵機構(gòu)，并因此要求高的電流，該高的 電流通常大于1_。為保護電機不受損壞，供給到增壓泵的電機的電力頻 率被迅速降低到低于fm的某個水平，導(dǎo)致泵旋轉(zhuǎn)速度的陡降，盡管限制 產(chǎn)生的不均勻壓力。隨著抽真空的進行以及入口壓力的降低，驅(qū)動裝置 將在一有限的時間向""向上斜升頻率以便逐漸增加增壓泵的旋轉(zhuǎn)速 度。盡管這一點保護增壓泵在所有入口壓力時免于過熱，但當降低旋轉(zhuǎn) 速度時此時間間隔可以代表將腔從大氣壓力抽真空到要求的低壓力("泵 降低"時間)需要時間的不希望的延長。
至少本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一個目標是尋求解決這些和其它問題。
在第一方面，本發(fā)明提供一種泵系統(tǒng)，它包括泵機構(gòu)；驅(qū)動該泵機 構(gòu)的電機；和控制該電機的控制器，其中該控制器設(shè)定電機旋轉(zhuǎn)頻率的 最大值(U以及電機中電流的最大值(L")，以優(yōu)化該泵系統(tǒng)的性能， 在泵系統(tǒng)的工作過程中調(diào)節(jié)所述最大值。
該系統(tǒng)最好包括向電機供給可變頻率電力的轉(zhuǎn)換器，該控制器在泵 系統(tǒng)工作過程中調(diào)節(jié)電力的幅值和頻率。
該控制器最好被構(gòu)造成以接受來自監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi) 一或多個狀態(tài)的傳感 器的信號，并根據(jù)監(jiān)測的狀態(tài)調(diào)節(jié)至少一個最大值。例如，至少一個傳 感器被構(gòu)造成提供指示泵系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力的信號。該控制器根據(jù)接受的 信號調(diào)節(jié)至少一個最大值。在另一例子中，至少一個傳感器可以構(gòu)造成 提供指示泵系統(tǒng)的溫度的信號，該控制器根據(jù)接受的信號調(diào)節(jié)最大值的 至少一個。還是在另一例子中，不利用外部傳感器而代之以該控制器僅 根據(jù)時間，才艮據(jù)建立的系統(tǒng)構(gòu)形與參數(shù)，調(diào)節(jié)最大值的至少一個。
在優(yōu)選實施例中，這些最大值的兩個在容器從大氣壓力的抽真空過 程中隨著氣體壓力的降低而變化?？刂破鞅粯?gòu)造成在較高壓力時在泵系 統(tǒng)的工作過程中以增加電機中電流最大值，以及在較低壓力時在 泵系統(tǒng)的工作過程中增加電機旋轉(zhuǎn)頻率的最大值(f_)。
在第一，較高壓力區(qū)域，即在該區(qū)域在入口處到泵機構(gòu)的壓力從大 氣壓力下降時，1^可以被增加到這樣的值，即在此高壓區(qū)域使用的過程 中，I面大于電機的標稱規(guī)范，并且足以能使增加的不均勻壓力被擴大， 這樣增壓泵入口壓力達到比具有標稱1_可能要低的水平，以其出口直 排到大氣。
如果以此1_的提升值對整個抽真空循環(huán)操作，則具有電機可能過熱
的危險。鑒于此， 一旦壓力降到第一預(yù)定值以下，例如，100毫巴與500 毫巴之間，I,的值被降到提供最佳的泵性能同時保持產(chǎn)生的壓力不均勻 在安全限制以內(nèi)以防止泵機構(gòu)的過熱。
當氣體壓力達到低于第一預(yù)定值的第二預(yù)定值時，例如，1毫巴與 100毫巴之間，更優(yōu)選地在10毫巴與100毫巴之間，從容器泵出的氣體的 密度將不足以造成泵機構(gòu)過熱的危險，所以可以增加f^以改善泵性能。
作為一種選擇為了獨立于供給到泵機構(gòu)的氣體壓力改變最大值，最 大值的至少一個可以根據(jù)從泵機構(gòu)排放氣體的壓力來調(diào)節(jié)。作為另一選 擇，可以根據(jù)泵機構(gòu)的主體溫度和/或在其入口處進入泵機構(gòu)的氣體溫度 和/或從泵機構(gòu)在其出口處排放氣體的溫度調(diào)節(jié)這些最大值。
泵機構(gòu)最好是從容器泵出氣體的增壓泵的泵機構(gòu)。該泵系統(tǒng)也可以 包括一個初級，或前級泵，它具有連接到增壓泵排氣口的入口。如果使 用分立的排放管線允許自由排放氣體廢氣直接到大氣，該排放管線不經(jīng) 初級泵迂回，并且對其旋轉(zhuǎn)速度無限制，則增壓泵在高入口壓可以獨自 提供比經(jīng)過初級泵連接的可以達到的更高的最后的泵速度，從大氣壓力 下降到由可能的電機功率確定入口壓力。這能夠達到比另外的結(jié)果更快 地將容器抽真空。如果此排放管線以壓力釋放閥終結(jié)，則每當從增壓泵
排放氣體的壓在大氣壓力以上時，則它將對大氣打開并自由地排放，允
許增壓泵在最大標稱速度處工作。因此，該系統(tǒng)最好包括一個與來自增 壓泵機構(gòu)的排氣口流體溝通的壓力釋放閥以便選擇性地釋放由增壓泵機 構(gòu)壓縮的氣體到大氣中。當來自增壓泵的排氣壓力下降到大氣壓力以下 時，該壓力釋放閥最好構(gòu)造成自動地關(guān)閉，在該點處初級泵在進一步降 低增壓泵出口壓力和增加最后的泵速度變得有效。
壓力釋放閥的關(guān)閉能夠提供泵系統(tǒng)內(nèi)壓力的方便指示，并因此至少 一個傳感器可以被構(gòu)造成以監(jiān)測壓力釋放閥的位置，而控制器被構(gòu)造成 以便當壓力釋放閥從打開位置移動到關(guān)閉位置時降低電機中電流的最大 值。
在第二方面，本發(fā)明提供一種操作泵系統(tǒng)的方法，該泵系統(tǒng)包括泵 機構(gòu)和為驅(qū)動該泵機構(gòu)的電機，該方法包括設(shè)定電機的旋轉(zhuǎn)頻率的最大 值和電機中電流的最大值的步驟，同時，在泵系統(tǒng)的工作過程中，調(diào)節(jié) 所述最大值的優(yōu)化該泵系統(tǒng)的性能。
有關(guān)本發(fā)明系統(tǒng)各方面的上述特征同樣可應(yīng)用到本發(fā)明的方法的各 方面，反之亦然。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選特征，其中


圖1示意地表示為將容器抽真空的泵系統(tǒng)的一個例子； 圖2示意地表示為驅(qū)動圖1的泵系統(tǒng)的增壓泵電機的驅(qū)動系統(tǒng)的第 一實施例；
圖3更詳細地表示圖2的驅(qū)動系統(tǒng)的可變頻驅(qū)動裝置； 圖4是表示圖1的泵系統(tǒng)工作過程中容器的最后泵速度，或抽真空 率，對入口壓力的曲線；
圖5示意地表示為驅(qū)動圖1的泵系統(tǒng)的增壓泵電機的驅(qū)動系統(tǒng)的第 二實施例；以及
圖6更詳細地表示圖5的驅(qū)動系統(tǒng)的可變頻驅(qū)動裝置。 圖1表示為將容器10，如負荷鎖緊腔或其它較大的腔，抽真空的真 空泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括串聯(lián)連接前級泵14的增壓泵12。該增壓泵12具 有由抽真空通道18，最好是管道18的形式，連接到容器10的一個出口 20的入口 16。增壓泵12的排氣口 22被管道24連接前級泵14的一個入 口 26。該前級泵14具有一個排氣口 28,它從容器10向下排放氣體到大 氣。
盡管表示的泵系統(tǒng)包括單一的增壓泵和單一的前級泵，但是根據(jù)容
器的泵需求可以設(shè)置任何數(shù)目的增壓泵。在設(shè)置若干個泵處，這些泵并聯(lián) 連接因此每個增壓泵可以面臨相同的工作條件。在設(shè)置較大數(shù)目的增壓 泵處可以并聯(lián)設(shè)置二或多個前級泵。此外，類似地由于增壓泵的第一排 與前級泵之間的需要可以設(shè)置并聯(lián)連接的增壓泵的附加排。
也參照圖2,增壓泵12包括由可變速的電機32驅(qū)動的泵機構(gòu)30。 增壓泵典型地主要包括干(或無油)泵機構(gòu)30,但是通常也包一些零件， 諸如軸承和傳動齒輪，以驅(qū)動需要潤滑的泵機構(gòu)30以便更有效。干泵的 例子包括羅茨(Roots)泵，Northey或("爪形")泵和螺桿泵。包括 Roots和/或Northey 機構(gòu)的干泵通常是多級正位移泵在每個泵腔內(nèi)采 用內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子置于反旋轉(zhuǎn)的軸上，并可以在每個腔中具有同一 型式的輪廓或者輪廓對于腔可以變化。
前級泵14既可以具有與增壓泵12類似的泵機構(gòu)，也可具有不同的 泵機構(gòu)。例如，該前級泵14可以是旋轉(zhuǎn)葉片泵、旋轉(zhuǎn)活塞泵、Northey， 或"爪形，，，泵、或螺桿泵。前級泵電機34驅(qū)動增壓泵12的泵機構(gòu)30。
增壓泵12的電機32可以是任何驅(qū)動增壓泵12的泵機構(gòu)30的合適 的電機。在優(yōu)選實施例中，該電機32包括異步的交流電機。驅(qū)動電機32 的控制系統(tǒng)包括可變頻驅(qū)動裝置36以接受由電源38供給的交流電并將 接受的交流電轉(zhuǎn)變成電機32的電源。
圖3更詳細地表示該驅(qū)動裝置36。該驅(qū)動裝置36包括一個轉(zhuǎn)換器 40和一個轉(zhuǎn)換器控制器42。如已知的，該轉(zhuǎn)換器40包括一個整流電路 以將來自電源38的交流電轉(zhuǎn)變成脈沖直流電， 一個中間直流電路以將脈 沖直流電濾波成直流電，以及一個轉(zhuǎn)換器電路以將直流電轉(zhuǎn)換成交流電 用于驅(qū)動電機32。
轉(zhuǎn)換器控制器42控制轉(zhuǎn)換器40的工作因此電源具有要求的幅值與 頻率。該轉(zhuǎn)換器控制器42根據(jù)泵系統(tǒng)的工作狀態(tài)調(diào)節(jié)電源的幅值與頻 率。在圖2和3所示的例子中，轉(zhuǎn)換器控制器42根據(jù)泵系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓 力控制電源。如所示，該轉(zhuǎn)換控制器42從第一壓力傳感器"接受指示 增壓泵12入口 16處壓力的第一信號以監(jiān)測管道18內(nèi)的壓力。另一選 擇，或者此外，轉(zhuǎn)換器控制器42可以從第二壓力傳感器46接受指示增 壓泵12排氣口 22處壓力的第二信號以監(jiān)測管道24內(nèi)的壓力。然后轉(zhuǎn)換 器控制器42根據(jù)第一和第二信號的一個或二個改變功率。當來自轉(zhuǎn)換器 40的功率輸出的頻率變化時，電機32的旋轉(zhuǎn)頻率根據(jù)頻率的變化而改
變。因此在容器IO抽真空的過程驅(qū)動裝置36能夠改變增壓泵12的速度 以便優(yōu)化增壓泵12的性能。
轉(zhuǎn)換器控制器42對驅(qū)動裝置36的二或多個工作極限設(shè)定二或多個 值；特別是，供給電機32的電力的最大頻率(f aI)和可以供給電機32 的最大電流U^)。如上所述，通常這樣設(shè)定Im的值，即它對電機32 的持續(xù)額定功率是合適的，也就是，電機能夠在長時間內(nèi)工作的功率達 不到過載狀態(tài)。對供給到電機的功率設(shè)定最大值具有限制對泵機構(gòu)30可 能的有效扭矩的作用。這一點轉(zhuǎn)而將限制最終的跨越整個增壓泵12的不 均勻壓力，并因此限制在增壓泵12以內(nèi)產(chǎn)生的熱量。
該轉(zhuǎn)換器控制器42還監(jiān)測供給到電機32的電流。供給電機32的電 流取決于由驅(qū)動裝置36供給到電機32的交流電的頻率和幅值。如果供 給到電機32的電流超過1_，則轉(zhuǎn)換器控制器42控制轉(zhuǎn)換器40以迅速 降低供給到電機32的電力的頻率和幅值，因而降低電流到1^以下和增 壓泵12的速度二者。
回到圖1，分支管道48連接到在增壓泵12的排放口 22與前級泵14 入口 26之間延伸的管道24。該分支管道48在過壓釋放閥50中終結(jié)。 當管道中壓力達到預(yù)定壓力時，在此例中是大氣壓力左右，或稍高于大 氣壓，則釋放閥50打開將管道24內(nèi)的壓縮空氣釋放到大氣中。如在圖2 和3所示的，可以設(shè)置傳感器52用以輸出指示釋放閥50的位置信號， 該信號也送進到轉(zhuǎn)換器控制器42。因此該轉(zhuǎn)換器控制器42可以接受來自 傳感器44、 46的指示分別在增壓泵12的入口 16和出口 22的壓力，以 及來自傳感器52指示壓力釋放閥50的位置的信號。
現(xiàn)在將描述操作圖1至圖3所示的以便將容器IO從大氣抽真空到要 求壓力的泵系統(tǒng)的方法。
在容器IO抽真空的初始階段過程中的高入口壓力時，從增壓泵12 排放氣體的壓力將，由于被增壓泵12的泵機構(gòu)30的氣體壓縮，在大氣 壓力之上，并因此壓力釋放閥50打開以允許從增壓泵12排放的氣體被 直接地排放到大氣中以便改進泵系統(tǒng)的最后的泵速度。
如上所述，轉(zhuǎn)換器控制器42預(yù)設(shè)定適合于電機32的持續(xù)額定功率 的Im和f^的值，也就是電機能長時間工作而不達到過載狀態(tài)的功率。 在泵系統(tǒng)的此初始工作階段中，由于通過增壓泵12的較高氣體壓力，需 要高電流以對電機32提供足夠的扭矩以便在接近f^的頻率處旋轉(zhuǎn)泵機
構(gòu)30并跨越機構(gòu)產(chǎn)生相當大的局部壓力以使泵下降到滿意的中間壓力。 為此優(yōu)化的電流通常可以大于1_的正常值。為了在容器IO抽真空的此 初始階段中最大化增壓泵12的泵容量，1_的值項刻地增加到允許要使 用的增壓泵12的全容量的值，也就是，達到比電機的正常額定功率要高 的值。因此增壓泵瞬時地"過栽"以便延長在容器IO抽真空的此初始、 高壓階段中容器抽真空增加的速度，如圖4中"H"指示的，該處表示在 53處容器10的最后的泵速度，或抽真空率的變化，具有在泵系統(tǒng)工作過 程中與類似變化，55處所示的，相比較的入口壓力，對于在工作過程中 不改變f^和I^的泵系統(tǒng)。另一選擇，電機顯著大于通常安裝到增壓泵 的電機并具有可能使用的較高電流額定值因此Im的瞬時增加值，事實 上，不代表任何電機的過載狀態(tài)。
為了避免由于以升高的I隨值延長工作的增壓泵12過熱，1_的值 相繼回到預(yù)i殳定值
■在第一預(yù)定的時間區(qū)間之后已經(jīng)過去；或 -當泵系統(tǒng)中的氣體壓力已經(jīng)達到第一預(yù)定值。
此第一預(yù)定值可以根據(jù)從任何傳感器44、 46、 52接受的信號來監(jiān) 測。例如，圖4中54所指示的，當增壓泵12入口處的氣體壓力，如同 來自傳感器44的輸出信號所指示的，下降到第一預(yù)定值以下時，在所示 例中該預(yù)定值大約200毫巴，增壓泵12的此過載可以終止。作為另一選 擇，當增壓泵12排氣口 22處的氣體壓力，如由來自傳感器46的輸出信 號所指示的，下降到笫一預(yù)定值以下時，在所示例中該預(yù)定值是接近大 氣壓力，增壓泵的過載可以終結(jié)。這一點可以方便地通過壓力釋放閥50 的閉合來監(jiān)測，因為由傳感器52輸入到轉(zhuǎn)換器控制器42。因此從這三個 傳感器44、 46、 52輸出的任何一個信號可以被用作觸發(fā)信號降低I^的 值。在此點1^降低的結(jié)果將典型地是增壓泵電機旋轉(zhuǎn)速度的降低。
在容器10的抽真空的第二、中間壓力階段中1^的值下降到預(yù)設(shè)定 值(如圖4中"I ，，指示的)，能夠優(yōu)化在此中間壓力階段過程中增壓 泵的性能同時保持增壓泵12產(chǎn)生的壓力不均勻處在一極限以內(nèi)，這就防 止泵12的過熱。由于壓力釋放閥50的閉合已經(jīng)使初級泵14與增壓泵12 流體溝通，所以該初級泵14現(xiàn)在在增加泵系統(tǒng)的最后的泵速度變得有 效，該速度，如圖4所示的，隨著增壓泵12入口 16處的壓力持續(xù)下降 而穩(wěn)、定地增加。
隨著抽真空的進行和增壓泵12入口 16處的壓力降低，轉(zhuǎn)換器控制 器42逐漸增加供給到電機32的電源的頻率以保持I阪附近有的電流以便 最大化泵速度。隨著進入增壓泵12的氣體壓力的降低，此氣體的密度也 降低，因此由于入口壓力降低增壓泵12過熱的危險降低。鑒于此，為了 在容器進一步抽真空的過程中最大化增壓泵12的性能，轉(zhuǎn)換器控制器42 增加對于容器10的抽真空的第三、低壓階段的f^值(如圖4中"L"指 示的)。f阻值的增加可以由以下方式觸發(fā) 第二預(yù)定時間區(qū)間的終止；或
-當泵系統(tǒng)中氣體壓力已經(jīng)達到低于第一預(yù)定值的第二預(yù)定值時。 此第二預(yù)定值可以從自任何傳感器44、 46接受的信號監(jiān)測。例如， 如圖4中在56處指示的，當增壓泵12入口 16處的氣體壓力，如由傳感 器44輸出的信號指示的，下降到第二預(yù)定值以下時，在所示例子中該值 是30毫巴左右，f^的值可以增加。作為另一選擇，當增壓泵12排氣口 22處的氣體壓力，如由來自傳感器輸出的46信號指示的，下降到第二預(yù) 定值以下時，f^可以增加。很清楚，在僅由轉(zhuǎn)感器44的輸入確定笫一 與第二預(yù)定值的地方，無需設(shè)置傳感器46、 52。另一種選擇，二，或多 個，壓力信號之間的關(guān)系可以用于獲得適當?shù)目刂菩盘枴?br> 因此泵系統(tǒng)能夠組合在高入口壓力處增壓泵U排氣到大氣中的好處 與增加的泵速度，同時在中等入口壓力處保持能控制工作溫度并且進一 步提供在低壓力時增加的泵速度。
控制驅(qū)動裝置36的另一技術(shù)如圖5和6所示。此技術(shù)類似于參照圖 2和3所描述的，但圖5和6所示例子除外，轉(zhuǎn)換器控制器42根據(jù)泵系 統(tǒng)內(nèi)的一或幾個溫度控制動率。如所示的，該轉(zhuǎn)換器控制器42從第一溫 度傳感器60接受指示泵機構(gòu)的溫度的信號。另一選擇，或此外，該轉(zhuǎn)換 器控制器42可以接受來自第二溫度傳感受器62的指示從增壓泵12排放 氣體的溫度的第二信號以監(jiān)測管道24內(nèi)氣體的溫度。另一選擇，或此外， 該轉(zhuǎn)換器控制器42可以接受來自第三傳感器70指示進入增壓泵12的氣 體溫度的信號以監(jiān)測管道18內(nèi)氣體的溫度。另一選擇，二，或幾個，溫 度信號之間的關(guān)系可以用于獲得適當?shù)目刂菩盘?。然后轉(zhuǎn)換器控制器42 根據(jù)第一、第二和第三信號的一，或幾個改變功率和f^及I^的值。例 如，當一個溫度達到第一預(yù)定值時，f^的值回到預(yù)定的值，而當一個溫 度達到不同于第一值的第二預(yù)定值時，增加f嶋的值。
權(quán)利要求
1、一種泵系統(tǒng)，包括泵機構(gòu)；驅(qū)動該泵機構(gòu)的電機；以及為控制該電機的控制器，其中該控制器設(shè)定電機旋轉(zhuǎn)頻率的最大值以及電機中電流的最大值，并優(yōu)化該泵系統(tǒng)的性能，調(diào)節(jié)在該泵系統(tǒng)工作的過程中的所述最大值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，控制器被構(gòu)形成以增加泵系統(tǒng)在較高壓 力時工作過程中電機中電流的最大值，以及增加在較低壓力時泵系統(tǒng)的 工作過程中電機旋轉(zhuǎn)頻率的最大值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，包括對電機供給可變頻功率的轉(zhuǎn)換 器，同時其中該控制器被構(gòu)形成以調(diào)節(jié)在泵系統(tǒng)工作過程中供給電機的 功率的幅值及頻率。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求任意一款的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成以接受 來自至少一個傳感器的輸入以監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的一或多個狀態(tài)，并根據(jù)該監(jiān) 測的狀態(tài)調(diào)節(jié)所述最大值的至少一個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器被構(gòu)形成以供給指示泵系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力的信號，以及其中控制器被構(gòu)形成以根據(jù)接受的信 號調(diào)節(jié)所述最大值的至少一個。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成以便當氣體壓力在第一預(yù)定值以下時調(diào)節(jié)電機中電流的最大值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中第一預(yù)定值在100毫巴以上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成當氣體壓力在 第二預(yù)定值以下時調(diào)節(jié)電機的旋轉(zhuǎn)頻率的最大值，該第二預(yù)定值低于笫 一預(yù)定值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中第二預(yù)定值在1亳巴與100毫巴之間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中第二預(yù)定值在10毫巴與100毫巴 之間。
11、 根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中二個傳感器被構(gòu)形成以監(jiān)測泵系 統(tǒng)內(nèi)的各個不同壓力，同時控制器被構(gòu)形成以根據(jù)監(jiān)測壓力之間的關(guān)系 調(diào)節(jié)最大值的至少一個。
12、 根據(jù)權(quán)利要求5至11任一款的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器被構(gòu) 形成以監(jiān)測輸送到泵機構(gòu)的氣體壓力。
13、 根據(jù)權(quán)利要求5至12任一款的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器被構(gòu) 形成以監(jiān)測從泵機構(gòu)排放氣體的壓力。
14、 根據(jù)前述權(quán)利要求任一款的系統(tǒng)，包括與來自泵機構(gòu)排氣口流
15、 根據(jù)權(quán)利要求;4的系統(tǒng)當依賴于權(quán)利要求5時，其中至少一個 傳感器被構(gòu)形成以監(jiān)測壓力釋放閥的位置，同時控制器被構(gòu)形成根據(jù)監(jiān) 測的位置以調(diào)節(jié)至少一個所述最大值。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成當壓力釋放閥從 打開位置移動到關(guān)閉位置時以降低電機中電流的最大值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14至16任一款的系統(tǒng)，其中壓力釋放閥被構(gòu)形 成當被泵機構(gòu)壓縮的氣體的壓力大于大氣壓力時以從關(guān)閉位置移動到打 開位置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器被構(gòu)形成以提供 指示泵系統(tǒng)內(nèi)溫度的信號，同時其中控制器被構(gòu)形成根據(jù)接受的信號以 調(diào)節(jié)所述最大值的至少一個。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成當溫度在第一預(yù) 定值以上時以調(diào)節(jié)電機中電流的最大值。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成當溫度在第二預(yù) 定值以上時，以調(diào)節(jié)電機的旋轉(zhuǎn)頻率的最大值，該第二預(yù)定值不同于第 一預(yù)定值。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中兩個傳感器被構(gòu)形成以監(jiān)測泵系 統(tǒng)內(nèi)各個不同溫度，同時控制器被構(gòu)形成根據(jù)監(jiān)測的溫度之間的關(guān)系以 調(diào)節(jié)最大值的至少一個。
22、 根據(jù)權(quán)利要求18至21任意一款的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器 被構(gòu)造成以提供指示從泵系統(tǒng)排放的氣體溫度的信號。
23、 根據(jù)權(quán)利要求18至22任一款的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器被 構(gòu)形成以提供指示泵機構(gòu)入口氣體溫度的信號。
24、 根據(jù)權(quán)利要求18至23任一款的系統(tǒng)，其中至少一個傳感器構(gòu) 形成以提供指示泵機構(gòu)的溫度的信號。
25、 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一款的系統(tǒng)，其中控制器被構(gòu)形成以 才艮據(jù)預(yù)定的定時關(guān)系調(diào)節(jié)最大值。
26、 操作泵系統(tǒng)的方法，包括泵才幾構(gòu)和為驅(qū)定該泵機構(gòu)的電機，該方法包括為電機的旋轉(zhuǎn)頻率設(shè)定最大值和為電機中的電流設(shè)定最大值， 以及，在該泵系統(tǒng)的工作過程中，調(diào)節(jié)所述最大值以優(yōu)化泵系統(tǒng)的性能。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中在泵系統(tǒng)在較高壓力工作的過程 中增加電機中電流的最大值，同時在泵統(tǒng)在較低壓力工作的過程中增加 電機的旋轉(zhuǎn)頻率的最大值。
28、 根據(jù)權(quán)利要求26或27的方法，其中在泵系統(tǒng)的工作過程中調(diào) 節(jié)供給到電機的功率的幅值與頻率。
29、 根據(jù)權(quán)利要求26至28任一款的方法，其中至少一個所述最大 值根據(jù)系統(tǒng)的一或幾個工作狀態(tài)加以調(diào)節(jié)。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中至少一個所述最大值根據(jù)泵系統(tǒng) 內(nèi)的至少一個氣體壓力加以調(diào)節(jié)。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中當氣體壓力下降到第一預(yù)定值以 下時降低電機中電流的最大值。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中第一預(yù)定值是100毫巴以上。
33、 根據(jù)權(quán)利要求31或32的方法，其中當氣體的壓力下降到第二 預(yù)定值以下時增加電機的旋轉(zhuǎn)頻率的最大值，該第二預(yù)定值低于第一預(yù) 定值。
34、 根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中第二預(yù)定值在1毫巴與100毫巴 之間。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中第二預(yù)定值在10毫巴與IOO毫 巴之間。
36、 根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中根據(jù)泵系統(tǒng)內(nèi)二氣體壓力之間的關(guān)系調(diào)節(jié)所述最大值的至少一個。
37、 根據(jù)權(quán)利要求30至36的任一款的方法，其中至少一個氣體壓力是輸送到泵機構(gòu)的氣體壓力。
38、 根據(jù)權(quán)利要求30至37任一款的方法，其中至少一個氣體壓力是從泵機構(gòu)排放氣體的壓力。
39、 根據(jù)權(quán)利要求26至38任一款的方法，其中泵系統(tǒng)包括泵機構(gòu) 下游的壓力釋放閥，同時根據(jù)壓力釋放閥的位置調(diào)節(jié)最大值的至少一 個。
40、 根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中當壓力釋放閥從打開位置移動到 關(guān)閉位置時，降低電機中電流的最大值。
41、 根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中根據(jù)泵系統(tǒng)的至少一個溫度調(diào)節(jié) 所述最大值的至少一個。
42、 根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中當至少一個溫度在第一預(yù)定值以 上時降低電機電流的最大值。
43、 根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中當至少一個溫度在第二預(yù)定值以 上時增加電機旋轉(zhuǎn)頻率的最大值，該第二預(yù)定值不同于第一預(yù)定值。
44、 根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中根據(jù)泵系統(tǒng)的至少二個溫度之間的關(guān)系調(diào)節(jié)所述最大值的至少一個。
45、 根據(jù)權(quán)利要求41至44任一款的方法，其中至少一個溫度是從泵機構(gòu)排放氣體的溫度。
46、 根據(jù)權(quán)利要求41至45任一款的方法，其中至少一個溫度是泵 機構(gòu)的溫度。
47、 根據(jù)權(quán)利要求26至28任一款的方法，其中根據(jù)預(yù)定的定時關(guān) 系調(diào)節(jié)最大值。
全文摘要
一種將容器抽真空的泵系統(tǒng)包括泵機構(gòu)(30)、驅(qū)動該泵機構(gòu)的電機(32)、和控制該電機的控制器(36)。該控制器設(shè)定電機旋轉(zhuǎn)頻率的最大值和電機中電流的最大值，以便優(yōu)化泵系統(tǒng)的性能，在將容器抽真空的過程中獨立地調(diào)節(jié)該最大值。
文檔編號F04D27/02GK101184921SQ200680009250
公開日2008年5月21日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者S·H·布魯斯 申請人:愛德華茲有限公司