JP5918406B1 - Dry vacuum pump device and control method thereof - Google Patents
Dry vacuum pump device and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5918406B1 JP5918406B1 JP2015031060A JP2015031060A JP5918406B1 JP 5918406 B1 JP5918406 B1 JP 5918406B1 JP 2015031060 A JP2015031060 A JP 2015031060A JP 2015031060 A JP2015031060 A JP 2015031060A JP 5918406 B1 JP5918406 B1 JP 5918406B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- inverter
- motor
- vacuum pump
- dry vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
【課題】停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータのパワーデバイスで消費しつつ復電後に直ちに電源から電力をインバータに供給することを可能とし、復電後に直ちに真空ポンプを再起動することが可能なドライ真空ポンプ装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】ドライ真空ポンプ１と、ドライ真空ポンプ１を駆動するモータ２と、モータ２に可変周波数の交流電力を供給しモータ２の回転速度を制御するインバータ１１と、インバータ１１を制御する制御装置４とを備え、制御装置４は、停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータ１１のパワーデバイスで消費しつつ、復電直後からインバータ１１からモータ２への駆動電力を供給するようにインバータ１１を制御する。【選択図】図１It is possible to supply electric power from a power supply to an inverter immediately after power recovery while consuming regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure by an inverter power device, and to restart a vacuum pump immediately after power recovery A possible dry vacuum pump device and a control method thereof are provided. SOLUTION: A dry vacuum pump 1, a motor 2 that drives the dry vacuum pump 1, an inverter 11 that supplies AC power of variable frequency to the motor 2 to control the rotational speed of the motor 2, and a control that controls the inverter 11 The control device 4 includes an inverter so as to supply drive power from the inverter 11 to the motor 2 immediately after power recovery while consuming the regenerative power generated on the motor side by the power device of the inverter 11 during a power failure. 11 is controlled. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、ドライ真空ポンプ装置およびその制御方法に係り、特に１秒以下程度の短時間に発生する停電を指す、「瞬停」等の停電後、真空ポンプの回転を直ちに再起動できるドライ真空ポンプ装置およびその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a dry vacuum pump device and a control method therefor, and particularly a dry vacuum that can immediately restart rotation of a vacuum pump after a power failure such as “instantaneous power failure”, which indicates a power failure that occurs in a short time of about 1 second or less. The present invention relates to a pump device and a control method thereof.
半導体デバイス、液晶、太陽光パネル、ＬＥＤ等の生産ラインにおいて、各種処理を行うチャンバ内を真空排気するためにドライ真空ポンプ装置が広く使用されている。ドライ真空ポンプ装置が、１秒以下程度の短時間に発生する停電を指す、「瞬停」等の停電によってポンプ運転制御が停止すると、真空ポンプの排気によって実現されていたチャンバの内圧が上昇し、チャンバ内のプロセス条件変化が発生する事で製造処理を続行することができず、生産ラインが停止する。停電によるドライ真空ポンプ装置のポンプ運転制御停止時間が長引くほど、甚大な被害につながるため、復電後は直ちにドライ真空ポンプ装置を再起動することが望まれる。 In production lines for semiconductor devices, liquid crystals, solar panels, LEDs, and the like, dry vacuum pump apparatuses are widely used for evacuating the inside of chambers for various processes. When the pump operation control is stopped by a power failure such as “instantaneous power failure”, which indicates a power failure that occurs in a short time of about 1 second or less, the internal pressure of the chamber realized by exhausting the vacuum pump increases. When the process conditions in the chamber change, the manufacturing process cannot be continued and the production line is stopped. The longer the pump operation control stop time of the dry vacuum pump device due to a power failure, the more serious damage is caused. Therefore, it is desirable to restart the dry vacuum pump device immediately after power recovery.
一般的に、ドライ真空ポンプ装置は、ドライ真空ポンプと、ドライ真空ポンプを駆動するモータと、モータの回転速度（回転周波数）を制御するインバータと、インバータの動作を制御する制御装置とを備え、モータに可変周波数の交流電力を供給することにより、ドライ真空ポンプの運転速度を制御するようにしている。 Generally, a dry vacuum pump device includes a dry vacuum pump, a motor that drives the dry vacuum pump, an inverter that controls the rotational speed (rotational frequency) of the motor, and a control device that controls the operation of the inverter. The operation speed of the dry vacuum pump is controlled by supplying AC power of variable frequency to the motor.
上述したインバータを備えたドライ真空ポンプ装置において、停電によってインバータ装置から真空ポンプ駆動モータへの電力供給が停止するため、真空ポンプとしては運転停止状態になり、ポンプ駆動モータは減速状態となる。
その後、入力電源が復電すると、直後にインバータ装置の出力制御は機能回復するが、特にロータ側に永久磁石を用いた、直流無整流子電動機の場合、このポンプモータが回転状態にある時、インバータ出力を再開しようとすると、あたかもこのモータ自身がインバータ出力端子側に電力を供給する発電機であるかのごとく、大きな回生電力が発生する。
In the dry vacuum pump apparatus provided with the inverter described above, the power supply from the inverter apparatus to the vacuum pump drive motor is stopped due to a power failure, so that the operation of the vacuum pump is stopped and the pump drive motor is decelerated.
After that, when the input power is restored, the output control of the inverter device recovers immediately after the input power is restored.In particular, in the case of a DC non-commutator motor using a permanent magnet on the rotor side, when this pump motor is in a rotating state, When the inverter output is resumed, a large regenerative power is generated as if the motor itself is a generator that supplies power to the inverter output terminal side.
この回生電力はインバータ出力端子に発生するため、インバータとしてみると、インバータ自身がモータへ供給すべき電力に重畳してモータからの回生電力を制御する事となるため、インバータが処理すべき電力は、通常使用の領域を超えて制御する事になる。このためインバータ内部にあるスイッチング素子に対しては、通常使用以上の電力・電流が供給される場合があるため、回生電力発生時に故障を誘発する可能性がある。このスイッチング素子を保護するための手段として、一般的な手法では回生電力消費用の回生抵抗を設け、回生分の電力をこの抵抗により熱放散させる方法や、回生抵抗を設けずに、回生電力を電源側（入力側）に戻す制御を行う方法、或いは、モータが所定の回転数以下になるまで、インバータ制御は復帰せず、回生電力をモータ減速より自然減衰させる方法が提唱されている。 Since this regenerative power is generated at the inverter output terminal, when viewed as an inverter, the inverter itself controls the regenerative power from the motor superimposed on the power that should be supplied to the motor. It will control beyond the normal use area. For this reason, since the switching element in the inverter may be supplied with electric power / current exceeding the normal use, there is a possibility of causing a failure when regenerative power is generated. As a means for protecting the switching element, in a general method, a regenerative resistor for regenerative power consumption is provided, and the regenerative power is dissipated without using a regenerative resistor. A method of performing control to return to the power supply side (input side) or a method of spontaneously attenuating regenerative power from motor deceleration without returning to inverter control until the motor reaches a predetermined rotational speed or less is proposed.
しかしながら、回生電力を回生抵抗で消費するように構成する場合には、回生抵抗および回生抵抗に回生電流を流すためのスイッチング機構が必要となる。そのため、部品点数が多くなり、インバータ装置全体が大型化し且つコストが上昇するという課題点がある。
また、回生電力を電源側（入力側）に戻す制御を行う場合には、インバータ内のスイッチング素子等のパワーデバイスの制御が難しく、制御用回路を設けるコストも上昇するので、回生電力を入力側に返す制御にも課題点がある。
However, when the regenerative power is consumed by the regenerative resistor, a regenerative resistor and a switching mechanism for flowing a regenerative current through the regenerative resistor are required. Therefore, there are problems that the number of parts increases, the entire inverter device becomes larger, and the cost increases.
In addition, when performing control to return the regenerative power to the power supply side (input side), it is difficult to control power devices such as switching elements in the inverter, and the cost of providing a control circuit increases. There is also a problem in the control to return to
そこで、上述の問題点を解消し装置コストの上昇を避けるために、通常、ドライ真空ポンプ装置においては、停電時に、回生電力がインバータ側に返らないよう、ポンプ・モータが所定の回転数以下になるまで、インバータ制御は復帰せず、回生電力をモータ減速にて自然消費させ、ポンプ・モータが所定の回転数以下になった後、ドライ真空ポンプを再起動するようにしている。
ドライ真空ポンプでは、定格回転数で運転中に停電が発生した場合、ポンプケーシング内の圧力が非常に低く保たれている場合があり、インバータからの駆動電流供給が停止した場合にも、短時間では回転減速が発生せず、ほぼ定格回転数で回転継続している場合がある。
Therefore, in order to eliminate the above-mentioned problems and avoid an increase in equipment cost, normally, in a dry vacuum pump device, the pump / motor is kept below a predetermined rotational speed so that regenerative power does not return to the inverter side at the time of a power failure. Until then, the inverter control does not return, the regenerative power is naturally consumed by the motor deceleration, and the dry vacuum pump is restarted after the pump / motor is below a predetermined number of revolutions.
With a dry vacuum pump, if a power failure occurs during operation at the rated speed, the pressure in the pump casing may be kept very low, and even if the drive current supply from the inverter stops, In this case, there is a case where the rotation is not decelerated and continues to rotate at the rated speed.
この状態にあって復電し、ポンプモータに通電を再開すると、モータが発電機として機能するため、インバータ出力端子には回生電力が発生する。この回生電力によりインバータ出力端子に発生する電流は、モータ駆動時にインバータが出力する電流とほぼ同等の電流が発生する可能性がある。したがって、インバータ側スイッチング素子は、通常出力する電流の２倍程度の電流が処理可能で無ければならない。
一般的なインバータ装置を使ったドライ真空ポンプでは、この回生電力が発生する事を避けるため、停電発生後の復電動作ではポンプモータの回転が充分に低下し、回生電力が発生しない条件に達するのを待って、インバータ側の出力を開始する方法が使われている。
When power is restored in this state and energization of the pump motor is resumed, regenerative power is generated at the inverter output terminal because the motor functions as a generator. There is a possibility that the current generated at the inverter output terminal by the regenerative power is almost equal to the current output by the inverter when the motor is driven. Therefore, the inverter-side switching element must be able to process a current that is approximately twice the current that is normally output.
In a dry vacuum pump using a general inverter device, in order to avoid the generation of this regenerative power, the recovery operation after a power failure causes the pump motor rotation to drop sufficiently and reaches a condition where no regenerative power is generated. The method of starting the output on the inverter side after waiting for this is used.
また、半導体製造装置に対して、ドライ真空ポンプを使用する場合、半導体製造装置業界標準として制定されているＳＥＭＩ規格にて、瞬時停電に関する規定が有り、１秒以内の停電発生時には通常通りの運転継続と復電時には速やかなポンプ回転復帰が求められている。
したがって、半導体製造装置向けのドライ真空ポンプでは、停電発生復電後のポンプモータ復帰に対する制御方法が、大きな課題となっている。
When using a dry vacuum pump for semiconductor manufacturing equipment, the SEMI standard established as an industry standard for semiconductor manufacturing equipment has provisions for instantaneous power outages and normal operation when a power outage occurs within 1 second. There is a need for quick pump rotation recovery during continuation and power recovery.
Therefore, in a dry vacuum pump for a semiconductor manufacturing apparatus, a control method for returning the pump motor after a power failure occurs and power recovery is a major issue.
しかしながら、上述したように回生電力がモータ側で消費されるまでドライ真空ポンプの再起動を待つという方法では、ドライ真空ポンプが減速している間にチャンバの内圧が上昇し、プロセス条件が悪化するため、生産ラインに与える影響が大きすぎるという問題点がある。
そのため、本発明者らは、停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータのパワーデバイスで消費しつつ、１秒以内の短時間に復電した場合は、直ちにインバータに電力を供給し、ドライ真空ポンプを再起動する方策について検討を重ねたものである。
However, in the method of waiting for the restart of the dry vacuum pump until the regenerative power is consumed on the motor side as described above, the internal pressure of the chamber rises while the dry vacuum pump is decelerating, and the process conditions are deteriorated. Therefore, there is a problem that the influence on the production line is too great.
Therefore, the present inventors supply power to the inverter immediately when power is restored within a short time within 1 second while consuming regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure by the power device of the inverter. This is an investigation of measures to restart the pump.
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータのパワーデバイスで消費しつつ復電後に直ちに電源から電力をインバータに供給することを可能とし、復電後に直ちに真空ポンプを再起動することが可能なドライ真空ポンプ装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure to be consumed by the power device of the inverter while supplying power from the power source to the inverter immediately after power recovery. It is an object of the present invention to provide a dry vacuum pump device and a control method thereof that can restart the vacuum pump immediately after electricity is supplied.
上述の目的を達成するため、本発明のドライ真空ポンプ装置の第１の態様は、ドライ真空ポンプと、前記ドライ真空ポンプを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給しモータの回転速度を制御するインバータと、前記インバータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、停電時にモータ側で発生する回生電力を前記インバータのスイッチング素子で消費し、停電からの復電時にモータからの回生電力と商用電源から供給されるモータ駆動用電力とが重畳されるように、前記インバータのスイッチング素子をオンオフさせる制御を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of a dry vacuum pump apparatus according to the present invention includes a dry vacuum pump, a motor that drives the dry vacuum pump, and AC power of variable frequency supplied to the motor. An inverter that controls the rotation speed; and a control device that controls the inverter, wherein the control device consumes regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure by the switching element of the inverter, and the motor at the time of power recovery from the power failure The switching element of the inverter is controlled to be turned on and off so that the regenerative power from the motor and the motor driving power supplied from the commercial power supply are superimposed .
本発明の好ましい態様によれば、前記インバータは、前記スイッチング素子の定格電流が汎用インバータのスイッチング素子の定格電流の１．５倍〜３．０倍であるインバータであることを特徴とする。 According to a preferred embodiment of the present invention, before Symbol inverter, characterized in that the rated current of the switching element is inverter is 1.5 times to 3.0 times the rated current of the switching elements of the general purpose inverter.
本発明のドライ真空ポンプ装置の制御方法は、ドライ真空ポンプと、前記ドライ真空ポンプを駆動するモータと、前記モータに可変周波数の交流電力を供給しモータの回転速度を制御するインバータとを備えたドライ真空ポンプ装置の制御方法において、停電時にモータ側で発生する回生電力を前記インバータのスイッチング素子で消費し、停電からの復電時にモータからの回生電力と商用電源から供給されるモータ駆動用電力とが重畳されるように、前記インバータのスイッチング素子をオンオフさせる制御を行うことを特徴とする。 A control method for a dry vacuum pump apparatus according to the present invention includes a dry vacuum pump, a motor that drives the dry vacuum pump, and an inverter that supplies AC power of variable frequency to the motor to control the rotational speed of the motor. In the control method of the dry vacuum pump device, the regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure is consumed by the switching element of the inverter, and the regenerative power from the motor and the motor driving power supplied from the commercial power source at the time of power recovery from the power failure Is controlled to turn on and off the switching element of the inverter .
本発明によれば、停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータのパワーデバイスで消費しつつ復電後に直ちに電源から電力をインバータに供給することが可能であるため、復電後に直ちにドライ真空ポンプを再起動することが可能である。従って、ドライ真空ポンプによって排気されるチャンバの内圧の変動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to supply electric power from the power source to the inverter immediately after the power recovery while consuming the regenerative power generated on the motor side in the inverter power device at the time of a power failure. It is possible to restart. Therefore, fluctuations in the internal pressure of the chamber exhausted by the dry vacuum pump can be suppressed.
以下、本発明に係るドライ真空ポンプ装置およびその制御方法の実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。図１乃至図３において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明に係るドライ真空ポンプ装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、ドライ真空ポンプ装置は、ドライ真空ポンプ１と、ドライ真空ポンプ１を回転駆動するモータ２と、モータ２の回転速度を制御するモータドライバ３と、モータドライバ３の動作を制御する制御装置４とを備えている。モータドライバ３は、ブレーカ６を介して商用電源等のＡＣ電源７に接続されている。ドライ真空ポンプ１の吸気口は半導体製造装置等のチャンバ５に接続されており、チャンバ５内をドライ真空ポンプ１により真空排気するように構成されている。
Hereinafter, embodiments of a dry vacuum pump apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 to 3, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a dry vacuum pump apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the dry vacuum pump device includes a
モータドライバ３は、ＡＣ電源７から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータ１０と、変換された直流電力を所望の周波数を有する交流電力に変換するインバータ１１と、インバータ１１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のＯＮ−ＯＦＦ動作を指令するゲートドライブ信号をインバータ１１に送るドライバ制御部１２とを備えている。コンバータ１０には、電圧を平滑化するためのコンデンサＣ１が備えられている。
The motor driver 3 includes a
ドライバ制御部１２は、ドライ真空ポンプ１の運転指令速度等に基づいてＰＷＭ信号を生成し、これをインバータ１１に送信する。制御装置４は、ドライバ３全体の動作を制御し、さらに外部の上位機器との通信をするように構成されている。ドライバ制御部１２は、モータ２の運転情報として、モータドライバ３からモータ２に供給される電流値を受け取り、この電流値からモータ２の回転速度を算出し、予め定められた目標回転速度と算出された回転速度との差に基づいてＰＷＭ信号を生成し、これをモータドライバ３のインバータ１１に送信する。インバータ１１はＰＷＭ信号に従ってスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動し、モータ２を目標回転速度で回転させるための入力電圧をモータ２に印加する。さらに、制御装置４は、ユーザの操作に従ってドライ真空ポンプ１の起動信号および停止信号をドライバ制御部１２に送信するように構成されている。
The
図１に示すように構成されたドライ真空ポンプ装置において、瞬停等の停電時には、ドライ真空ポンプ１が運転停止になるが、この運転停止時の減速に伴い、モータ２において回生電力が発生する。この回生電力はインバータ１１に返ってくる。
本発明においては、停電後の復電時に制御装置４からモータドライバ３にドライ真空ポンプ１の起動信号を送信、或いは停電最中も起動信号を送信し続け、ＡＣ電源７からインバータ１１にモータ駆動用電力を供給するように構成しているため、インバータ１１にはモータ２からの回生電力とＡＣ電源７から供給されるモータ駆動用電力とが重畳されることになる。すなわち、インバータ１１には、モータ２からの回生電流とＡＣ電源７からのモータ駆動用電流とが重畳されることになるため、この重畳される大きな電流にインバータ１１が耐えられるようにする必要がある。そのため、本発明においては、インバータのスイッチング素子の定格電流について、汎用インバータの定格電流よりも大きい定格電流の専用インバータを用いている。
In the dry vacuum pump apparatus configured as shown in FIG. 1, the
In the present invention, at the time of power recovery after a power failure, the controller 4 transmits a start signal for the
汎用インバータの定格電力と、使用するスイッチング素子の定格電流仕様の関係は、インバータメーカ各社で独自の計算方法を採用しているが、表１は、その一例と、本発明で用いる専用インバータとの比較対比表である。
このように、インバータ１１を大電流に耐えられるインバータで構成することにより、停電時にモータ側で発生する回生電力をインバータ１１のパワーデバイスで消費しつつＡＣ電源７から電力をインバータ１１に供給することにより、１秒以内の短時間の停電発生、復電後は直ちにドライ真空ポンプ１を再起動することが可能である。
In this way, by configuring the
図２（ａ），（ｂ）は、従来技術によるドライ真空ポンプ装置の制御と本発明によるドライ真空ポンプ１の制御を対比して示すグラフであり、図２（ａ）は従来技術によるドライ真空ポンプ装置の制御を示し、図２（ｂ）は本発明によるドライ真空ポンプ装置１の制御を示す。図２（ａ），（ｂ）において、横軸は時間（ｔ）を示し、１秒は１ｓで示す。縦軸は、インバータへの入力電圧（Ｖ）、インバータ出力、ポンプ回転数（ｒｐｍ）およびチャンバ内圧を示す。
図２（ａ）に示すように、従来技術においては、瞬停によってインバータへの入力電圧がＯＦＦになると、インバータ出力もＯＦＦになる。瞬停後に復電しても、モータの回転数が低下し、回生電力が発生しない、もしくは、発生する回生電力が十分に小さくなるのを待つため、インバータ出力ＯＦＦの状態は１秒近く継続する。インバータ出力がＯＦＦの間に、ポンプ回転数は低下し、チャンバ内圧は上昇する。図２（ａ）においては瞬停の時間が短い場合と、やや長い場合と、中間の場合の三つの態様が示されているが、瞬停の時間の長短に拘わらずインバータ出力は約１秒間ＯＦＦとなり、いずれの態様においてもポンプ回転数の低下度合およびチャンバ内圧の上昇度合は概略同一である。
2A and 2B are graphs showing the control of the dry vacuum pump device according to the prior art and the control of the
As shown in FIG. 2A, in the prior art, when the input voltage to the inverter is turned off due to momentary power interruption, the inverter output is also turned off. Even if power is restored after a momentary power failure, the inverter output OFF state continues for almost 1 second in order to wait for the motor speed to decrease and regenerative power not to be generated or to be sufficiently reduced. . While the inverter output is OFF, the pump rotation speed decreases and the chamber internal pressure increases. In FIG. 2 (a), three modes are shown for the case where the instantaneous stop time is short, slightly longer, and intermediate, but the inverter output is about 1 second regardless of the short stop time. In any aspect, the degree of decrease in the pump speed and the degree of increase in the chamber internal pressure are substantially the same.
図２（ｂ）に示すように、本発明においては、瞬停によってインバータへの入力電圧がＯＦＦになるとインバータ出力もＯＦＦになるが、復電すると、モータの回転数低下によって発生する回生電力が低下するのを待つことなく、直ちにインバータ出力はＯＮになる。図２（ｂ）においても、瞬停の時間が短い場合と、やや長い場合と、中間の場合の三つの態様が示されているが、いずれの態様においても復電すると直ちにインバータ出力はＯＮになる。このように、復電後にインバータ出力が直ちにＯＮになるために、ポンプ回転数の低下およびチャンバ内圧の上昇は抑制される。 As shown in FIG. 2 (b), in the present invention, when the input voltage to the inverter is turned off due to momentary power interruption, the inverter output is also turned off. However, when power is restored, the regenerative power generated by the decrease in the motor speed is reduced. Without waiting for the voltage to drop, the inverter output is turned on immediately. In FIG. 2 (b), three modes are shown: a case where the momentary power interruption is short, a case where it is slightly long, and an intermediate case. Become. As described above, since the inverter output is immediately turned ON after the power recovery, the decrease in the pump rotation speed and the increase in the chamber internal pressure are suppressed.
図３（ａ），（ｂ）は、従来技術によるドライ真空ポンプ装置の制御と本発明によるドライ真空ポンプ装置１の制御を示すグラフであり、図３（ａ）は従来技術によるドライ真空ポンプ装置の制御を示し、図３（ｂ）は本発明によるドライ真空ポンプ装置１の制御を示す。図３（ａ），（ｂ）において、横軸は時間（ｔ）を示し、１秒は１ｓで示す。縦軸は、インバータへの入力電圧（Ｖ）、インバータ出力、ポンプ回転数（ｒｐｍ）およびチャンバ内圧を示す。
図３（ａ）に示すように、従来技術においては、短時間の間に瞬停が繰返し起こると（図では、瞬停が１秒おきに三回繰返し起こった場合を示す）、最初の瞬停でインバータへの入力電圧がＯＦＦになると、インバータ出力はＯＦＦとなり、その後一時的に復電しても、発生する回生電力の低下を待つため次の瞬停までにインバータ出力がＯＮになることはなく、インバータ出力は最後の瞬停までＯＦＦ状態が続く。最後の瞬停後に復電すると時間遅れをもってインバータ出力はＯＮとなる。このように、短時間の間に瞬停が繰返し起こると、インバータ出力は、かなり長い時間（図示例では３秒）に亘ってＯＦＦ状態になる。その間、ポンプ回転数は低下し続け０ｒｐｍまで低下する。そのため、チャンバ内圧は最高レベル（Ｈｉｇｈ）まで上昇する。
3 (a) and 3 (b) are graphs showing the control of the dry vacuum pump device according to the prior art and the control of the dry
As shown in FIG. 3 (a), in the prior art, if a momentary power failure occurs repeatedly in a short time (the figure shows a case where the power failure occurs repeatedly three times every 1 second), When the input voltage to the inverter is turned off due to a stop, the inverter output is turned off. After that, even if power is temporarily restored, the inverter output will be turned on until the next momentary power failure to wait for the regenerative power to decrease. No, the inverter output remains off until the last momentary power failure. When power is restored after the last momentary power failure, the inverter output is turned on with a time delay. As described above, when the instantaneous power failure repeatedly occurs in a short time, the inverter output is turned off for a considerably long time (3 seconds in the illustrated example). In the meantime, the pump rotation speed continues to decrease to 0 rpm. Therefore, the chamber internal pressure rises to the highest level (High).
図３（ｂ）に示すように、本発明においては、短時間の間に瞬停が繰返し起こると（図では、瞬停が１秒おきに三回繰返し起こった場合を示す）、インバータへの入力電圧がその都度ＯＦＦになり、インバータ出力はその都度ＯＦＦになるが、回生電力が低下するのを待つことがないため、復電するとインバータ出力は、瞬停の時間の長短に拘わらずいずれの場合も直ちに回復してＯＮになる。瞬停が起こるとポンプ回転数はその都度僅かに低下するが、復電すると直ちにインバータ出力が回復するため、ポンプ回転数の低下度合は少なく、またチャンバ内圧の上昇度合も僅かである。そのため、インバータ出力の回復とともにチャンバ内圧は最低レベル（Ｌｏｗ）に直ちに到達する。このように本発明によれば、停電によってインバータ出力がＯＦＦになっても、復電後直ちにインバータ出力をＯＮにすることが可能であり、真空ポンプの回転数が定格回転数にわずかな時間で回復するため、チャンバ内圧の変動を抑制することができる。 As shown in FIG. 3 (b), in the present invention, when the instantaneous interruption occurs repeatedly within a short time (the figure shows the case where the instantaneous interruption occurs three times every 1 second), The input voltage turns off each time, and the inverter output turns off each time, but there is no need to wait for the regenerative power to drop, so when power is restored, the inverter output will be Even in this case, it recovers immediately and turns on. When a momentary power failure occurs, the pump rotational speed slightly decreases each time, but when the power is restored, the inverter output immediately recovers. Therefore, the pump rotational speed decreases little and the chamber internal pressure increases slightly. Therefore, the chamber internal pressure immediately reaches the lowest level (Low) as the inverter output recovers. As described above, according to the present invention, even if the inverter output is turned off due to a power failure, the inverter output can be turned on immediately after power is restored, and the rotation speed of the vacuum pump can be reduced to the rated rotation speed in a short time. In order to recover, fluctuations in the chamber internal pressure can be suppressed.
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。 Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.
１ ドライ真空ポンプ
２ モータ
３ モータドライバ
４ 制御装置
５ チャンバ
６ ブレーカ
７ ＡＣ電源
１０ コンバータ
１１ インバータ
１２ ドライバ制御部
Ｃ１ コンデンサ
Ｓ１〜Ｓ６ スイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ドライ真空ポンプを駆動するモータと、
前記モータに可変周波数の交流電力を供給しモータの回転速度を制御するインバータと、
前記インバータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、停電時にモータ側で発生する回生電力を前記インバータのスイッチング素子で消費し、停電からの復電時にモータからの回生電力と商用電源から供給されるモータ駆動用電力とが重畳されるように、前記インバータのスイッチング素子をオンオフさせる制御を行うことを特徴とするドライ真空ポンプ装置。 A dry vacuum pump,
A motor for driving the dry vacuum pump;
An inverter for supplying AC power of variable frequency to the motor to control the rotational speed of the motor;
A control device for controlling the inverter,
The control device consumes the regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure by the switching element of the inverter, and the regenerative power from the motor and the motor drive power supplied from the commercial power source are superimposed when power is restored from the power failure. Thus , the dry vacuum pump device is characterized in that the switching element of the inverter is controlled to be turned on and off .
停電時にモータ側で発生する回生電力を前記インバータのスイッチング素子で消費し、停電からの復電時にモータからの回生電力と商用電源から供給されるモータ駆動用電力とが重畳されるように、前記インバータのスイッチング素子をオンオフさせる制御を行うことを特徴とするドライ真空ポンプ装置の制御方法。 In a control method of a dry vacuum pump apparatus comprising: a dry vacuum pump; a motor that drives the dry vacuum pump; and an inverter that supplies AC power of variable frequency to the motor and controls a rotation speed of the motor.
The regenerative power generated on the motor side at the time of a power failure is consumed by the switching element of the inverter, and the regenerative power from the motor and the motor driving power supplied from the commercial power source are superimposed when power is restored from the power failure. A control method for a dry vacuum pump device, wherein control for turning on and off a switching element of an inverter is performed.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015031060A JP5918406B1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Dry vacuum pump device and control method thereof |
| PCT/JP2015/071321 WO2016132573A1 (en) | 2015-02-19 | 2015-07-28 | Dry vacuum pump device and method of controlling same |
| KR1020160019213A KR102234374B1 (en) | 2015-02-19 | 2016-02-18 | Dry vacuum pump apparatus, control method thereof and control program |
| TW105104886A TWI707534B (en) | 2015-02-19 | 2016-02-19 | Dry vacuum pump device, method of controlling same, and program of controlling same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015031060A JP5918406B1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Dry vacuum pump device and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5918406B1 true JP5918406B1 (en) | 2016-05-18 |
| JP2016152767A JP2016152767A (en) | 2016-08-22 |
Family
ID=55974027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015031060A Active JP5918406B1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Dry vacuum pump device and control method thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5918406B1 (en) |
| WO (1) | WO2016132573A1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07327375A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Ebara Corp | Apparatus for protecting vacuum pump against instantaneous interruption and instantaneous voltage drop |
| JP2000341960A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device |
| US20070052379A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-08 | Bum-Seok Suh | Motor driving inverter circuit module, motor driving apparatus having the motor driving inverter circuit module, and inverter integrated circuit package |
| JP2007143332A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor drive device, and freezer provided therewith |
| JP2010119253A (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Yaskawa Electric Corp | Motor control apparatus |
| JP2011069294A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Ebara Corp | Vacuum pump system and method for operating the same |
| JP2012249494A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Power supply regeneration device |
-
2015
- 2015-02-19 JP JP2015031060A patent/JP5918406B1/en active Active
- 2015-07-28 WO PCT/JP2015/071321 patent/WO2016132573A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07327375A (en) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Ebara Corp | Apparatus for protecting vacuum pump against instantaneous interruption and instantaneous voltage drop |
| JP2000341960A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor device |
| US20070052379A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-08 | Bum-Seok Suh | Motor driving inverter circuit module, motor driving apparatus having the motor driving inverter circuit module, and inverter integrated circuit package |
| JP2007143332A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor drive device, and freezer provided therewith |
| JP2010119253A (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Yaskawa Electric Corp | Motor control apparatus |
| JP2011069294A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Ebara Corp | Vacuum pump system and method for operating the same |
| JP2012249494A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Power supply regeneration device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016152767A (en) | 2016-08-22 |
| WO2016132573A1 (en) | 2016-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5398815B2 (en) | Permanent magnet synchronous motor driving device, air conditioner, ventilation fan driving device, washing machine, automobile and vehicle | |
| JP2015175290A (en) | electric pump | |
| JP2019203509A (en) | Vacuum pump and its operation method | |
| JP2018014802A (en) | Motor control circuit, motor drive controller and control method of motor drive controller | |
| CN104980066A (en) | DC brushless motor system for drainage motor, and DC brushless motor control method and control apparatus for drainage motor | |
| JP2011069294A (en) | Vacuum pump system and method for operating the same | |
| CN107859645B (en) | Fan control method and system and air conditioner | |
| JP5918406B1 (en) | Dry vacuum pump device and control method thereof | |
| TWI707534B (en) | Dry vacuum pump device, method of controlling same, and program of controlling same | |
| JPH11103585A (en) | Inverter protector | |
| JP4422514B2 (en) | Power converter | |
| JP2012140912A (en) | Electrical pump device | |
| JP7171174B2 (en) | Vacuum pump and motor controller | |
| JP3924141B2 (en) | Gas turbine plant, control method thereof, and startup method thereof | |
| JP2017145726A (en) | Dry vacuum pump device, control method for the same and control program | |
| JP2009239987A (en) | Expansion turbine brake | |
| WO2018164000A1 (en) | Motor driving device | |
| KR102503330B1 (en) | Control device, system for induction motor capable of emergency operation and driving method thereof | |
| JP7424772B2 (en) | Vacuum exhaust equipment and its operating method | |
| JP2004286239A (en) | Method of controlling cooling device | |
| JP6851495B2 (en) | Electric motor control device | |
| JP2005328583A (en) | Motor controller and electric pump device | |
| JP2014176129A (en) | Motor pump drive controller | |
| JP2014135844A (en) | Power generating system and load fluctuation absorption apparatus installed thereon | |
| KR20130031123A (en) | Method for controlling brushless direct current fan motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160303 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160322 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160407 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5918406 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |