DE1807011A1

DE1807011A1 - Vacuum pumps with electric drive

Info

Publication number: DE1807011A1
Application number: DE19681807011
Authority: DE
Inventors: Becker Dr Willi
Original assignee: ARTHUR PFEIFFER GmbH
Current assignee: ARTHUR PFEIFFER GmbH
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1970-05-21

Description

Vacuum pumps with electric drive

Die Erfindung betrifft Vakuumpumpen mit elektrischem Antrieb, und zwar insbesondere Molekular- und Turbomolekularpumpen, d.h. Pumpen, die mit sehr hohen Drehzahlen angetrieben werden müssen. Bei Vakuumpumpen mui3 üblicherweise die Welle des rotierenden Teiles durch das Vakuumgehäuse vakuumdicht hindurchgeführt werden, um die Welle entweder unmittelbar oder über ein Getriebe mit dem Antriebsmotor kuppeln zu können. Es ist bekanntlich schwierig, die Durchführungsstelle der Welle durch die Gehäusewand, in der Regel ein Lager, wirksam und vakuumdicht abzudichten und gleichzeitig dieses lager wirksam zu kühlen. Diese Schwierigkeiten lassen sich vermeiden, wenn der Antriebsmotor innerhalb des unter Vakuum stehenden Pumpengehäuses untergebracht wird. Es ist aber bei hohem Vakuum praktisch ausgeschlossen, die Verlustwärme des rotierenden Teiles des Motors aus dem Gehäuse abführen zu können.The invention relates to vacuum pumps with electric drive, in particular molecular and turbo-molecular pumps, i.e. pumps that have to be driven at very high speeds. In the case of vacuum pumps, usually the shaft of the rotating Part can be passed through the vacuum housing vacuum-tight to the shaft either directly or via to be able to couple a transmission with the drive motor. It is known to be difficult to get through the passage point of the shaft the housing wall, usually a bearing, to seal effectively and vacuum-tight and at the same time to effectively seal this bearing cool. These difficulties can be avoided if the drive motor is inside the pump housing which is under vacuum is housed. However, with a high vacuum it is practically impossible to lose heat from the rotating part of the motor can be removed from the housing.

Ein Einbau des Antriebsmotors in das Gehäuse der Pumpe ist möglich, wenn gemäß dem Patent (Patentanmeldung PThe drive motor can be installed in the housing of the pump, if according to the patent (patent application P

ko 352.6) zum Antrieb des rotierenden Pumpenteiles ein kollek-ko 352.6) to drive the rotating pump part a collective

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torloser Gleichstrommotor verwendet wird, dessen rotierender Teil, d.h. der Rotor, aus einem permanenten Magneten besteht. Ein solcher Magnet bedarf keiner Kühlung. Man kann diesen Magneten auf der Pumpenwelle befestigen und entweder ihn allein in einem vakuumdichten und mit dem Gehäuse der Vakuumpumpe in Verbindung stehenden zylindrischen Gehäuseteil einkapseln, wobei dann dieser Teil vom Magnetfeld des permanenten Magneten durchsetzt wird, oder den ganzen Motor im Pumpengehäuse unterbringen, da die Verlustwärme des Stators leicht in bekannter Weise abgeleitet werden kann. Ein Gleichstrommotor als Antriebsmotor hat für Vakuumpumpen weiter den großen Vorteil, daß er mit sehr hoher Drehzahl betrieben werden kann, z.B. mit 15*000 bis J)0.000 Umdrehungen und mehr.torless DC motor is used, the rotating part of which, ie the rotor, consists of a permanent magnet. Such a magnet does not require any cooling. You can fix this magnet on the pump shaft and either encapsulate it alone in a vacuum-tight cylindrical housing part that is connected to the housing of the vacuum pump, in which case this part is penetrated by the magnetic field of the permanent magnet, or you can accommodate the entire motor in the pump housing, since the Heat loss from the stator can be easily derived in a known manner. A direct current motor as a drive motor for vacuum pumps also has the great advantage that it can be operated at a very high speed, for example with 15 * 000 to J) 0,000 revolutions and more.

Bei Verwendung eines kollektorlosen Gleichstrommotors, bei dem die erforderliche Stromwendung in den Spulen des feststehenden Stators mit Hilfe von Transistoren vorgenommen wird, die ihrerseits von Hallgeneratoren gesteuert werden, begrenzen die Transistoren die Leistung des Motors während des Hochlaufens der Pumpe. Während des Betriebes ist die Verlustleistung in den Transistoren nur gering, da in den Statorspulen des Motors vom rotierenden permanenten Magneten eine Gegenspannung induziert wird, die der angelegten ITe t ζ spannung annähernd gleich ist, d.h. auf die Transistoren nur eine geringe Spannung entfällt. Da weiter die zum Antrieb der Vakuumpumpe im Betrieb erforderliche Leistung sehr gering ist und in erster Annäherung denWhen using a brushless DC motor, in which the required commutation is in the coils of the fixed Stator is made with the help of transistors, which in turn are controlled by Hall generators, limit the transistors the power of the motor while the pump is running. During operation, the power loss is in the Transistors only small, as a counter voltage is induced in the stator coils of the motor by the rotating permanent magnet which is approximately equal to the applied ITe t ζ voltage, i.e. only a low voltage is applied to the transistors. There is also the one required to drive the vacuum pump during operation Performance is very low and, as a first approximation, the

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LagerreibungsVerlusten der Pumpe entspricht, so ist auch der Strom gering, d.h. die bisher zur Verfügung stehenden Transistoren sind für den Betrieb durchaus ausreichend. Beim Anlassen des Motors bzw. der Pumpe wird in der Statorwicklung des 'Motors noch keine der Netzspannung entgegengerichtete, annähernd gleiche Spannung erzeugt, d.h. die Steuerspannung des Transistors muß so klein gewählt werden, daß das Produkt aus Netzspannung und Ankerstrom auf einen solchen Wert beschränkt bleibt, daß es die zulässige Verlustleistung des Transistors nicht übersteigt. Damit ist aber der Ankerstrom beim Anlassen der Pumpe auf die Größe des Netzstromes beim Betrieb begrenzt, d.h. die Hochlaufzeit der Pumpe wird unzulässig lang. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist in dem Patent (Patentanmeldung P 16 2b 352.6) vorgeschlagen, die aus den Hallgeneratoren anfallenden Steuerspannungen der Transistoren durch eine proportional mit der Drehzahl des Motors und damit der Pumpe wachsende Spannung in Reihe zu schalten. Das bedeutet, daß der Motorstrom mit wachsender Drehzahl zunimmt, dxe Verlustleistung der Transistoren aber gleichbleibt. Man erhält so anstelle eines gleichbleibenden ein mit der Drehzahl wachsendes Beschleunigungsmoment, wodurch die Hochlaufzeit der Pumpe auf die bisher übliche Zeit von einigen wenigen Minuten beschränkt werden kann. Nach dem Vorschlag des genannten Patentes sind in Reihe mit den Hall-Generatoren Steuerwicklungen geschaltet, die entweder im Stator des kollektorlosen Gleichstrommotors oder in einem zweiten, gleichfalls kollektorlosen Generator ange-Bearing friction losses of the pump, so is the Current is low, i.e. the transistors available up to now are quite sufficient for operation. When starting of the motor or the pump does not even come close to the mains voltage in the stator winding of the motor generates the same voltage, i.e. the control voltage of the transistor must be selected so small that the product of Mains voltage and armature current are limited to such a value that the permissible power loss of the transistor does not exceed. However, this means that the armature current when the pump is started is limited to the size of the mains current during operation, i.e. the run-up time of the pump is inadmissibly long. To overcome these difficulties, is in the patent (patent application P 16 2b 352.6) suggested that from the Hall generators Accruing control voltages of the transistors by a proportional with the speed of the motor and thus the Connect the pump in series with increasing voltage. This means that the motor current increases with increasing speed, dxe power loss of the transistors remains the same. Instead of a constant one, one that increases with the speed is obtained Acceleration torque, which limits the run-up time of the pump to the usual time of a few minutes can be. According to the proposal of the patent mentioned, control windings are connected in series with the Hall generators either in the stator of the brushless DC motor or in a second, also brushless generator

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ordnet sind, so daß in ihnen Wechselspannungen erzeugt werden, die den Wechselspannungen der Hall-Generatoren synchron sind und deren Größe proportional der Drehzahl des Gleichstrommotors ist. Den einzelnen Transistoren wird dann jeweils die Summe der Wechselspannungen eines Hall-Generators und einer Steuerwicklung mit der Wirkung zugeführt, daß der zugehörige Transistor einen wachsenden Strom zu den Statorwicklungen des Antriebsmotors durchläßt, d.h. das Beschleunigungsmoment des Motors nimmt mit wachsender Drehzahl zu, ohne daß sich die Verlustleistung in den Transistoren erhöht.are arranged so that alternating voltages are generated in them that are synchronous with the alternating voltages of the Hall generators and the size of which is proportional to the speed of the DC motor. The individual transistors are then each the Sum of the alternating voltages of a Hall generator and a control winding supplied with the effect that the associated Transistor allows an increasing current to pass through to the stator windings of the drive motor, i.e. the acceleration torque of the The motor increases with increasing speed without increasing the power loss in the transistors.

Die Erfindung betrifft eine Ausgestaltung der im Patent The invention relates to an embodiment of the patent

(Patentanmeldung P 16 28 352.6) beschriebenen Erfindung, die es ermöglicht, auch große kollektorlose Motoren zum Antrieb von Turbomolekularpumpen großer Leistung verwenden zu können. Das ist bisher nicht möglich, weil Hall-Generatoren bei den bei Motoren üblichen Magnetfeldstärken nur geringe Spannungen erzeugen, die zur Steuerung von größeren Leistungstransistoren, wie sie für große Motoren erforderlich sind, nicht ausreichen.(Patent application P 16 28 352.6) described invention, which makes it possible to drive even large brushless motors of high power turbo molecular pumps. So far this has not been possible because Hall generators are used in the The usual magnetic field strengths of motors only generate low voltages, which are used to control larger power transistors, as required for large engines, are not sufficient.

Erfindungsgemäß ist eine Vakuumpumpe mit einem elektrischen Antrieb gemäß dem Hauptpatent so ausgebildet, daß mit jeder in einer Steuerspule erzeugten Steuerspannung eines Transistors oder eines Hilfstransistors eine Wechselspannung in Reihe geschaltet ist, die einer Brückenschaltung entnommen ist, von der ein Zweig aus ohmschen Widerständen und der andere ZweigAccording to the invention, a vacuum pump with an electric drive according to the main patent is designed so that with each in a control coil generated control voltage of a transistor or an auxiliary transistor, an alternating voltage is connected in series, which is taken from a bridge circuit of one branch made of ohmic resistors and the other branch

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aus Widerständen besteht, deren Widerstandswert vom Betrag eines sie durchsetzenden magnetischen Flusses abhängig ist, und daß die von der Größe des Magnetflusses abhängigen Widerstände je eines Brückenzweiges in um 180 elektrische Grade gegeneinander versetzten Luftspalten des Stators des Motors bzw. des Stators eines besonderen Steuergenerators angeordnet und von einem zusätzlichen Magnetfluß (Vormagnetisierung) durchflossen sind, der in der einen Hälfte des Stators den Fluß des permanenten Magneten erhöht, in der anderen Hälfte vermindert»consists of resistors whose resistance value depends on the magnitude a magnetic flux penetrating them is dependent, and that the resistances are dependent on the magnitude of the magnetic flux One branch of the bridge each in air gaps of the stator of the motor, offset from one another by 180 electrical degrees or the stator of a special control generator and of an additional magnetic flux (premagnetization) are traversed, which increases the flux of the permanent magnet in one half of the stator, in the other half reduced"

Widerstände, deren Widerstandswerte vom Betrag eines sie durchsetzenden magnetischen Flusses abhängig sind, sind unter dem Namen "leidplatten" bekannt. Der Widerstand solcher Feldplatten ändert sich aber nur mit der Größe des Magnetfeldes und nicht mit der Richtung des Feldes. Diese Schwierigkeiten werden durch die zuvor beschriebene Brückenschaltung in Verbindung mit einer Vormagnetisierung der Feldplatten überwunden. ( Man erhält so mit Hilfe der Feldplatten Steuerspannungen, mit denen auch die Steuerung größerer Leistungstransistoren möglich ist.Resistors, the resistance values of which are dependent on the amount of a magnetic flux passing through them, are known as "suffering plates". The resistance of such field plates only changes with the size of the magnetic field and not with the direction of the field. These difficulties are overcome by the bridge circuit described above in connection with a bias of the field plates. ( With the help of the field plates, control voltages are obtained that can also be used to control larger power transistors.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen:An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Turbomolekularpumpe in schematischer Darstellung mit einem Antrieb gemäß der Erfindung,1 shows a longitudinal section through a turbomolecular pump in a schematic representation with a Drive according to the invention,

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I · II · I

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Fig. 2 eine schematische Ansicht des Rotors und des Stators des elektrischen Antriebsmotors,Fig. 2 is a schematic view of the rotor and the Stator of the electric drive motor,

Pig. 3 eine schematische Ansicht des Generators für die Erzeugung der Steuerspannungen undPig. 3 is a schematic view of the generator for the generation of control voltages and

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der Steuerung des Gleichstrommotors.Fig. 4 is a schematic circuit diagram of the control of the DC motor.

Die in Fig. 1 gezeigte ,Turbomolekularpumpe ist als solche bekannt, sie ist daher nur schematisch dargestellt. Ihr rotierender Teil besteht aus einer Welle 1, die über Lager 2 in den Stirnwänden 3 und 4 des Pumpengehäuses 5 gelagert ist. Die Stirnwände sind mit den Flanschen des zylindrischen Gehäuses 5 der Pumpe verschraubt. Auf der Welle 1 sitzen zu beiden Seiten der Mitte mehrere Scheiben 6. Zwischen diesen mit der Welle 1 rotierenden Scheiben sitzen im Gehäuse feststehende ringförmige Scheiben 7· Die rotierenden und die feststehenden Scheiben haben nahe ihrem äußeren U_mfang in bestimmter W Weise geformte Nuten 8 bzw. 9· Je eine feststehende und eine rotierende Scheibe bilden eine Druckstufe der Pumpe. Der Ansaugstutzen der Pumpe ist mit 10 bezeichnet. Er ist mit einem Rezipienten bzw. mit einem zu evakuierenden Raum verbunden. Der Austrittsstutzen ist mit 11 bezeichnet, er ist üblicherweise mit einer Vorvakuumpumpe verbunden. Der Stutzen 11 sitzt an einem Rohr 12, das durch Öffnungen 13 mit den Druckräumen H der Pumpe verbunden ist. Mit 15 sind wassergekühlte Platten bezeichnet, die das Entstehen von Öldämpfen an den Lagern 2 verhindern.The turbo molecular pump shown in FIG. 1 is known as such and is therefore only shown schematically. Its rotating part consists of a shaft 1 which is supported by bearings 2 in the end walls 3 and 4 of the pump housing 5. The end walls are screwed to the flanges of the cylindrical housing 5 of the pump. On the shaft 1 to sit on either side of the center of a plurality of discs 6. Between these rotating with the shaft 1 washers sit in the housing fixed annular discs 7 · The rotating and stationary discs have formed near its outer U _m caught in certain W manner grooves 8 or 9 · One fixed and one rotating disk each form a pressure stage of the pump. The suction port of the pump is denoted by 10. It is connected to a recipient or to a room to be evacuated. The outlet nozzle is denoted by 11; it is usually connected to a backing pump. The nozzle 11 is seated on a pipe 12 which is connected to the pressure chambers H of the pump through openings 13. With 15 water-cooled plates are designated, which prevent the formation of oil vapors on the bearings 2.

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In dem Ausftihrungsbeispiel hat die Welle 1 auf ;jeder Seite einen Lagerzapfen 16 bzw. 17· Auf dem Zapfen 16 sitzt der aus einem permanenten Magneten bestehende Rotor 18 des elektrischen Antriebsmotors. Das zum Motor gehörige Statorblechpaket ist mit 19 bezeichnet. Der Rotor 18 ist von einer hutartigen Haube 20 umgeben, deren Plansch 21 vakuumdicht mit der Stirnwand 3 verbunden ist. Der zylindrische Mantel der vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehenden Haube liegt im Luftspalt zwischen dem Rotor 18 und dem Statorpaket 19· Dieses Paket ist an der Stirnwand > befestigt.In the exemplary embodiment, the shaft has 1 on each side a bearing pin 16 or 17 · The pin 16 sits off a permanent magnet existing rotor 18 of the electric drive motor. The stator laminated core belonging to the motor is labeled 19. The rotor 18 is surrounded by a hat-like hood 20, the top 21 of which is vacuum-tight with the end wall 3 connected is. The cylindrical jacket of the hood, which is preferably made of insulating material, lies in the air gap between the rotor 18 and the stator package 19 · This package is at the Front wall> attached.

Das Statorpaket zusammen mit seinen Wicklungen liegen bei dem Aueführungsbeispiel außerhalb des Pumpengehäuses, also auch außerhalb des Vakuums, so daß die Kühlung des Stators mit üblichen Mitteln erfolgen kann. Es ist aber auch möglich, den gesamten Motor mit einer Haube einzuschließen, die an der Stirnwand 3 befestigt ist. Man kann aber auch den Motor innerhalb des. verlängerten Pumpengehäuses 5 unterbringen, so daß ( die Stirnwand ο mit dem Lager 2 links vom Motor liegt. Diese Anordnung hat-den Vorteil, da..^; die Lager 2 von auiien zugänglich sind, d.h. leichter gewartet werden können. Die Kühlung des Stators kann in diesem Fall vorteilhaft a.3. mit einer Wasserkühlung durchgeführt werden.The stator package together with its windings lie outside the pump housing in the exemplary embodiment, that is also outside the vacuum, so that the stator can be cooled by conventional means. However, it is also possible to enclose the entire engine with a hood that is attached to the end wall 3. But one can also accommodate the motor within the elongated pump housing 5, so that (ο the end wall with the bearing 2 on the left is from the engine, this arrangement-has the advantage that ^..;.. The bearing 2 of auiien are accessible, that is easier In this case, the stator can advantageously be cooled a.3. with water cooling.

Auf dem Lagerzapfen 17 ist der Rotor 22, gleichfalls ein Permanentmagnet, eines Steuergenerators befestigt. Per RotorThe rotor 22, also a permanent magnet, of a control generator is attached to the bearing journal 17. By rotor

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ist ebenfalls von einer Haube 23 umschlossen. Der Stator 24 ist von einem achteckigen Ring 25 umgeben, der mit einem Plansch 26 an der Stirnwand 4 befestigt ist und den Stator trägt. Auf diesem Ring sitzen wie später beschrieben Transistoren, die zur Steuerung der in Fig. 2 dargestellten Wicklungen des Antriebsmotors dienen.is also enclosed by a hood 23. The stator 24 is surrounded by an octagonal ring 25 with a Plansch 26 is attached to the end wall 4 and the stator wearing. As will be described later, transistors which control the windings shown in FIG. 2 are seated on this ring serve the drive motor.

In Fig. 2 ist das Statorpaket 19 schematisch dargestellt. Das Paket trägt vier Wicklungen 27 bis 30, die in üblicher Weise in Nuten des Statorpaketes untergebracht sind. Der Einfachheit halber sind nur vier Nuten 31 bis 34 dargestellt. Die Wicklungen 2? und 29 einerseits und die Wicklungen 28 und 30 andererseits arbeiten zusammen. Die Wicklungen sind im Falle des Ausführungsbeispieles als Durchmesserwicklungen ausgeführt, d.h. in jeder Nut liegen Leiter der Wicklungen 27 und 29 bzw. 28 und 30. Werden beide Wicklungen vom gleichen Strom durchflossen, so heben sich ihre magnetischen Wirkungen auf. Die nachfolgend beschriebene Steuerung der Ströme in den genannten Arbeitswicklungen 27 bis 30 ist so eingerichtet, daß alle Wicklungen den gleichen Strom führen, sich also in ihrer magnetischen Wirkung aufheben, und daß beim Einsetzen der Steuerung der Strom in einer der beiden zusammengehörigen Wicklungen, z.B. in der Wicklung 27, zunimmt, während der Strom in den anderen Wicklungen abnimmt, so daß zusammen mit dem Magnetfeld des Rotors 18 ein Drehmoment gebildet wird. Die Steuerung des Stromes in den Wicklungen geschieht in bekannter Weise mittelsIn Fig. 2, the stator 19 is shown schematically. The package carries four windings 27-30, in the usual way are housed in grooves of the stator core. For the sake of simplicity, only four grooves 31 to 34 are shown. The windings 2? and 29 on the one hand and the windings 28 and 30 on the other hand work together. In the case of the exemplary embodiment, the windings are designed as diameter windings, i.e. in each slot there are conductors of windings 27 and 29 or 28 and 30. If the same current flows through both windings, so their magnetic effects cancel each other out. The control of the currents described below in the named Working windings 27 to 30 are set up so that all windings carry the same current, that is to say in their magnetic Cancel the effect, and that when the control system starts, the current in one of the two associated windings, e.g. in winding 27, increases while the current in the other windings decreases so that along with the magnetic field of the rotor 18 a torque is formed. The control of the current in the windings is done in a known manner by means of

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Transistoren, die ihrerseits durch Feldplatten gesteuert werden. Diese mit 35 bis 42 bezeichneten Feldplatten sind in dem Statorpaket 24 des Steuergenerators untergebracht, wie dies Mg. 3 zeigt.Transistors, which in turn are controlled by field plates. These field plates, denoted by 35 to 42 , are accommodated in the stator packet 24 of the control generator, as Mg. 3 shows.

Das Statorpaket 24 des Steuergenerators besteht im Ausführungsbeispiel aus vier gleichen Eisenkernen, die in dem achteckigen Gehäuse 25 angeordnet sind. Jeder Eisenkern besteht aus einem Steg 44 und zwei spitzwinklig hierzu ansetzenden Schenkeln 45 und 46, die zusammen zwei Zähne bilden, so daß im Ausführungsbeispiel das gesamte Statorpaket 24 acht Zähne aufweist. Auf den Stegen 44 sitzen Steuerwicklungen 48 bis 51 und Vormagnetisierungswicklungen 52 bis 55· Die einzelnen Eisenkerne sind durch luftspalte 43 voneinander getrennt, in denen jeweils zwei der Feldplatten 35 bis 42 untergebracht sind.The stator package 24 of the control generator consists in the embodiment of four identical iron cores, which are in the octagonal Housing 25 are arranged. Each iron core consists of a web 44 and two legs 45 attached thereto at an acute angle and 46, which together form two teeth, so that in the exemplary embodiment the entire stator core 24 has eight teeth. on control windings 48 to 51 and bias windings sit on webs 44 52 to 55 · The individual iron cores are separated from one another by air gaps 43, in each of which two the field plates 35 to 42 are housed.

Auf dem achteckigen Gehäuse sind Haupttransistoren 60 bis 63 und Hili'stransistoren 56 bis 59 befestigt.On the octagonal case there are main transistors 60 to 63 and Hili'stransistors 56 to 59 attached.

Die Arbeitsweise des Antriebsmotors und des Steuergenerators ergibt sich aus dem in Fig. 4 dargestellten Schaltbild.The mode of operation of the drive motor and the control generator results from the circuit diagram shown in FIG.

Wie Fig. 4 zeigt, liegen die vier Arbeitswicklungen 27 bis 30 parallel zu den Netzklemmen 64, 65· Jede Wicklung wird von einem der Haupttransistoren 60 bis 63 gesteuert. Die Haupttransistoren erhalten ihre Steuerspannung über HilfstransistorenAs FIG. 4 shows, the four working windings 27 to 30 are parallel to the mains terminals 64, 65. Each winding is of one of the main transistors 60 to 63 controlled. The main transistors receive their control voltage via auxiliary transistors

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58 bis 59 von den Klemmen 65» 66 einer Hilfsspannung. Gesteuert werden die Hilfstransistoren 56 bis 59 von den Peldplatten 35 bis 42. Je zwei Feldplatten, die bei dem gewählten Ausführungsbeispiel in um 180 versetzte Nuten liegen, sind, wie Fig. 4 zeigt, in Reihe geschaltet und bilden einen Zweig einer' Brücke, deren anderer Zweig aus den in Reihe geschalteten Wicklungen 52 bis 55 gebildet wird, d.h. diese Vormagnetisierungsspulen werden gleichzeitig als ohmsche Widerstände der Brückenschaltung ausgenutzt. Man erhält so insgesamt vier Brückenschaltungen, deren Abgriffe mit 69 bis 73 bezeichnet"sind. An den Brückenabgriffen sind die Steuerwicklungen 48 bis 51 angeschlossen, die mit ihren anderen Enden mit den zugehörigen Vortransistoren 56 bis 59 verbunden sind. Der Abgriff 72 des Brückenzweiges 52 bis 55 ist über einen Widerstand mit der Klemme 65 verbunden.58 to 59 from terminals 65 »66 of an auxiliary voltage. Controlled the auxiliary transistors 56 to 59 of the field plates 35 to 42. Each two field plates, which in the selected embodiment lie in grooves offset by 180, are, as in FIG. 4 shows, connected in series and form a branch of a 'bridge, the other branch of which is formed from the series-connected windings 52 to 55, i.e. these bias coils are used at the same time as ohmic resistances of the bridge circuit. This gives a total of four bridge circuits, whose taps are labeled 69 to 73 ". To the Bridge taps are connected to the control windings 48 to 51, the other ends to the associated pre-transistors 56 to 59 are connected. The tap 72 of the bridge branches 52 to 55 is connected to the terminal 65 via a resistor tied together.

Die Vormagnetisierungsspulen ergeben in den vier Eisenkernen ein gleichgerichtetes Magnetfeld, das sich über die Luftspalte 43 schließt. Das vom Anker 22 ausgehende Magnetfeld addiert sich in der einen Hälfte des Stators 24 zu dem Vormagnetisierungsfeld und subtrahiert sich in der anderen Hälfte von diesem, d.h. wenn z.B. der Magnetfluß durch die Feldplatte 35 zunimmt, so nimmt der durch die Feldplatte 36 ab. Das gleiche gilt sinngemäß für die übrigen Feldplatten 37, 38 bzw. 39, 40 und 41, 42. Die im gleichen Luftspalt liegenden Feldplatten 35 und 40 ändern ihre Widerstände in gleicher Weise, d.h. wenn z.B. der Widerstand der Feldplatte 35 zunimmt, so wächst auch der Widerstand der Feldplatte 40.The bias coils result in the four iron cores a rectified magnetic field which closes via the air gaps 43. The magnetic field emanating from armature 22 is added in one half of the stator 24 to the bias field and subtracts from this in the other half, i.e., if, for example, the magnetic flux through field plate 35 increases, that through field plate 36 decreases. The same applies accordingly for the remaining field plates 37, 38 or 39, 40 and 41, 42. The field plates 35 and 40 lying in the same air gap change their resistances in the same way, i.e. if e.g. If the resistance of the field plate 35 increases, the resistance of the field plate 40 also increases.

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Die Zunahme des Widerstandes der Feldplatte 35 und die Abnahme des Widerstandes der Feldplatte 36 fällt mit der maximalen positiven Spannung in der Steuerwicklung 48 zusammen, d.h. zur Spannung in der Steuerwicklung 4ö kommt eine Spannung aus der Brückenschaltung 50 hinzu. Das bedeutet, dai3 die Transistoren 56 und 60 aufgesteuert werden. Die übrigen Transistoren werden zu dieser Zeit zugesteuert, weil entweder die Steuerspannung Null oder negativ wird oder das Potential am Brückenabgriff ^ nach der negativen Seite hin verschoben wird. Die Transistoren werden nacheinander während jeder. Umdrehung des Ankers aufge-Bteuert. Gleiches gilt für die beiden anderen Zweige der Brückenschaltung. Das Auf- oder Zusteuern der Hilfstransistoren bedeutet eine entsprechende Steuerung der Haupttransistoren 60 bis 69» d.h. der Strom in den Wicklungen 27 bis 30 wird entsprechend der Drehzahl des Motors verstärkt oder geschwächt.The increase in the resistance of the field plate 35 and the decrease in the resistance of the field plate 36 coincide with the maximum positive voltage in the control winding 48, i.e. in addition to the voltage in the control winding 40 there is a voltage from the Bridge circuit 50 added. This means that transistors 56 and 60 are turned on. The remaining transistors will closed at this time because either the control voltage is zero or negative or the potential at the bridge tap ^ is shifted to the negative side. The transistors turn on one after the other during each. Revolution of the armature controlled. The same applies to the other two branches of the bridge circuit. The opening or closing of the auxiliary transistors means a corresponding control of the main transistors 60 to 69 »i.e. the current in the windings 27 to 30 is correspondingly the speed of the motor increased or decreased.

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Claims

Patent claims:

1. Vacuum pump, in particular turbo molecular pump, with a brushless direct current motor as the drive motor, its The rotor consists of a permanent magnet and its working windings arranged on the stator of the motor Transistors and die.se are once controlled by voltages, the size of which depends on the distribution of the magnetic field in the stator

™ engine or a control generator is dependent, and on the other hand to control the working winding serving transistors and additional control voltages that are in phase with the The former are voltages, the size of which is proportional to the speed of the motor and are generated in windings that are housed in the stator of the motor or in a control generator, the rotor of which also consists of a permanent magnet exists and its stator is designed with the same number of poles as the stator of the motor, according to patent ............

fe (patent application P 16 28 552.6), characterized in that with each control voltage of a transistor or an auxiliary transistor (56 to 59) generated in a control coil (48 to 51) an alternating voltage is connected in series, which is taken from a bridge circuit from which One branch consists of ohmic resistors (52 to 55) and the other branch consists of resistors (35 Ms 42), the resistance value of which depends on the size of a magnetic S ¹ IuSsee penetrating them, νωή that the resistances depend on the size of the magnetic flux

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of a bridge branch in 180 electrical degrees against each other offset air gaps (43) of the stator (19) of the motor or of the stator (24) of a special control generator and traversed by an additional magnetic flux (premagnetization) that increases the flux of the permanent magnet in one half of the stator and decreases it in the other half .

2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the bias of the stator (19, 24) serving coils (52 to 55) serve as ohmic bridge resistors.

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