[發明專利]一種用于無油干式真空泵雙驅動主軸控制系統

有效

• 申請號: 201110356327.9
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN103104493A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 李昌龍;王光玉;張寧;郭麗娟;張軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽科學儀器研制中心有限公司
• 主分類號: F04C28/00
• 分類號: F04C28/00;F04C28/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及無油真空獲得領域，具體地說是一種用于無油干式真空泵雙驅動主軸控制系統。

背景技術

目前雙軸無油真空泵的驅動均采用一根軸為主動軸，另一根為從動軸。主動軸與從動軸之間安裝兩個傳動比是1∶1的傳動齒輪，只在主動軸上安裝一臺交流異步電動機，另一根軸靠齒輪傳遞，造成無油真空泵工作噪音大，齒輪磨差損耗大，直接影響無油真空泵的壽命。另外傳動齒輪要求具有極高的加工精度和齒輪潤滑劑，使成本加大齒輪加工難度和齒輪潤滑劑成本都很難控制，進而影響泵整體性價比的提高。

隨著電子行業飛速發展，電子部件價格不斷下降，電動機變頻控制應用日益廣泛和技術日益成熟，為研制雙軸無油真空泵的驅動提供了有力的外部條件。

無油干式真空泵因其潔凈無油，維護周期長等優勢在眾多領域有非常好的應用前景，如用于食品、醫藥領域以提高衛生安全標準，用于光伏和半導體芯片制造產業以提高光電轉換效率和提高產品性能。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明提供一種用于無油干式真空泵雙驅動主軸控制系統，一套以CPU為核心加兩個變頻器組成的控制系統，實現對無油干式真空泵智能化管理與控制。

為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下：

一種用于無油干式真空泵雙驅動主軸控制系統，它包括雙軸無油干式真空泵機械部分，其特征在于：還增設電動機控制部分；其中，雙軸無油干式真空泵的每一根軸上分別裝有電動機、定位齒輪和編碼器，電動機控制部分通過安裝在電動機軸上的編碼器，將采集輸出脈沖數據信號同時接至交流變頻器和CPU單元的輸入端，實現電動機轉速的閉環控制。

所述電動控制部分包括第1、2交流變頻器、人機界面及CPU單元；每一根軸上電動機的輸入端分別與第1、2交流變頻器輸出端連接，其信號輸出端分別接各交流變頻器信號接收端，所述各編碼器輸出脈沖數據信號與對應第1、2交流變頻器相接，同時接CPU單元的輸入端，作為電機速度和位置反饋；CPU單元一路輸出控制端分別接至第1、2交流變頻器輸入端，完成交流變頻器參數設置和啟停控制，另一路輸出端位置差信號接至第2交流變頻器輸入端作為同步調節，CPU單元與人機界面連接。

所述編碼器采用增量式編碼器。

所述電動機可采用三相交流異步電動機或伺服電動機或永磁同步電動機。

CPU單元還包括通訊模塊，可采用485通訊模塊或擴展模塊PROFIBUS-DP或CANopen或DeviceNet，可以實現上述電動機本地和遠程控制。

一種用于無油干式真空泵雙驅動主軸控制系統，它包括雙軸無油干式真空泵機械部分，其特征在于還增設電動機控制部分；其中，雙軸無油干式真空泵的每一根軸上分別裝有電動機和兩個編碼器；電動機控制部分通過安裝在電動機軸上的兩編碼器，將采集輸出脈沖數據信號分別接至對應第1、2交流變頻器和CPU單元的輸入端，實現電動機轉速的閉環控制。

所述控制部分包括第1、2交流變頻器、人機界面和CPU單元；每一根軸上電動機的輸入端分別與第1、2交流變頻器輸出端連接，其輸出信號端分別接各交流變頻器的信號接收端，所述各編碼器輸出脈沖數據信號分別對應接至第1、2交流變頻器和CPU單元的輸入端，作為速度和位置反饋；CPU單元一路輸出控制端分別接至第1、2交流變頻器輸入端作為變頻器參數設置和啟停控制，另一路輸出端位置差信號接至第2交流變頻器輸入端作為同步調節，CPU單元與人機界面連接。

所述真空泵的每一根軸還可分別裝有定位齒輪。

所述真空泵的每一根軸上的兩個編碼器，分別采用增量式編碼器和絕對值編碼器。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

1.本發明由于安裝在雙軸上兩個位置同步定位齒輪，以及電動動、交流變頻器、編碼器部件和通過控制部分的精確控制，使無油干式真空泵雙主軸運轉保持位置同步，同時完成干式真空泵運轉時的轉速、旋轉力矩、瞬時功率、故障等實時顯示。

2.本系統由于不是采用齒輪直接傳送動力轉矩，使泵體工作時噪聲明顯降低下降10～15dB(A)，對于大功率無油泵系統尤為明顯。噪聲指標是無油泵的重要技術之一，故降低噪聲對無油泵的性能有較大貢獻。

3.由于采用變頻器控制調節，增加了電動機的轉速，進而使無油泵系統的極限真空度指標提高1～2個數量級。

4.通過雙主軸分別設有電動機驅動，改變了齒輪傳遞方式，由力矩承載變為位置傳遞，減少了齒輪傳動機械損耗、提高整機壽命，同時降低生產成本。