具有真空泵的布置以及對磁場進行補償的方法
【專利摘要】本發明涉及具有真空泵的布置以及對磁場進行補償的方法，所述真空泵具有轉子和配有用于驅動轉子的馬達，其中設置了至少一個補償線圈用于補償真空泵的組件產生的干擾磁場此外本發明還涉及一種用于對至少一個布置在真空泵中，產生干擾磁場的組件的干擾磁場進行補償的方法，其中至少一個補償線圈對真空泵的至少一個組件的干擾磁場進行補償。
【專利說明】具有真空泵的布置以及對磁場進行補償的方法
[0001] 本發明涉及一種具有真空泵的布置以及一種用于對至少一個布置在真空泵中且 產生干擾磁場的組件（例如磁軸承和/或馬達）的磁場進行補償的方法。
[0002] 近幾十年來在用于生成高真空和超高真空的真空技術中使用了渦輪分子泵 (Turbomolekularpumpe)。泵中真空的產生是基于轉子且所述轉子具有多個沿轉子軸交錯 的葉片輪緣（Schaufelkranz)，在其之間布置了在定子側的靜止的葉片輪緣。
[0003] 通常，轉子在渦輪分子泵中借助至少一個徑向布置的磁軸承被可旋轉地支撐。所 述磁軸承在軸向上經常由第二軸承，例如確保軸向和徑向穩定的滾珠軸承來支撐。
[0004] 例如從DE 10 2010 052 660 Al中已知此類渦輪分子泵。
[0005] 磁軸承通常由多個具有線圈狀結構的環組成。所述環的均勻性在安裝進渦輪分子 泵之前被測量且根據實際情況調節它們，使得盡可能消除各環的不均勻性。
[0006] 但是這種不均勻性通常不能徹底消除，從而使得渦輪分子泵運行時會產生合成磁 場。
[0007] 在許多的應用（這些應用在實踐中是已知的）中，所述磁場不會產生干擾，特別是 因為它們相當小。
[0008] 但是若將渦輪分子泵用在高度敏感的設備上，例如用于抽空電子顯微鏡檢查室的 氣體的設備上，則例如由磁軸承和/或馬達產生的干擾磁場可導致所謂的模糊度，即會導 致一定程度的圖像不清晰。
[0009] 基于本發明的技術問題在于，提供一種渦輪分子泵，在所述渦輪分子泵中補償至 少一個組件（例如磁軸承和/或馬達）的可能的干擾磁場，而且還提供一種方法用于對至 少一個布置在渦輪分子泵中的組件（例如磁軸承和/或馬達）的干擾磁場進行補償，其可 以簡單且經濟地實現。
[0010] 該技術問題通過具有根據權利要求1的特征的真空泵以及通過具有根據權利要 求16的特征的方法得以解決。
[0011] 根據本發明的布置，該布置具有真空泵、具有轉子以及具有用于驅動轉子的馬達， 其特征在于，布置了至少一個補償線圈，用于對渦輪分子泵的組件所產生的干擾磁場進行 補償。
[0012] 舉例來說，產生干擾磁場的組件可以是至少一個磁軸承，借助該磁軸承來可旋轉 地支撐轉子。所述干擾磁場也可由驅動轉子的馬達產生。但是本發明的應用并不局限于這 些組件。
[0013] 有利地通過至少一個補償線圈來生成幅度和方向可調節的場矢量(成<)。通過在線 圈中布置至少一個額外的線圈，通過線圈中的電流會產生幅度和方向可調節的場矢量碧， 借助它來補償真空泵的至少一個組件產生的干擾磁場。
[0014] 有利地設置為，將補償裝置構造成從渦輪分子泵的驅動電子設備中導出旋轉同步 的補償基本頻率以及第1次諧波到η > 2的第η次諧波的補償裝置。
[0015] 根據本發明的一個有利的實施形式，布置了三個線圈來對真空泵的至少一個組件 所產生的磁場進行補償。
[0016] 通過這三個線圈有可能的是，相應地布置所述線圈在任意空間方向（X、Y、Z)上進 行補償，因為干擾磁場的場矢量是有向向量。
[0017] 線圈有利地彼此布置成使得線圈的磁場彼此不平行，也就是說，這三個補償線圈 的磁場有利地在三個空間方向上彼此取向。根據本發明特別優選的實施形式，三個線圈彼 此分別成90°角布置。有利地，將線圈的線圈平面布置成與轉子軸垂直，并且將另外兩個線 圈布置成分別與第一個線圈和另一個線圈垂直，也就是說，有利地將第二個線圈布置成與 轉子軸平行且第三個線圈分別與前兩個線圈呈90°角旋轉。
[0018] 有可能只在一個平面上對干擾磁場進行補償就夠了。但是如果干擾磁場基本上完 全得到補償的話，則會得到較好的結果，也就是說，各個空間方向X、Y和Z被分配有至少一 個補償線圈，從而使得干擾磁場在三個或所有的空間方向X、Y和Z上得到補償。
[0019] 在這種情況下有可能的是，各個空間方向X、Y和Z或至少一個空間方向X、Y或Z 只被分配了單個補償線圈。各個單獨的補償線圈也能夠分配有至少一個其他的線圈，優選 在同一軸上。在這種情況下，構成了補償線圈對。在本發明的一種實施形式中，各個空間方 向有至少一個補償線圈對，從而使得干擾磁場在所有空間方向X、Y和Z上都可得到補償。
[0020] 補償線圈對可按如下方式連接和/或操縱，即使得只能夠給補償線圈對的單個補 償線圈供電。
[0021] 根據另一種有利的實施形式，至少一個補償線圈由電導體的至少一個繞組構成。 這是構成補償線圈最簡單的方法。
[0022] 根據另一種有利的實施形式，布置了至少一個用于獲取或測量干擾磁場的傳感 器。在獲取到干擾磁場時，能夠以如下方式操作至少一個補償線圈，即使得該干擾磁場基本 上或全部得到補償。
[0023] 根據本發明的另一個有利的實施形式，除了用于生成補償磁場的補償線圈外還布 置了至少一個用于所述至少一個補償線圈的電流供給。此外有意義的是，布置補償裝置，用 于根據所獲取和/或測量的干擾磁場來控制和/或調節所述至少一個線圈中的電流。
[0024] 用至少一個線圈有利地產生幅度和方向可調節的場矢量蠢，以產生相應的補償 場。
[0025] 有利地將補償裝置設計成使得補償裝置從真空泵的驅動電子設備中導出旋轉同 步的補償基本頻率以及第1次諧波到η > 2的第η次諧波。
[0026] 導出用于進行有益的補償所需的諧波。
[0027] 補償電子設備也可通過感應線圈導出旋轉同步的補償基本頻率。通過在至少一個 所述線圈中的電流的幅度和相位的變化來最小化合成場，則在例如電子顯微鏡中的移動載 荷的路徑干擾也因此減少。
[0028] 線圈中電流的幅度和相位的變化如下：
[0029]
【權利要求】
1. 一種具有真空泵的布置，所述真空泵包括轉子和配有用于驅動轉子的馬達，其特征 在于，設置了至少一個補償線圈（46、48、50)，用于補償渦輪分子泵（1)的組件（40、44)產生 的干擾磁場（Ik)。
2. 如權利要求1所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了三個補償線圈（46、48、 50)，用于補償至少一個組件（40、44)的干擾磁場（)。
3. 如權利要求2所述的具有真空泵的布置，其特征在于，所述三個補償線圈（46、48、 50)的磁場在三個空間方向上，優選分別成90°角彼此取向。
4. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，至少一個補償線 圈（46、48、50)由電導體的至少一個繞組構成。
5. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了至少一個 傳感器（54)，用于獲取或測量所述干擾磁場（Ist )或相位基準。
6. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，布置了用于所述 至少一個補償線圈（46、48、50)和補償裝置（52)的至少一個電流供給，用于根據所獲取和/ 或測量的干擾磁場（)來控制和/或調節所述至少一個補償線圈（46、48、50)中的電流。
7. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，所述補償裝置 (52)被設計成單獨操縱的補償線圈（46、48、50)。
8. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，產生干擾磁場的 至少一個組件為磁軸承（40)或電馬達（44)，所述磁軸承特別地被構造成永磁軸承或主動 磁軸承。
9. 如前述權利要求中任一項所述的具有真空泵的布置，其特征在于，所述至少一個補 償線圈被布置在真空泵中和/或被布置在真空泵上。
10. -種對磁場進行補償的方法，用于對至少一個被布置在真空泵中且產生干擾磁場 的真空泵組件的磁場進行補償，其特征在于，至少一個補償線圈（46、48、50)，優選三個補償 線圈，對真空泵（1)的至少一個組件（40、44)的干擾磁場（馬t )進行補償。
11. 如權利要求10所述的方法，其特征在于，補償裝置（52)在至少一個補償線圈（46、 48、50)中根據所獲取和/或測量的干擾磁場（fse )來控制和/或調節電流。
12. 如權利要求10或11中任一項所述的方法，其特征在于，通過所述至少一個補償線 圈（46、48、50)來生成幅度和方向可調節的場矢量（^ Λ)。
13. 如權利要求10到12中任一項所述的方法，其特征在于，所述補償裝置（52)從所述 真空泵（1)的驅動電子設備中導出旋轉同步的補償基本頻率以及第1次諧波到η> 2的第 η次諧波。
14. 如權利要求10到13中任一項所述的方法，其特征在于，用傳感器來獲取所述真空 泵⑴的相位基準。
15. 如權利要求10到14中任一項所述的方法，其特征在于，對至少一個磁軸承或至少 一個電馬達的干擾磁場進行補償。
【文檔編號】F04D19/04GK104454570SQ201410465395
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】阿明·康拉德 申請人:普發真空有限公司