(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用中に真空ポンプの性能を監視し、そのポンプを駆動するモータのトルクを予測するための方法において、
前記モータのロータの回転中に、モータ負荷に応答して、前記ロータの回転位置に関連した回転トルクまたはモータ電流を周期的に測定し、
前記測定された回転トルクまたは前記測定されたモータ電流に対応する信号を発生し、  計算手段にて、
前記発生された信号を処理して一連のトルクデータを与える処理ステップと、
回転中に前記ロータの回転位置に関連するデータと前記トルクデータとを対とし、前記ロータの回転位置にトルクデータの変化を与えるステップと、
前記トルクデータの回転位置につれての変動から前記モータのトルクを予測するステップとを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記回転トルクが測定され、前記処理ステップ中に、フィルタリングアルゴリズムを使用して前記測定された回転トルクからノイズ及び時変動する摩擦力を除去し、前記トルクデータとしてトルクの推定値を得る請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モータ電流が測定され、前記処理ステップ中に、前記トルクデータが前記モータの前に決定された電流対トルク特性から得られる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記トルクデータの回転位置につれての変動の軌跡が発生され、それからトルクが予測されうるようにする請求項１または２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記軌跡の発生前に、前記トルクデータが該トルクデータに対するノイズの影響を減ずるように平滑化される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記トルクまたは電流は、前記モータの動作を制御する電力制御手段を通して測定される請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記電力制御手段は、前記モータを回転させるパワーを発生する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
インターフェイス手段が前記発生された信号を前記計算手段によって受け取られ得るデジタル信号へ変換する請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記インターフェイス手段は、前記発生された信号を出力する前記電力制御手段の一部分にリンクされた通信ポートと、データバスラインにて通信されうるように前記信号を解釈するインタプリタ手段と、前記計算手段に接続されるインタプリタポートおよび通信ポートの別の対とを備え、前記データバスラインに接続された通信コントローラは当該バスライン上でデータ転送を制御することを特徴とした請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空ポンプシステムの改良に関するものであり、特に、真空ポンプの保守または撤去が必要となる前にそのポンプの有効寿命を予測することを目的とした改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空ポンプは、種々な型の化学的プロセスにおいて使用され、これら化学的プロセスにおいては、そのポンプを通して引かれる物質がそのポンプ機構の内部表面に付着して望ましくない物質の層を形成してしまうことがあり、このような物質の層が形成されてしまうと、ポンプの性能が損なわれ、終には、ポンプの故障を生じてしまうことがある。
【０００３】
真空ポンプは、建設するのに費用が掛かり、稼働するにも費用が掛かるようなプラントの一部として、または、そのプラントに関連して使用されることが多い。したがって、内部表面に望ましくない物質の層が堆積してしまうことによるポンプ性能の低下を、プラントの現場において予測できて、サービス中においてポンプの重大な劣化または故障が生ずる前に、そのポンプを保守または交換のためにプラントにおけるサービスから外すことができると、都合がよい。
【０００４】
ステータの内部表面に望ましくない物質の層が存在することによって生ずる真空ポンプのロータに余計に掛かる摩擦およびその他の負荷は、ポンプのロータを駆動するのに使用されるモータに供給される電流を測定することによって、ある程度まで監視することができることが、知られている。このような余計な負荷は、ある場合には、ポンプの“タイトネス”と称される。
【０００５】
しかしながら、電流を測定するのでは、ポンプのタイトネスを、信頼性をもって指示することはできないことが分かった。何故ならば、測定電流は、時系列的に与えられず、または、その他のファクタでもって、瞬時的に測定される電流信号は時間的に変化するノイズで常に汚染され、各時点でその真の大きさを識別し得ないからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ポンプのタイトネスを監視し、それにより、使用中にポンプの重大な劣化および／または故障が生ずるのを避けることのできるような、より信頼性のある方法が必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、真空ポンプと、該真空ポンプのロータを駆動するための関連モータと、該モータの回転トルクおよび／または電流を測定し、ポンプ監視が行えるようにする手段とを備えた真空ポンプシステムが提供される。
【０００８】
さらに、（将来の）回転トルクおよび／または電流を推定する手段を設けると効果的である。
【０００９】
トルクおよび／または電流は、モータの動作を制御する電力制御手段（またはインバータ）によって測定されるのが好ましい。また、インバータにより、モータを回転させる電力を発生するのが好ましい。
【００１０】
測定手段は、インバータの他に、回転トルクおよび／または駆動電流に相当するモータ動作信号を変換する手段およびその信号を処理する計算手段を含むと効果的である。
【００１１】
インターフェイス手段により、計算手段によって受け取られるデジタル信号へと、トルク信号および／または電流を変換するのが好ましい。別の仕方によれば、トルク信号および／または電流信号をアナログモードにて与え、変換手段によりそれをデジタルモードへと変換して、計算手段へと送るようにすることもできる。
【００１２】
好ましい実施例においては、インターフェイス手段は、トルク信号および／または電流信号を好ましくはデジタルモードにて出力するインバータのポートにリンクされた通信ポートと、メモリ手段およびデータバスラインでのデータ転送を制御する通信コントローラが接続されるデータバスラインにて信号が通信されうるようにその信号を通訳するインタプリタ手段と、デジタル計算手段に接続されるインタプリタポートおよび通信ポートの別の対とを備える。
【００１３】
一般的に、インバータの使用により、モータを一定回転速度に制御でき、したがって、本発明のシステムにおいて測定されるトルクは、ポンプが使用されている装置に対して一定の安定な真空状態を与えているモータのトルクである。
【００１４】
モータの一定回転速度制御は、それぞれ、誘導モータに対するベクトル制御および同期モータに対する電力制御によって、行われる。誘導モータの場合には、モータのロータの回転速度を検出するために、回転速度センサがモータに取り付けられる。インバータは、誘導モータに対する駆動電流周波数と実際のモータ回転数との間のすべりにしたがって駆動電流の大きさおよび周波数を制御し、有効電力と力率との積を制御する。
【００１５】
一定回転速度は、インバータによって維持され、したがって、測定トルクは、ポンプ回転のタイトネスのより直接的な情報を与えうる。タイトネスがモータの駆動力によって与えられるトルクよりも大きく増大するときには、ポンプは劣化しつつある。したがって、トルク測定は、ポンプの状態を表す。
【００１６】
しかしながら、トルク情報は、ポンプの負荷条件で汚染されており、トルクは、ポンプのタイトネスと、プロセスガスを吸い出すときの最終真空条件の如きポンプ条件とを加え合わせたものとなっている。また、トルクは、ノイズおよび時間的に変化する摩擦でもって変動している。実際のデータからポンプのタイトネスを引き出すことが重要である。こうするために、本発明においては、フィルタリングアルゴリズムを使用し、これにより、ノイズおよび未定の時間的に変化する信号を除去することにより、ポンプに掛かっている最も真に近い負荷を引き出すことができる。プロセスガスを吸い出すことによるトルクは、プラントにおいてサービスしているポンプのプロセス負荷を表す。しかしながら、この負荷の大きさは、全トルクの数パーセントである。何故ならば、プロセスガスの圧力は、非常に低いからである。ノイズを除去するために、本発明においては、デジタルモードにて時系列的に測定されるトルクデータまたは等価物を使用する。最も真に近い負荷を引き出すためにフィルタリングアルゴリズムを適用して、トルクデータをデジタルフィルタリング計算にて処理する。このプロセスにより、最も真に近い負荷としてのトルクの推定値を得ることができる。その結果として、そのトルクの推定値は、最も真に近いポンプのタイトネスを表す。
【００１７】
最も真に近いデータを引き出すためにフィルタリングアルゴリズムを適用するとき、トルクの推定値が得られる。このデータを使用することにより、ポンプが大きな機械的ストレスを有している始動時を容易に見つけ出すことができる。ポンプがタイトになり始める時を識別することが重要である。予測アルゴリズムにより、トルクの推定値として、時間的に変化するノイズによって変動されていない最も真に近いデータを与えることができる。したがって、予測アルゴリズムは、平滑手段として作用し、実際のトルクの起因である真のポンプのタイトネスを表す。また、この予測アルゴリズムは、ある指定された時間の後で生じうるトルクを、前もって予想することができるようにする。もし、その指定時間がポンプを使用している装置の運転を停止することができるに十分な時間であるならば、その装置の動作中にポンプが停止してしまうという危険を避けることができる。このような予測をポンプのサービス規則と関連付けるようにすれば、ポンプの予防的保守を行うことができる。
【００１８】
ポンプのロータの回転位置に関する情報または零度のような特定の基準回転角度に対する回転角度（３６０度のモードにおける）に関する情報と共に、トルク情報を得る場合には、ロータのトルクと回転位置との情報の組合せにより、その回転位置に対するトルクの軌跡を示すことができる。このような軌跡から、一様な摩擦ストレスに対して部分的摩擦ストレスを表すロータの最もタイトな角度を得ることができる。もし、それが部分的摩擦ストレスである場合には、ポンプにおいて異物質が回転機構において局部的に集中しているか、または、不均質に分散させられているものとすることができる。それは、停止すべき状態に近いポンプ状態の指示となる。実際において、最もタイトな角度の範囲が広くなり、最終的に、０度から３６０度の角度範囲に亘って一様に高いレベルとなる（または、なる傾向となる）ときには、そのポンプの状態は、非常に重大な状態であり、停止してしまうまでにそれほど寿命がないことを示している。このような測定をポンプ組立て後に行えば、機械的構造に局部的にタイトな部分があるかを判定することができ、ポンプ組立てラインのための検査試験方法として使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について、本発明をより詳細に説明する。
【００２０】
図１を参照する。真空ポンピングシステムは３相誘導モータ２が駆動する機械的な真空ポンプ１を備えている。このモータへの電力を供給しているインバータ３は交流モータの供給電力の周波数の制御により一定の回転速度を与えるベクトルコントロールを有する。電力は電力線４を介してインバータへ供給される。
【００２１】
インターフェイス５はモータの回転トルクの信号をインターフェイス５に取り付けたコンピュータ６が読めるデジタル信号に変換する。図２に示すようにインタプリタ手段を持ち、インバータ３へ結合している第１の通信ポート１１と、通信コントローラ１２と、コンピュータ６へ至る（これもインタプリタ手段を持っている）第２の通信ポート１３とをインターフェイス５は有している。通信ポート１１、１３、通信コントローラ１２そしてメモリ１４はすべてバスラインを介して通常の仕方で接続されている。モータ回転トルクの信号がアナログモードでインバータ３により与えられるのであれば、アナログーデジタル変換器を第１の通信ポート１１に取り付ける。
【００２２】
コンピュータ６はインターフェイス５と接続するための通信ポートを有し、そしてコンピュータ６はメモリ（一方のメモリは割り当てられた計算をするためのプログラムを記憶し、そして他方のメモリはデータを記憶する）と、割り当てられた計算を遂行する計算ロジックユニットと、その計算したデータの結果（データメモリに記憶）をディスプレイコントローラを介して表示するディスプレイとを備えている。このディスプレイコントローラは意図された形での総てのデータの表示を管理している。
【００２３】
モータのトルク計算はインバータ３によりなされ、そしてトルク信号はコンピュータ６により処理される。フィルタリングアルゴリズムで遂行される第１のコンピュータ処理は信号を特徴づけているシステムを特定するシステムの識別（アイデンティフィケーション）である。一旦信号のシステムが判ると、最も蓋然性のあるトルクを算定するのは容易である。識別段階においてはＡＩＣを計算する（アカイケ・インフォーメーション・クリテリオン：統計数学学会誌、２３巻、１６３ー１８０頁、１９７１参照）。このシステム認識により求められたシステムはそれの観察において結果的にトルクになるポンプのロータの摩擦プロセスを反映している。
【００２４】
次のプロセシングは将来のトルクを予測することである。このプロセシングにより、現時点までにこれまで示されてきたもっともあり得るトルクに基づいて将来の推定トルクを得る。この順次のデーターは経時的なトルクデータの傾向を含んでおり、それ故、それは信頼できる将来のトルクを与えることができる。
【００２５】
上記のプロセシングにより与えられる結果の一例は以下のようになる。サービス後すぐ最初にポンプが作動するとき、ポンプ内に異物があってロータには摩擦がないか、もしくは他の組み立てられたポンプの部分とのタイトネスは少ない。それ故、自動回帰（ＡＲ）モデルにより規定された信号モードはシステム識別プロセスにおいて分析される低いオーダー、大抵の場合第１のオーダーを有し、そしてトルク信号は時間で変化するランダムな機械的ノイズによって大きく影響される。
【００２６】
しかしながら、ポンプはある量の異物（大抵の場合プロセスガスの圧送中に生じる副産物）を含んでいるので、ＡＲモデルのオーダーはより多いオーダー例えば第３のオーダーを有する。それ故、システム識別弍より決められるＡＲモデルにおけるオーダーの数はポンプの状態を指示している主決定パラメーターである。ＡＲモデルのオーダーはＡＩＣを最小とすることにより得られ、そのオーダーは最もありそうなモデルにおいて与えられる信号のシステムを決定している。ＡＩＣを使って警報し、ポンプ・システムを停止させれるのは、それがポンプの健全性を示すことができるからである。信号のシステムが特定されると、規定のステップが未来の推定トルクを与える。
【００２７】
デイスプレイ表示のステップは、推定値により与えられた予測トルクの結果と、ポンプ動作に対する警報信号と停止信号を取り扱う。これら２つの信号はこの表示ステップでＡＩＣにより発生される。停止信号はインターフェイスを介してインバータへ送り戻され、それからポンプはこの信号により停止される。
【００２８】
時系列的に測定されたトルクの順次のＮ個のデータのそれぞれにより計算を行う。それ故、最初、Ｎ個のトルクデータが与えられる前には、推定トルクやＡＩＣのような出力は図３の計算プロセスからは与えられない。
【００２９】
図４はトルク推定と予測に使用するプログラムの階層である。トルク信号はインバータにより与えられる。トルク信号が指示されるシステムはシステム識別の層において特定される。この識別においてＡＩＣはトルク信号のもっともありそうなモデルを求めるため計算される。システム識別のプロセスにより求められたシステムからトルクをもっともありそうな値として推定する。そのシステムを使ってその前のトルクデータに基づいて将来のもっともありそうなトルクを予測する。その予測したトルクは、時間の経過に従って他の関連情報と一緒にコンピュータディスプレイに提示される。
【００３０】
図５は上に述べたようにしてコンピュータ６によるコンピュータ処理の流れを示している。トルク信号はＮ個のデーターのグループ、すなわちステップ１においてＴ（ｉ−（Ｎ−１）），Ｔ（ｉ−（Ｎ−２）），・・・Ｔ（ｉ−（ｉ））へ蓄積される。これらＮ個のデータの総てを使用することにより、ステップ２−４において最小ＡＩＣ（ｉ）が与えられるまで１からｊへＡＲ係数ＡｊとＡＩＣ（ｊ）を計算する。ステップ２とステップ３でＡＩＣＡｊとＡＩＣ（ｊ）のような総てのＡＲ係数とＡＩＣがシステム識別計算により与えられる。ＡＩＣがあるｊにおいて最小であるとき、そのｊは時間ｉにおけるＡＲモデルのもっともありそうなオーダーｐ（ｉ）である。ＡＲ係数とトルクとの間の関係は時間ｉにおいて次の式で求められる。
【００３１】
【数１】
0004008984.tif 000002
【００３２】
この式でｅ（ｉ）は時間ｉにおけるノイズであり、Ｔ（ｉ）は時間ｉにおけるトルクであり、そしてＡk はＫ番目のＡＲ係数である。
【００３３】
過去から現在までのＮ個のデータに基づいて現時点ｉにおける総てのＡＲ係数を求めた後、ステップ５で得たパラメーターを使って現時点ｉのトルクの評価は次の式から得られる。
【００３４】
【数２】
0004008984.tif 000003
【００３５】
その場合予測ステップを６から開始する。そこではＴ（ｉ＋Ｍ｜ｉ）として与えられた、Ｍだけ進められた未来の時間に予測されたトルクは時間ｉ−（Ｎ−１）からｉまでに得られた総てのデータを基礎にして計算される。この予想値は予想トルクとして表示される。ステップ７におけるその前のＡＲモデルp (i-1) と現在のＡＲモデル p(i) を比較する。もし現在のオーダー数が前のものよりも小さいか、もしくは等しいと、ポンプのロータの摩擦スキムは不変であり、そしてそれから次の一組のトルク計算へ進む。もしも現在のオーダー数が前のものよりも大きいと、ポンプのロータの摩擦スキムは変えられて、そしてステップ８で警報信号が出される。そしてステップ６で得られた予想トルクが、ポンプ状態の危険レベルを表しているある大きさＴ0 よりも大きいか否かを調べ、大きいとポンプ停止信号を発生してポンプの動作を停止する（ステップ１０）。ポンプのトルクが高いことが予測され、ポンプ寿命が終わり近くなっているからである。もしもその予測値がＴ0 よりも小さければ、次の組のトルク計算へ進む。
【００３６】
図６は摩擦「マッパ」に使用するプログラムの階層を示す。インバータが与えるトルク信号はモータ回路の電気特性によりフイルターされ、それ故、デコンボリューション計算の層においてトルクはモータ回路のフイルタ特性からデコンボリュートされ、その場合デコンボリューションアルゴリズムを計算に使用する。経時的に測定されたトルクデータは、データペアリングの層においてモータのロータ角度位置のデータと対にされる。３６０度角度モードで角度位置は与えられる。瞬時トルクは回転角度で配列し直される。データはノイズで汚染されており、それ故データは滑らかにされてスムージング層におけるノイズの効果を減少させる。このスムージングフィルトレイションのためシステム識別アルゴリズムもしくはカルマンフィルタアルゴリズム（アール・イー  カルマン、「リニアーフィルタリングと予想問題への新しいアプローチ」、トランスＡＳＭＥ，８２Ｄ、第１（１９６０）、  ３４４５参照）をシーケンシャル・バリアブルとして角度データと一緒に使う。ディスプレイは回転角度の関数としてトルクデータを示す。図７は表示例である。これにより、４５度−１８０度の角度でロータが高いストレスを持つものと結論できる。これはポンプが部分的にタイトな組立体（ポンプは新しく組み立てられたもの）であることを示している。実際に、この状態でポンプは運転されながら慣らされていき、そしてロータの摩擦は少なくなり、低レベルで一様になる。
【００３７】
ポンプを長く運転した後、ポンプは０−３６０度の角度範囲で高レベルで一様なトルクを示すようになる。この大きなトルクはポンプ内の副産物の堆積によるポンプ運転の一様なタイトネスを示し、従ってポンプが停止に近くなったことを示している。
【００３８】
全体として、本発明はポンプ運転の締まりの観点に立ってポンプ寿命の予測を容易としている。ロータの変化の摩擦スキムが変化するとき、ポンプ寿命を予測できる。ロータの摩擦モードにより与えられる警告を検出することは容易だからである。
【００３９】
摩擦「マッピング」は可能であり、それによりロータの角度位置の関数としてのタイトネスを求めることができる。このことが、ポンプの内側に異物が沈積することによって生じるタイトネスか、もしくはある角度でのタイトネスであるかを決定するのが容易となる。これがポンプの健全性を示す。またこの測定を利用して組み立て後のポンプを検査することもできる。
【００４０】
本発明の他の実施例は実際の測定にモータ電流を利用している。商用電力を直接受けているモータを使用するとき、もしくはベクトルコントロール  スキムを有していない簡単なインバータを使用するとき、モータ電流は図８と図９に示す実施例において示されたスキムにおいてモータ電流が測定され、そして利用される。
【００４１】
モータ電流の測定結果を直接利用することによってトルクを評価し、予測するのに使用するプログラムの階層を図８に示す。この実施例ではモータ電流はアナログモードで測定され、そして電流信号は、図２に示すインターフェイスの通信ポート１１の前部へ取り付けたアナログ−デジタル変換器によりデジタルモードに変換される。真空システムに使用するモータの電流対トルク特性に基づいてコンピュータがトルク計算を行う。この計算で利用するテーブルルックアップ法においては、測定されたトルクは予め求められている電流対トルクデータテーブルから求められる。このためスプライン関数を使用するアルゴリズムが用いられる。この層によりモータトルクが求められてから、トルクの評価・予測の計算と、ディスプレイのためのデータ提示のプロセスとは図４と図５で示した前の実施例と同じ仕方で行われる。
【００４２】
図９は、電流測定の結果を直接的に使用することにより摩擦マッパに対して使用されるプログラムのヒエラルキーを示している。これらの実施例においては、モータ電流は、アナログモードにて測定され、電流信号は、図２に示したインターフェイスの通信ポート１１の前に取り付けされたアナログ−デジタル変換器によってデジタルモードへ変換される。摩擦マッピングのためには、短い時間期間の間で得られた電流データを使用することが重要である。電流対トルクデータの関係はモータの回転速度の関数であるので、ポンプが摩擦負荷を有するときには、モータは、その摩擦負荷にしたがって回転速度を変化しがちである。したがって、回転の変化が無視しうる程度に小さい短い時間の間の電流データを使用し、その電流から計算されたトルクを、モータ負荷に相当するものとみなす。このような短い期間でのトルク計算をするために、後段のプロセスにて計算されるべき１組の順次電流データは、時系列的に取得され、このレーヤによって記録される。
【００４３】
次のレーヤによって、トルク計算がモータの電流対トルク特性に基づいて行われる。この計算において、テーブルルックアップ方法が使用され、これにおいては、測定電流に対する特定のトルクは、前もって得られた電流対トルクデータテーブルから決定される。このために、スプライン関数を使用するアルゴリズムが使用される。モータがこのレーヤによって得られた後、ポンプロータの回転位置または角度とトルクデータとのペアリングおよびノイズ低減してトルクの良好な推定値を得るためのトルクデータスムージングが行われる。このプロセスの結果は、図７に示したのと同じ表現にて与えられる。
【００４４】
この実施例においては、マッピングは、新たに組み立てられるポンプの検査試験に適用されうる。ポンプのタイトネスは、角度位置の特定の範囲において局部化されるので、絶対タイトネスは必要でなく、相対的にタイトな摩擦の角度位置が必要である。短い時間に対して得られるトルクデータの評価は、この目的のために使用されうる。
【００４５】
長期間運転においてポンプを評価するためには、このような評価方法を時間を置いて間欠的に使用し、タイトな摩擦の角度的範囲の発生を評価する。その角度的範囲が時間の経過につれて広がっていき、データ記録の期間に亘って平均された電流がだんだん大きくなっていくときには、これは、ポンプが停止に近づいていることを示している。
【００４６】
前述の実施例においては、評価すべき対象としてトルクを使用している。何故ならば、トルクは、そのポンプを使用しているプラントのプロセス化学の副産物によって形成される望ましくない物質の層の存在または成長を反映しているモータの負荷またはポンプのタイトネスと直線的な関係を有しているからである。しかしながら、システム識別アルゴリズムに非線形カルマンフィルタ（R P Wishner, J A Tabacznski およびM Athans:“A Comparison of Three Non-linear Filters", Automatica Vol.5,no.4(1969)487-496 参照）を適用する場合には、トルクの推定および予測は、トルク信号を使用するのと同様に、電流信号を使用して観察することによって、適切に行われうる。
【００４７】
摩擦マッパを適用する場合には、非線形カルマンフィルタを平滑化フィルトレイションアルゴリズムに適用するときに、回転角度に対する平滑化トルクは、トルク信号を使用するのと同様に、電流信号を使用し観察することによって、適切に行われうる。
【００４８】
このような非線形カルマンフィルタの概要は、次のようである。測定電流は、ｐ(i) のＡＲ次数の線形組合せのオーダに配列され、時間ｉでのトルクＴ(i) の測定値でベクトルＸ(i) を次のように構成する。
Ｘ(i) ＝（Ｔ(i−ｐ(i) ))Ｔ(i−（ｐ(i) −１）......Ｔ(i−1)Ｔ(i))T 
ここで、上添字Ｔは、転置を意味しており、カルマンフィルタアルゴリズムは、次の２つの式によって与えられる。Ｈは、時間ｉでの電流Ｉ(i) へトルクＴ(i) を変換する関数である。
Ｘ（ｉ＋１）＝Ｆｘ(i) ＋ｗ(i)
Ｉ(i)       ＝Ｈ（Ｔ(i) ＋ｖ(i)
ここで、ｗ(i) およびｖ(i) は、ノイズであり、Ｆは、次のように与えられる行列である。
【００４９】
【数３】
0004008984.tif 000004
【００５０】
このようなアルゴリズムを使用することにより、トルク信号を使用したり、電流データからトルクデータへの変換計算を使用したりする代わりに、電流信号を直接的に使用することができる。このようなアルゴリズムによる計算において、モータ駆動電流の直接検出によって測定されうる単純なモータ電流データを使用することができ、したがって、図に示したハードウエアシステムがより簡単なものとなりうる。例えば、インバータは必要でなくなり、図８および図９に示したプログラムのヒエラルキーは、トルク計算を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空ポンプシステムを示す概略図である。
【図２】図１の真空ポンプシステムのインバータとコンピュータとの間のインターフェイスの詳細を示す図である。
【図３】図１および図２の真空ポンプシステムにおける計算のために処理される時系列的に測定されたＮトルクデータのセットを示す図である。
【図４】トルク推定および予測のために使用されるプログラムのヒエラルキーを示す図である。
【図５】図１の真空ポンプシステムのコンピュータによるコンピュータ処理および図３に示されるようなデータ測定の後の処理の流れを示す図である。
【図６】摩擦マッパのために使用されるプログラムのヒエラルキーを示す図である。
【図７】回転角度の関数としてトルクデータの代表的なセットを示すグラフを示す図である。
【図８】トルク推定および予測のために使用されるプログラムのヒエラルキーを示す図である。
【図９】摩擦マッパのために使用されるプログラムの別のヒエラルキーを示す図である。
【符号の説明】
１  真空ポンプ
２  ３相誘導モータ
３  インバータ
４  電力線
５  インターフェイス
６  コンピュータ
１１  第１の通信ポート
１２  通信コントローラ
１３  第２の通信ポート
１４  メモリ
１５  インターフェイス
【図１】
0004008984.tif 000005
【図２】
0004008984.tif 000006
【図３】
0004008984.tif 000007
【図４】
0004008984.tif 000008
【図５】
0004008984.tif 000009
【図６】
0004008984.tif 000010
【図７】
0004008984.tif 000011
【図８】
0004008984.tif 000012
【図９】
0004008984.tif 000013