氦氣管理控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一冷凍劑管理系統(tǒng)控制冷凍劑由二或更多臺可變速率與固定速率壓縮機的供給至多個低溫的冷凍機。該系統(tǒng)采用多個傳感器，以監(jiān)視及調(diào)節(jié)該全部冷凍劑供給，以將適當?shù)睦鋬鰟┕┙o運送至每一臺該低溫的冷凍機。冷凍劑的供給量是基于一用在來自該多個低溫的冷凍機的冷凍劑的總合需求及一冷凍劑校正度量值。通過調(diào)整該可變速壓縮機的速率、或另一選擇是選擇性開啟或關(guān)掉該壓縮機，冷凍劑的適當供給是分布至每一臺低溫的冷凍機。該可變速壓縮機的速率是通過決定供給至該多個低溫的冷凍機的冷凍劑的量所調(diào)整。如果用于冷凍劑的總合需求超過該壓縮機的容量，則在該多個冷凍機中的一臺冷凍機的速率被調(diào)整。
【專利說明】氦氣管理控制系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請案
[0002] 本申請案主張在2011年3月4日提出的美國臨時申請案第61/449, 502號的利益。 以上申請案的整體教示是以引用的方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 真空處理室通常被采用于制造中，以提供一用于諸如半導(dǎo)體晶圓制造、沈積制程、 電子顯微鏡、氣相色譜法、及其他的真空工作環(huán)境。此等真空處理室典型是通過在密封的配 置中將真空泵附接至該真空處理室達成。該真空泵操作，以由該真空處理室移除實質(zhì)上所 有該分子，因此建立一真空環(huán)境。

【背景技術(shù)】
[0004] -種型式的真空泵為低溫泵，諸如在1999年1月26日發(fā)表的美國專利第 5, 862, 671號中所揭示的，該專利分派給本申請案的受讓人，且全部以引用的方式并入本文 中。低溫泵通過將一表面冷卻至接近絕對零度的溫度而從真空處理室移除分子。在此等溫 度，氣體冷凝或被吸附在該被冷卻的表面上，被稱為一低溫數(shù)組，借此由該真空處理室移除 分子。該冷致的真空室（the resulting vacuum chamber)。
[0005] 其他型式的低溫泵被設(shè)計成可在大于絕對零度的溫度下操作。這些低溫泵由一 室移除特定的氣體，諸如水、碳化氫、制程副產(chǎn)物、除氣種類、及制程氣體。如在美國專利第 5, 483, 803號上所敘述的水泵是此低溫泵之一的范例。諸如在美國專利第5, 211，022號中 所揭示的其他低溫泵不會移除所有氣體，但于真空室中維持一低壓力的制程氣體。
[0006] 低溫泵典型采用一冷凍機，以達成所需的低溫的溫度。所需的冷凍機的型式視 用于待泵吸的種類所需的溫度及諸如熱負載及震動的其他參數(shù)而定。典型地，斯特林 (Stirling)、吉福德-麥克馬洪（Gifford-McMahon)、及脈沖管冷凍機被使用于低溫的真 空泵。這些冷凍機需要來自壓縮機的被壓縮氣體的供給，以于該低溫泵中將冷卻劑的流動 量供給至該低溫的冷凍機。需要接近絕對零度的溫度的低溫泵使用氦氣當作該被壓縮之氣 體。一低溫數(shù)組的與該冷凍機的被冷卻端部熱相通及隨其被冷卻。在該冷凍機內(nèi)側(cè)，通過 往復(fù)移動該置換器的置換器驅(qū)動器所驅(qū)動的置換器調(diào)節(jié)所使用的氦氣量。諸如氦氣的冷凍 劑氣體于該冷凍機中的膨脹建立冷卻作用，且熱量被抽離該低溫數(shù)組，產(chǎn)生冷凝該低溫數(shù) 組上的氣體所需的低溫的溫度。
[0007] 另一選擇是，脈沖管置換器不會移動，但反之，代替地使用一壓力波。雖然低溫泵 已被敘述具有馬達驅(qū)動設(shè)計，低溫泵可被設(shè)計為具有氣壓式驅(qū)動系統(tǒng)。
[0008] 可用于該低溫的冷凍機的氦氣冷凍劑的量決定冷卻發(fā)生的速率。較大的氦氣供給 能夠使該冷凍機消耗更多氦氣，并產(chǎn)生更多冷凍作用。其減少用于冷卻下來所需要的時間 的量，該時間是達成低溫泵吸溫度的所需時間，且在操作溫度，當通過該真空室中的變化的 制程條件需要時，能夠使該冷凍機產(chǎn)生更多冷凍作用。氦氣的較大供給亦能夠使該冷凍機 增加消耗，以當該冷凍機效率的正常退化于冷凍機操作壽命期間發(fā)生時，維持冷凍容量。氦 氣消耗的速率亦隨著該低溫的冷凍機的溫度而變化。當該低溫的冷凍機變得更冷時，氦氣 的較大供給是需要的，以持續(xù)該冷卻制程。于一低溫泵吸式真空處理室中，由于喪失制造時 間將使停機時間造成實質(zhì)上的經(jīng)濟沖擊。據(jù)此，迅速地達成及維持低溫泵吸溫度的容量是 有益的。
[0009] -種先前技術(shù)型式的氦氣分布被敘述在1997年1月2日提出的美國專利第 5, 775, 109號、標題為"通過共享壓縮機所供給的多重低溫冷凍機的增強冷卻"中，且該專利 被分派給本申請案的受讓人，并全部以引用的方式并入本文中。此專利建議個別地監(jiān)視多 個低溫泵的每一個的溫度，以當?shù)蜏乇眠_到一誘發(fā)溫度時，控制每一個置換器驅(qū)動馬達的 速率。因于低溫泵中的冷凍機需要視目前所施行的操作而定來變化氦氣量，調(diào)節(jié)該位移驅(qū) 動機馬達速率能據(jù)此減少或增加該氦氣供給。在此系統(tǒng)中，每一個低溫泵監(jiān)視溫度及據(jù)此 控制該位移驅(qū)動機馬達速率。
[0010] 然而，時常地，供給多個低溫泵的共享的氦氣供給歧管是能夠供給比借由所有該 低溫泵所需的更多的氦氣。不被該冷凍機所需要以維持足夠的冷凍作用的過量的氦氣會 浪費功以及維持該氦氣冷凍劑供給所需的其他資源。反之，不足的氦氣將通過該冷凍機導(dǎo) 致不充分的冷凍作用及潛在地通過低溫泵損失真空性能。
[0011] 應(yīng)注意的是該前述的問題適用于低溫的冷凍機以及低溫泵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在此所提供者是用于通過冷凍機供給冷凍劑氣體的所需量以達成所需求的冷卻 條件的技術(shù)及系統(tǒng)。一方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)有關(guān)控制一冷凍劑的供給。一壓縮機被裝配， 以供給冷凍劑經(jīng)過高壓供給管線，且該冷凍劑是經(jīng)過一低壓返回管線返回至該壓縮機。多 個冷凍機被耦接至該壓縮機，以承接來自該供給管線的冷凍劑及使冷凍劑返回至該返回管 線。再者，一電子控制器被裝配，以基于來自該多個冷凍機的通訊獲得一用于該冷凍劑的總 合需求。該電子控制器被進一步裝配，以基于用在通過冷凍劑校正度量所校正的冷凍劑的 總合需求來控制該壓縮機的速率。
[0013] 該壓縮機可為多個可變速壓縮機之一或可變速率及固定速率壓縮機的組合。該電 子控制器可被進一步裝配，以基于來自該低壓返回管線的一或多個返回壓力、來自該高壓 供給管線的供給壓力反饋回路、及供給壓力與返回壓力間的壓力差，控制該壓縮機的速率。 另外，該電子控制器可被進一步裝配，以決定是否增加或減少冷凍劑的供給，并在該總合需 求中通知該增加或減少的返回壓力設(shè)定點計算器。該電子控制器可為被裝配來一起操作的 一或多個控制器單元，在此一些功能為一種控制器，且其他功能則在控制器中。
[0014] 該返回壓力設(shè)定點計算器可被裝配，以基于該決定來決定一返回壓力設(shè)定點，以 增加或減少冷凍劑的供給。冷凍劑供給校正控制器可被裝配，以決定該返回壓力設(shè)定點及 該返回壓力間的誤差。再者，該冷凍劑供給校正控制器可被進一步裝配，以基于該返回壓力 設(shè)定點及該返回壓力間的誤差計算一冷凍劑供給校正。該冷凍劑供給校正控制器亦可被裝 配，以基于該冷凍劑供給校正及用在來自該多個冷凍機的冷凍劑的總合需求的比較，決定 供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量。
[0015] 另一選擇是，該冷凍機不能需求流動量，但僅只消耗冷凍劑以滿足冷凍需求，同 時一主要控制器監(jiān)視該冷凍機的操作變量，以決定該冷凍機所需要的冷凍劑的流量。
[0016] 該壓縮機可為多個可變速壓縮機之一。壓縮機馬達控制器可被裝配，以基于冷凍 劑所決定的量開啟或關(guān)掉該多個可變速壓縮機的子集合，以將冷凍劑供給至該多個冷凍 機。該壓縮機馬達控制器可進一步被裝配，以所決定的冷凍劑的量的函數(shù)決定所開啟的多 個可變速壓縮機的子集合的速率，以將冷凍劑供給至該多個冷凍機，并開啟該多個可變速 壓縮機的子集合，且亦將一命令送至所開啟的多個可變速壓縮機的子集合，以在所決定的 速率運轉(zhuǎn)。譬如，可具不同運轉(zhuǎn)速率的多數(shù)可變速壓縮機，以滿足需求。在此亦可有在該系 統(tǒng)上運轉(zhuǎn)的固定速率的壓縮機，且該固定速率壓縮機的子集合可被開啟或關(guān)掉，以滿足冷 凍劑需求。
[0017] 該電子控制器亦可被裝配，以決定該壓縮機是否能夠隨著用于冷凍劑的總合需求 供給該多個冷凍機。如果該壓縮機系不能夠隨著用于冷凍劑的總合需求供給該多個冷凍 機，該控制器可調(diào)整該多多個冷凍機內(nèi)的冷凍機的速率、或減少冷凍劑的分派給該冷凍機， 其中該冷凍機中的控制裝置調(diào)整該冷凍機的速率。
[0018] 另外，該電子控制器可被裝配，以由多個低溫的冷凍機獲得一用于冷凍劑的總合 需求。再者，該低溫的冷凍機可被包含在低溫泵中。
[0019] 用于控制冷凍劑的供給的方法包括在一控制器，基于來自多個冷凍機的通訊獲得 一用于冷凍劑的總合需求。以該控制器，該方法控制一壓縮機的速率，該壓縮機基于用于該 冷凍劑的總合需求將冷凍劑運送至該多個冷凍機。
[0020] 用于控制冷凍劑供給的冷凍系統(tǒng)包括多個可變速壓縮機，該壓縮機包含一高壓供 給管線及一低壓返回管線。該多個可變速壓縮機被裝配，以供給一冷凍劑至多個冷凍機。一 壓縮機控制器基于冷凍劑的需求選擇性地開啟或關(guān)掉該多個可變速壓縮機的子集合。
[0021] 該多個壓縮機可僅只包括二臺可變速壓縮機。如果故障條件存在于該二臺可變速 壓縮機的任一臺中，該壓縮機控制系統(tǒng)可將沒有故障條件的可變速壓縮機的速率調(diào)整至最 大馬達速率。
[0022] 再者，如果該二臺可變速壓縮機兩者為開啟，該壓縮機控制器可被裝配，以決定是 否由雙重的可變速壓縮機操作狀態(tài)切換至單一可變速壓縮機操作狀態(tài)。該壓縮機控制器 可進一步被裝配，以計算供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量。如果供給至該多個冷凍機的 冷凍劑的所計算量是少于單一壓縮機的定限冷凍劑輸出，該壓縮機控制器可選擇及關(guān)掉該 二臺可變速壓縮機的其中一者。
[0023] 另外，在增加該可變速壓縮機的速率之后，且將該可變速壓縮機的速率保持在一 能夠運送所計算的冷凍劑的量至該多個冷凍機速率，該壓縮機控制器可關(guān)掉該二臺可變速 壓縮機的其中一者。該壓縮機控制器可進一步被裝配，以如果供給至該多個冷凍機的冷凍 劑的所計算量是少于該單一壓縮機之定限冷凍劑輸出達一時期，關(guān)掉該二臺可變速壓縮機 的其中一者。
[0024] 該壓縮機控制器可選擇該二臺可變速壓縮機的其中一者，以基于關(guān)掉操作的歷史 紀錄來關(guān)掉。該壓縮機控制器亦可被裝配，以決定該供給壓力及該返回壓力間的差額是否 減弱達超過一預(yù)定的定限。如果該差壓減弱達超過該預(yù)定的定限，該壓縮機控制器可由該 單一可變速壓縮機操作狀態(tài)切換至雙重的可變速壓縮機操作狀態(tài)。
[0025] 再者，如果該雙重的可變速壓縮機的其中一者被關(guān)掉，該壓縮機控制器可被裝配 來計算供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量。另外，如果供給至該多多個冷凍機的所計算的 冷凍劑的量是大于單一壓縮機的定限冷凍劑輸出，該壓縮機控制器可切換至該雙重的可變 速壓縮機操作狀態(tài)。
[0026] 該壓縮機控制器可被裝配來切換至該雙重的可變速壓縮機操作狀態(tài)，且如果供給 至該多個冷凍機的所計算的冷凍劑的量是大于單一壓縮機的定限冷凍劑輸出達一段時間， 開啟該二臺可變速壓縮機的其中一者。
[0027] 該壓縮機控制器可切換至該雙重的可變速率操作狀態(tài)及調(diào)整該二臺可變速壓縮 機的速率，以供給該總冷凍劑總合需求至該冷凍機。
[0028] 于切換至該雙重的可變速率操作狀態(tài)中，于該單一可變速率操作狀態(tài)期間有效地 減少該可變速壓縮機的速率之前，該壓縮機控制器可增加所開啟的可變速壓縮機的速率。
[0029] 用于控制冷凍劑供給的方法包括由多個可變速壓縮機供給冷凍劑至多個冷凍機， 且基于冷凍劑的需求選擇性地開啟或關(guān)掉該多個壓縮機的子集合。
[0030] 用于控制冷凍劑的供給的冷凍劑系統(tǒng)包括分開的可變速壓縮機。另外，該冷凍劑 系統(tǒng)可包括分開的可變速壓縮機，而具有一分開的固定速率壓縮機。另一選擇是，二或更 多臺壓縮機泵可被裝配在單一壓縮機結(jié)構(gòu)內(nèi)，在此該泵的至少一者是可變速率的，且每一 個泵被控制，有如一分開的壓縮機般。
[0031] 于根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例中，在此提供有一用于診斷真空零組件的真空性能 特征的方法。該方法包括在該真空零組件的操作期間基于該真空零組件的真空性能特征自 動地偵測一電子訊號，及基于所偵測的電子訊號在一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上自動地溝通一數(shù)據(jù)記錄， 該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)于該真空零組件的操作期間與該真空零組件通訊。該真空性能特征基于該通訊 的數(shù)據(jù)記錄被自動地診斷。該真空零組件可為一低溫的真空泵、一壓縮機、一渦輪分子泵、 一低真空泵、一水泵、一急冷器、一閥門、一測量儀器、或另一真空零組件。該數(shù)據(jù)記錄可包 含基于一與所偵測的電子訊號有關(guān)連的時間的時間戳記。
[0032] 于相關(guān)具體實施例中，所偵測的電子訊號可為一基于低溫的真空泵的冷凍機馬達 的增加速率的訊號。自動地偵測該電子訊號可包含偵測該冷凍機馬達的增加速率、于該冷 凍機馬達速率中的增加之前偵測該低溫的真空泵的冷凍機階段的溫度中的增加、及偵測用 于該冷凍機階段的加熱器的操作的不足，同時發(fā)生該冷凍機階段的溫度中的增加。
[0033] -方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)有關(guān)控制一冷凍劑的供給。一控制器偵測包含至少一臺 壓縮機的冷凍劑系統(tǒng)的故障，在此該至少一臺壓縮機是固定速率及可變速壓縮機的任何組 合。于偵測該故障時，該控制器啟始故障回復(fù)程序。
[0034] 該控制器可進一步被裝配來偵測該冷凍劑系統(tǒng)的各組件間的通訊損失。于決定該 通訊損失時，該控制器增加該至少一臺壓縮機的速率。如果所偵測的故障指示一電流超過 預(yù)定的定限，該控制器可發(fā)出一警告訊號，且逐漸地減少該至少一臺壓縮機的速率。如果該 電流持續(xù)超過該預(yù)定的定限，且該至少一臺壓縮機的速率是在一最小的定限，該控制器關(guān) 掉該至少一臺壓縮機。
[0035] 當一故障存在及壓縮機速率減少被使用于自該故障回復(fù)時，該控制器亦可超控一 速率控制算法。當該壓縮機馬達速率被減少以清除該故障時，該供給及返回管線中的壓力 間的壓力差或差值被允許向下低于速率控制所使用的設(shè)定點。清除該故障的故障回復(fù)處理 將優(yōu)先于該正常的控制，以維持所界定的壓力差。此外，該控制器可進一步?jīng)Q定馬達是否已 達到一大于最大溫度定限的溫度，且如果該溫度是大于該定限，該控制器被裝配來減少該 馬達的速率，如果需要，直至達到一最小的速率定限。此外，如果該馬達保持在大于該最大 定限的溫度，該控制器可關(guān)掉該馬達。
[0036] 該控制器亦被進一步裝配來決定諸如絕緣閘型二極晶體管（IGBT)的驅(qū)動器晶體 管是否已達到一大于最大定限的溫度，且如果該溫度是大于該定限，該控制器減少一臺與 該驅(qū)動器晶體管有關(guān)連的壓縮機的速率，直至一最小的速率定限被達到。如果該驅(qū)動器晶 體管保持在大于該最大定限的溫度，該控制器亦可關(guān)掉該壓縮機。
[0037] 該控制器亦可決定一入口或出口水溫度是否超過一定限，且如果該溫度超過該定 限，該控制器發(fā)出一警告。再者，該控制器決定至少一臺熱交換器的溫度是否超過一溫度定 限，且如果該溫度超過該溫度定限，該控制器發(fā)出一警告。該控制器亦被裝配來關(guān)掉與該至 少一臺熱交換器有關(guān)連的一臺壓縮機。
[0038] 如果一包含電子組件的區(qū)域的內(nèi)部周遭溫度是大于一定限溫度，該控制器發(fā)出一 警告。再者，于另一具體實施例中，超過一臺壓縮機可共享一氦氣回路。于此一方案中，當 該氦氣回路中的壓縮機的其中一者被關(guān)掉時，如果一壓力差在一點及時下滑低于一定限， 該控制器回頭開啟該壓縮機，一止回閥故障警告被發(fā)出，且該控制器將不會關(guān)掉該壓縮機， 當作該正常冷凍劑控制制程的一部份，直至該單元被修理。
[0039] 響應(yīng)于偵測壓力傳感器的損失或故障、或至該傳感器的通訊或來自該傳感器的通 訊的損失，該控制器發(fā)出該故障的警告，且在最大速率運轉(zhuǎn)該壓縮機。另外，該控制器被裝 配來決定一壓力差度量是否低于一定限值，且如果該值是低于該定限，該控制器將壓縮機 設(shè)定至一最大速率。
[0040] 如果該壓力差度量保持低于該定限值達一預(yù)定的時間量，該控制器亦可減少冷凍 劑的分派給冷凍機。響應(yīng)于偵測一無效的壓力傳感器，該控制器可將壓縮機設(shè)定至一最大 速率。該控制器亦可響應(yīng)于偵測一風扇故障而發(fā)出一警告。
[0041] 響應(yīng)于偵測壓力供給及壓力返回間的差壓或差值為低于一定限值，該控制器可檢 查一冷凍機溫度，以決定該冷凍機是否正維持一特定的溫度。如果該冷凍機正維持該特定 的溫度，該控制器決定一壓力傳感器中的故障已發(fā)生，且將壓縮機設(shè)定至一最大速率。
[0042] 再者，如果該多個壓力傳感器的超過一個的壓力傳感器正測量一高壓供給管線， 且在該壓力傳感器的一子集合中偵測到一故障，該控制器可利用多個壓力傳感器的至少一 個工作壓力傳感器當作傳感器反饋。另一選擇是，于測量一低壓返回管線及一故障中，如果 該壓力傳感器的超過一個的壓力傳感器在該傳感器的一子集合中被偵測，該控制器可利用 至少一個工作傳感器當作至一控制系統(tǒng)的傳感器輸入。
[0043] 如果壓縮機響應(yīng)于所偵測的故障而被關(guān)掉，該控制器可回頭開啟該壓縮機，且允 許該系統(tǒng)在正常的控制下操作。如果該壓縮機響應(yīng)于所偵測的故障而再次被關(guān)掉，一故障 被發(fā)出，且該壓縮機將被允許回來及再次操作。在預(yù)定時期內(nèi)的一預(yù)定數(shù)目的關(guān)機之后，該 壓縮機將不被允許重新開啟及一警告被發(fā)出。
[0044] 換句話說，如果在此有一問題，且諸如使該壓縮機慢下來的故障回復(fù)補救辦法無 法補救該故障，該控制器關(guān)掉該壓縮機，且接著重新開啟該壓縮機。此重新開啟順序可被重 復(fù)。例如，如果該關(guān)機及開啟順序（例如重新啟動）無法補救該故障，該控制器可關(guān)掉該壓 縮機。這可在一設(shè)定時間內(nèi)被重復(fù)高達三次。如果故障未被補救，則該壓縮機保持關(guān)機。
[0045] 在該壓縮機或壓縮機群組的出口，被放置于冷卻水回路中或該壓縮機內(nèi)的個別冷 卻回路中的調(diào)溫閥可通過該裝置減少該總冷卻水流量。用于性能及可靠性，該閥門的溫度 設(shè)定點將待冷卻的項目維持在安全的位準。這些閥門可被放置于用以冷卻逆流熱交換器以 及熱交換器的回路中，該逆流熱交換器用于冷卻流體，諸如該冷凍劑與潤滑流體，該熱交換 器附接至該壓縮機泵及電子組件冷卻板。另外，在至電子組件冷卻板的入口或出口上的調(diào) 溫閥的使用是欲將用于該電子組件的冷卻板維持在高于一定限，以防止冷凝。絕熱調(diào)溫流 量控制閥可被耦接至該冷卻水回路，以繞著一溫度設(shè)定點調(diào)整流量，借此維持所需要的最 小量的冷卻水，以將馬達線圈溫度維持在操作規(guī)格內(nèi)。
[0046] 該控制器亦可被裝配，以控制至少一臺可變速壓縮機的速率，該可變速壓縮機基 于供給壓力及返回壓力間的壓力差將冷凍劑運送至多個低溫的冷凍機。該控制器亦被裝配 來偵測該低溫的冷凍劑系統(tǒng)中的故障?；貞?yīng)于偵測該故障，該控制器啟始故障回復(fù)程序。
[0047] 低溫的冷凍劑系統(tǒng)的另一示范具體實施例可包含至少一臺壓縮機，在此該至少一 臺壓縮機包含可變及固定速率壓縮機的任何組合。該系統(tǒng)也包含一控制器，該控制器被裝 配來監(jiān)視一供給管線及一返回管線間的壓力差。如果該壓力差是在被考慮為大于一定限值 的值（例如一狀態(tài)，在此過量的冷凍劑被供給），該控制器調(diào)整該至少一臺壓縮機的操作狀 態(tài)。
[0048] 在一情形下，該至少一臺壓縮機包含一臺可變速壓縮機及一臺固定速率壓縮機， 且在此有過量的冷凍劑供給，導(dǎo)致比正常的壓力差較高及一大于系統(tǒng)定限的壓力差。為了 調(diào)整該系統(tǒng)，使得該壓力差是于一被考慮為在正常操作條件下的值（例如降低該壓力差至 低于該定限值），該控制器可關(guān)掉該固定速率壓縮機，且將該可變速壓縮機的速率調(diào)整至一 維持冷凍劑足夠供給至低溫的冷凍機的速率。在另一方案中，在此該可變速壓縮機可為正 在一最小速率下運轉(zhuǎn)，該控制器被裝配來將該可變速壓縮機的速率增加至一最大速率，且 接著關(guān)掉該固定速率壓縮機。
[0049] 該壓力差的定限值可為基于該冷凍劑系統(tǒng)的各組件的組構(gòu)。一控制器可被裝配來 預(yù)先儲存該定限值。另一選擇是，該控制器可基于發(fā)現(xiàn)該冷凍劑系統(tǒng)的各組件的組構(gòu)經(jīng)由 發(fā)現(xiàn)通訊訊息決定該定限值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050] 該前文將由本發(fā)明的示范具體實施例的以下的更特別敘述變得明顯，如于所附圖 面中所顯示，其中遍及該不同視圖，類似參考字母參考意指該相同的零件。該圖面是不須按 照一定比例的，代替地強調(diào)說明本發(fā)明的具體實施例。
[0051] 圖1A是典型先前技術(shù)的低溫的冷凍機的概要說明；
[0052] 圖1B顯示一包含圖1的低溫的冷凍機的典型先前技術(shù)低溫泵的局部剖視圖；
[0053] 圖2顯示被連接至多個低溫泵及壓縮機的低溫的冷凍系統(tǒng)主控制器的方塊圖；
[0054] 圖3顯示用于控制一冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)的方塊圖；
[0055] 圖4顯示一用于決定許多可變速壓縮機來操作的方法的流程圖；
[0056] 圖5A-D是曲線圖，說明當在一及二臺馬達操作之間切換時，典型的冷凍劑（氦氣 (He))流量對所請求的He流量；
[0057] 圖6顯示一用于決定操作壓縮機的速率的方法的流程圖；及
[0058] 圖7是用于控制一冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)的方塊圖。

【具體實施方式】
[0059] 本發(fā)明的示范具體實施例的敘述如下。
[0060] 所有專利、被發(fā)表的申請案及在此中所引用的參考案的教導(dǎo)是全部以引用的方式 并入本文中。
[0061] 在討論氦氣管理控制之前，低溫泵操作的討論可證實為有利的。
[0062] 諸如低溫泵的真空泵被使用于將一真空處理室驅(qū)動至接近零壓力。大約10-6至 10-9托或甚至更低的接近零壓力是通過從該真空處理室移除實質(zhì)上所有該分子所達成。該 分子是從該真空處理室經(jīng)由該低溫泵中的低溫的冷凍機移除。該低溫的冷凍機的一部份被 冷卻至接近絕對零度、典型為10K-20K，造成實質(zhì)上該處理室中的所有該分子冷凝在該低溫 數(shù)組上，該低溫數(shù)組是通過該低溫的冷凍機所冷卻。該低溫數(shù)組典型為一組百葉片及擋板， 以于小巧的體積中提供一表面積。該冷凝氣體是因此還原至具有低蒸氣壓力的固體，以致 一接近的真空被建立。再者，該低溫數(shù)組可包含一吸附劑物質(zhì)、諸如木炭，以吸附未冷凝的 分子，諸如氫氣、氦氣、及氖氣。該低溫的冷凍機是通過諸如氦氣的冷凍劑工作流體供給功 率，譬如，能夠達成接近絕對零度的溫度。
[0063] 低溫泵視其當前操作而定消耗變化量的氦氣。一系列低溫泵被連接至一或更多壓 縮機的一共享的壓縮機組，以最大化該可用的氦氣供給。通過該低溫泵的氦氣消耗被一控 制器所監(jiān)視及調(diào)節(jié)。通過監(jiān)視每一個該低溫泵的各種操作參數(shù)，適當?shù)暮夤┙o被供給至 每一個低溫泵。過量的氦氣被復(fù)位向至對低溫泵有利，而該低溫泵能利用該過量的氦氣。稀 疏的氦氣被配給，以便維持操作及使有害的效應(yīng)減至最小。
[0064] 在一典型的低溫泵的冷凍機中，該工作流體被壓縮；壓縮的熱量是通過空氣冷卻 式熱交換器所移除；該流體是進一步于再生熱交換矩陣中被冷卻；及該氣體是接著膨脹至 產(chǎn)生低于該周遭溫度的冷卻。一低溫泵必需在少于絕對溫度20度下有效地操作，以由該真 空處理室移除氣體分子。達成此低溫需要使用高效率的熱交換器及諸如氦氣的工作流體， 該工作流體在接近絕對零度的溫度保持氣態(tài)的。
[0065] 圖1A顯示該低溫的冷凍機10的內(nèi)部零件的概要圖。在圖1A的裝置中，氦氣經(jīng) 過一高壓閥門46進入該冷凍機的冷指及經(jīng)過一低壓閥門48離開。一置換器驅(qū)動馬達216 驅(qū)動置換器207及209分別于該第一階段及第二階段低溫的冷凍機中。該第一階段置換器 207包含第一回熱器211，且該第二階段置換器209包含第二回熱器213。熱量是由諸如低 溫泵輻射遮蔽板及前方數(shù)組的第一階段熱負載203、及諸如絕對溫度10K-20K的低溫操縱 盤的第二階段負載205所擷取。
[0066] 一低溫泵的低溫的冷凍機中的壓縮氣體冷凍劑的流動系循環(huán)的。在圖1A所顯示 的低溫的冷凍機的最基本形式中，壓縮氣體的來源、亦即一臺壓縮機是經(jīng)過入口閥門46連 接至汽缸44的第一端部。在排氣管線中的排氣閥門48由第一端部導(dǎo)通至該壓縮機的低壓 入口。使置換器207包含一定位在該汽缸第二、冷端的回熱器211，及使該排氣閥門關(guān)上及 該入口閥門打開，該汽缸以壓縮的氣體充填。使該入口閥門仍舊打開，該置換器移至該第一 端部，以強迫該被壓縮的氣體經(jīng)過該回熱器至該第二端部，該氣體當其通過該回熱器時被 冷卻。當該進氣閥門被關(guān)上及該排氣閥門被打開時，該氣體膨脹進入該低壓的排出管線及 進一步冷卻。在該第二端部越過該汽缸壁面的結(jié)果的溫度梯度造成熱量由該負載流動進入 該汽缸內(nèi)的氣體。使該排氣閥門打開及該入口閥門關(guān)上，該置換器接著被移至該第二端部， 回頭經(jīng)過使熱量返回至該冷凍氣體的回熱器來置換氣體，如此冷卻該回熱器，且該循環(huán)被 完成。在一典型的低溫泵中，該汽缸被稱為一冷指，且其可具有第一階段及第二階段。
[0067] 為產(chǎn)生用于低溫泵使用所需要的低溫，該進來的氣體必需在膨脹之前被冷卻。該 回熱器由該進來的氣體擷取熱量，儲存該熱量，且接著將該熱量釋放至該排出液流。一回熱 器是往復(fù)流式熱交換器，氦氣于任一方向中交互地通過該熱交換器。該回熱器包括高表面 積、高比熱、及低熱傳導(dǎo)性的材料。如此，如果該氦氣的溫度是較高的，該回熱器將承接來自 該氦氣的熱量。如果該氦氣的溫度是較低的，該回熱器將釋放熱量至該氦氣。另一選擇是， 該冷指可具有僅只單一階段或超過二階段。
[0068] 圖1B顯示一包含低溫的冷凍機的低溫泵的局部剖視圖。如在圖1B中所說明，大 部份該低溫泵是傳統(tǒng)的。在圖1B中，低溫泵外殼被移除，以暴露置換器驅(qū)動器40及十字頭 組件42。該十字頭將該馬達40的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成往復(fù)式運動，以在該二階段被冷指44內(nèi) 驅(qū)動置換器。以每一個循環(huán)，在壓力之下經(jīng)過管線47被導(dǎo)入該冷指的氦氣膨脹并因此被冷 卻，以將該冷指維持在低溫的溫度。接著通過該置換器中的熱交換矩陣所加溫的氦氣經(jīng)過 管線49排出。
[0069] 第一階段熱站50被安裝在該冷凍機的第一階段52的冷端。相同地，熱站54被安 裝至該第二階段56的冷端。合適的溫度傳感器組件58及60被安裝至該熱站50及54的 后面。
[0070] 該主要泵吸表面是一安裝至該散熱器54上的低溫數(shù)組62。此數(shù)組包含如在美國 專利第4, 555, 907號中的多個盤片，該專利全部以引用的方式并入本文中。低溫吸附材料 被安裝至該數(shù)組62的保護表面，以吸附非凝結(jié)性氣體。
[0071] 杯形輻射遮蔽板64被安裝至該第一階段熱站50。該冷指的第二階段延伸經(jīng)過該 輻射遮蔽板中的一開口。此輻射遮蔽板64圍繞該主要低溫操縱盤數(shù)組至該后面及側(cè)面，以 使該主要低溫操縱盤數(shù)組通過輻射的加熱減至最小。該輻射遮蔽板的溫度范圍可為由低達 在該散熱器50的絕對溫度40K至高達鄰接一真空室開口 68的絕對溫度130K。一前方低溫 操縱盤數(shù)組70具有用于該主要低溫操縱盤數(shù)組的輻射遮蔽板、及用于較高沸騰溫度氣體、 諸如水蒸氣的低溫泵吸表面兩者的作用。此低溫操縱盤包括通過輪幅狀板件74所接合的 同心之百葉片及百葉板72的圓形數(shù)組。此低溫操縱盤70的組構(gòu)不須被局限至圓形、同心 的零組件；但其應(yīng)被如此配置，以便用作一輻射熱遮蔽板及一較高溫度的低溫泵吸操縱盤， 同時提供一用于較低沸騰溫度氣體至該主要低溫操縱盤的路徑。
[0072] 雖然低溫泵已使用位移驅(qū)動機馬達及往復(fù)式置換器被敘述，諸如氣壓式或脈沖管 冷凍機另一選擇的冷凍系統(tǒng)可被采用。
[0073] 圖2顯示一排列的壓縮機，其被使用于供給冷凍劑至低溫泵中的一系列冷凍機。 參考圖2,該共享的壓縮機組16包含壓縮機16a-16n，其將氦氣冷凍劑供給至一歧管18。該 歧管18會同該冷凍機控制器215a-215n連接至一系列低溫泵10a-10n。該從屬控制器的每 一個控制一置換器驅(qū)動器216,該驅(qū)動器216驅(qū)動一置換器，該置換器當該冷凍劑氣體膨脹 時于該冷指中往復(fù)移動。該置換器驅(qū)動216視其供給的冷凍劑的量而定被使用于調(diào)節(jié)該泵 的冷卻速率。低溫的冷凍系統(tǒng)控制器12 (控制器）被連接至控制該置換器驅(qū)動器216的冷 凍機控制器215a-215n的每一個，且被使用于增加或減少供給至該冷凍機/低溫泵10冷凍 劑的量。該控制器12可為一硬件電路系統(tǒng)，其被裝配來與個別的壓縮機及低溫裝置通訊， 并可被進一步裝配，以管理群組冷凍系統(tǒng)活動、諸如群組再生及氦氣管理。另一選擇是，控 制器12可被用作邏輯線路，其可存在于該冷凍系統(tǒng)的任何組件內(nèi)，諸如在一低溫泵或壓縮 機內(nèi)。該冷凍機/低溫泵10的每一個具有一或多個傳感器14a-14n，該傳感器提供反饋至 該控制器12。通過接收來自該傳感器14的訊號及計算用于每一個泵10的氦氣量需求，該 控制器12因此調(diào)節(jié)連接至其上的所有該低溫泵10,該計算是基于由該傳感器14所送出的 訊號及由可用來自該歧管的全部氦氣，如將在下面更詳細地被敘述。另一選擇是，需求可通 過該低溫泵10所計算，且該需求可被送至控制器12。此外，該控制器12是連接至該壓縮機 組16中的壓縮機16a-16n的每一個。該系統(tǒng)控制器12由該壓縮機16a-16n的每一個接收 供給壓力及返回壓力反饋，且使用該信息，該控制器12控制該狀態(tài)（例如，打開或關(guān)掉）及 該壓縮機16a-16n的每一個輸出氦氣的速率。
[0074] 應(yīng)注意的是一冷凍控制系統(tǒng)是會同一低溫泵中的示范低溫的冷凍機敘述。該冷凍 控制系統(tǒng)可會同一用于各種低溫的冷凍機的冷凍劑供給被使用，該冷凍機包含單一及多數(shù) 階段的裝置。如在此中所敘述的低溫泵可譬如為一水泵，通過單一階段低溫的冷凍機所冷 卻，諸如在美國專利第5, 887, 438號、標題為"低輪廓成行的低溫水泵"中所揭示的，其全部 以引用的方式并入本文中，且被分派給本申請案的受讓人，或其他氦氣驅(qū)動的低溫的裝置。 另一選擇是，諸如斯特林、吉福德-麥克馬洪、及脈沖管的低溫的冷凍機可被采用。
[0075] 根據(jù)在該低溫泵的冷凍機上的冷卻操作狀態(tài)及冷卻需求而定，變化的冷凍劑消耗 速率發(fā)生。一冷卻下來的操作將該低溫泵的溫度由周遭狀態(tài)往下帶至該低溫的溫度，且需 要用該冷凍機的大部分冷凍劑。一旦低溫的操作溫度已被達成，一正常的操作模式維持該 溫度，且需要大致上穩(wěn)定的氦氣流量。一再生操作將該低溫泵加溫，以釋放被累積、冷凝的 氣體，且于加溫期間需要極少或無冷凍劑，及同時該低溫泵被加溫。其他因素能影響該冷凍 劑消耗速率。在冷卻下來期間，該低溫泵當其變得更冷時逐漸地消耗更多氦氣，而接近正常 的操作溫度。在正常的操作溫度下，發(fā)生在一附接真空處理室中的真空處理活動可產(chǎn)生熱 量，增加維持適當操作溫度所需的熱負載及冷凍作用。
[0076] 連接至該共的之冷凍劑供給的低溫泵中的所有該冷凍機的總合的冷凍劑消耗速 率能被使用來決定一總合的冷凍劑需求。相同地，促成該共享冷凍劑供給的壓縮機或諸壓 縮機的冷凍劑可用性能被使用于決定該系統(tǒng)的冷凍劑可用性。如上面所指示，每一個低溫 泵的實際消耗速率視各種因素而定所變化。在時間中的一特別點，該系統(tǒng)的冷凍劑可用性 能超過該總合的冷凍劑需求，指示該系統(tǒng)中的過量冷凍劑。相同地，如果很多低溫泵正歷史 紀錄高冷凍劑消耗的時期，該總合的冷凍需求可超過可用的冷凍劑，指示著冷凍劑稀疏。 [0077] 以用于較高效率增加的需求，可變速壓縮機操作的有效率控制是有幫助的。用于 低溫的真空系統(tǒng)，該最佳解決方法是提供該低溫的冷凍機，而僅只具有用于該冷凍機所需 要的冷凍劑（氦氣）的量，以維持第一及第二階段溫度。一種解決方法是使該壓縮機變化 其速率，以便僅只運送正通過冷凍機所消耗的冷凍劑的質(zhì)量流。此操作在該壓縮機的操作 成本中導(dǎo)致顯著的節(jié)省。
[0078] 圖3是用于控制冷凍劑的供給至低溫泵中的冷凍機的冷凍系統(tǒng)的方塊圖。需要一 冷凍劑的多個冷凍機275被耦接至壓縮機260a-b及低溫泵冷凍機流量需求估計器210a-n。 每一個低溫泵流動量估計器210a-n由一冷凍機275a-n接收度量值，該度量值被使用于估 計該冷凍機275a-n需求的冷凍劑的量。該低溫泵冷凍機流量需求估計器210a-n可經(jīng)由直 接有線的通訊或無線通信從該冷凍機接收該度量值。雖然圖3描述一低溫泵系統(tǒng)，于另一 選擇具體實施例中，低溫泵可被單階或多階的冷凍機所替換。
[0079] 另一選擇是，該低溫泵冷凍機流量需求估計器210a_n可為硬件接線至該冷凍機 275a-n的處理器，以監(jiān)視該冷凍機。雖然多個低溫泵冷凍機流量需求估計器210a-n被描 述，應(yīng)注意的是該多個冷凍機275a-n可將該度量值通訊至單一泵流量估計器。
[0080] 該冷凍機275a-n可采用記錄及追蹤該度量值的傳感器。該傳感器接著送出該 度量值至該低溫泵冷凍機流量需求估計器210a-n。通過該低溫泵冷凍機流量需求估計器 210a-n所接收的度量值可包含Psupply、Preturn、Tl及T2、冷凍機循環(huán)速率、冷凍機特定參 數(shù)、及與每一個冷凍機275a-n有關(guān)連的潛在的其他操作參數(shù)。該低溫泵冷凍機流量需求估 計器210a-n使用該度量值，以計算分別用于每一個冷凍機的估計的冷凍劑需求、或基于總 合的計算。
[0081] 一冷凍劑管理系統(tǒng)220耦接至該泵流量估計器210a_n及接收通訊，該通訊包含 來自該低溫泵冷凍機流量需求估計器210a-n的每一個的所估計的冷凍劑需求。在225,基 于來自該低溫泵冷凍機流量估計器210a-n的通訊，該冷凍劑管理器220接著計算用于該冷 凍劑的全部總合需求（質(zhì)量流請求）。
[0082] 用于冷凍劑所計算的全部總合需求是與其有關(guān)連的誤差的估計。譬如，該誤差的 范圍可在百分之0-20內(nèi)的任何位置。由于此可能的誤差，該冷凍劑管理系統(tǒng)220送出所計 算的全部總合需求至一冷凍劑供給校正控制器240,以決定供給至該多個冷凍機275a-n的 冷凍劑的量。此決定是通過加總所計算的全部總合需求及一冷凍劑供給校正（質(zhì)量流校 正）所造成。該冷凍劑供給校正控制器240計算如在下面所敘述冷凍劑的供給校正。
[0083] 使用冷凍劑邏輯線路281，該冷凍劑管理系統(tǒng)220決定該冷凍系統(tǒng)狀態(tài)。譬如， 該冷凍系統(tǒng)可在以下狀態(tài)的其中一個之中：溫度控制、冷卻下來、或關(guān)掉。該冷凍系統(tǒng)的狀 態(tài)可通過遍及該冷凍劑系統(tǒng)的傳感器的使用所決定。該控制器可將唯一的數(shù)值分派至一 訊息，而允許該冷凍系統(tǒng)的零組件得知該系統(tǒng)的狀態(tài)，該狀態(tài)包含、但不限于故障及操作模 式。該冷凍劑供給校正控制器240可通過一預(yù)定因素基于該系統(tǒng)的狀態(tài)在225調(diào)整該全部 總合需求。
[0084] 該冷凍劑管理系統(tǒng)220亦從低壓返回管線及高壓供給管線經(jīng)由來自該壓縮機 260a-b的反饋回路接收返回壓力（Preturn)及供給壓力（Psupply)度量值，以決定在哪 一方向校正返回壓力設(shè)定點。該冷凍劑管理系統(tǒng)220分別由傳感器280a及280b接收該 Preturn及Psupply度量值，該傳感器監(jiān)視該返回壓力及供給壓力。該傳感器280a及280b 被分別稱接至Preturn管線及Psupply管線。
[0085] 該返回壓力設(shè)定點計算器282通過使用來自冷凍劑邏輯線路281的信息計算該 返回壓力設(shè)定點，該信息有關(guān)該冷凍系統(tǒng)的狀態(tài)及冷凍劑的目前供給是否應(yīng)該被增加或減 少，如上面所述。通過計算該壓縮機的供給壓力與返回壓力間的差壓，使用該冷凍劑邏輯線 路281的冷凍劑管理系統(tǒng)220決定冷凍劑的目前供給是否應(yīng)該被增加或減少。該差壓僅為 該供給壓力及該返回壓力間的差值。該冷凍劑管理系統(tǒng)220經(jīng)由反饋回路247及248接收 Psupply及Preturn度量值。該冷凍劑邏輯線路281可遍及一時期計算該供給壓力及返回 壓力間的平均差值。譬如，該冷凍劑邏輯線路于一段兩分鐘的時間獲得該平均的差值。
[0086] 一般用于一些低溫的冷凍系統(tǒng)，當該供給壓力每平方英吋400磅及該返回壓力 每平方英吋200磅時，常態(tài)或靜止的條件發(fā)生。在此等條件之下，該冷凍劑管理系統(tǒng)220決 定該冷凍劑的供給將保持不變或靜止的，且既不會增加也不會減少。
[0087] 然而，在此該差壓被決定為少于一較低的差壓定限，譬如在每平方英吋190磅（亦 艮P，該正常的差壓減去一可設(shè)置的偏差），該冷凍劑管理系統(tǒng)220決定該差壓中的大幅減少 已經(jīng)發(fā)生，且是在該想要的操作范圍的外側(cè)。此一對該冷凍劑管理系統(tǒng)220的大幅減少指 示該冷凍機275a-n正承接冷凍劑不足夠的供給，且該冷凍劑的供給應(yīng)被增加。反之，在該 差壓被決定為大于一上差壓定限之處，譬如，在每平方英吋210磅處，（該正常的差壓加上 可設(shè)置的偏差），該冷凍劑管理系統(tǒng)決定在該想要的操作范圍的外側(cè)的差壓已經(jīng)增加。在差 壓中的此一增加指示至該冷凍劑管理系統(tǒng)220,該壓縮機正經(jīng)過一旁通閥門（未示出）運送 太多的冷凍劑及浪費冷凍劑，且該冷凍劑的供給應(yīng)被減少。典型的系統(tǒng)操作（具有在溫度 控制中的低溫泵）維持在該上及下差壓定限內(nèi)的操作。然而，如果在此負載正迅速地改變， 質(zhì)量流需求估計可具有顯著的誤差，或一故障可能已導(dǎo)致諸如一臺壓縮機或低溫泵的損失 或增益，此校正機構(gòu)將在一段數(shù)分鐘的時間調(diào)適，直至該壓縮機運送通過該泵所需的流量。
[0088] 一旦該冷凍劑管理系統(tǒng)220決定冷凍劑的供給是否應(yīng)保持靜止、增加、或減少，使 用冷凍劑邏輯線路281的冷凍劑管理系統(tǒng)220決定是否增加或減少一返回壓力設(shè)定點。該 返回壓力設(shè)定點計算器282由該冷凍劑邏輯線路接收一訊息，該訊息指示該返回壓力設(shè)定 點是否需要被遞增或遞減。在接收此訊息時，該返回壓力設(shè)定點計算器282調(diào)整一返回壓 力設(shè)定點，以控制該低壓返回管線中的返回壓力。
[0089] 由于該返回壓力波動大致上主控該供給壓力及返回壓力間的差壓中的減弱或增 加的事實，該返回壓力被控制，而非供給壓力被控制。這是由于該供給壓力波動大致上是額 定的及如此在該差壓上具有最小的沖擊、同時返回壓力波動是顯著的事實。在另一選擇具 體實施例中，供給壓力可被監(jiān)視及控制，而非返回壓力被監(jiān)視及控制。
[0090] 經(jīng)由Preturn設(shè)定點計算器282,該冷凍作用供給校正控制器240通過增加或減少 該設(shè)定點達一增量值來計算該返回壓力（Preturn)設(shè)定點。該Preturn設(shè)定點可在該過 渡至新的狀態(tài)下被初始化，接著經(jīng)過該冷凍供給校正控制器中的增量被更新。一旦該返回 壓力設(shè)定點被計算，通過在231計算該返回壓力設(shè)定點及該返回壓力間的差值，該冷凍劑 供給校正控制器240計算一返回壓力誤差。該冷凍劑供給校正控制器240經(jīng)由一返回壓力 反饋回路247接收該返回壓力度量。該冷凍劑校正控制器240接著使用冷凍劑校正控制邏 輯線路245及來自冷凍劑管理系統(tǒng)220的冷凍劑總合需求計算該冷凍劑供給校正。該冷凍 劑供給校正可被計算為該控制定律的輸出，而具有該返回壓力誤差當作一輸入（亦即，該 返回壓力誤差訊號與控制定律差值方程式的折積和）。在此案例中，比例控制邏輯線路是通 過該控制邏輯線路245所采用，在此該冷凍劑供給校正使用以下的公式來計算：返回壓力 比例常數(shù)*返回壓力誤差。基于來自該冷凍劑管理系統(tǒng)220的全部總合需求及所計算的冷 凍劑供給校正，尤其那些訊號在232的加總，該冷凍劑供給校正控制器240接著決定供給至 該冷凍機的冷凍劑的量。如果該系統(tǒng)狀態(tài)是亦于冷卻下來中，該校正回路可被停止作用，如 通過打開開關(guān)246所說明。
[0091] 該冷凍劑供給校正控制器240將供給至該冷凍機275的冷凍劑的量通知一臺壓縮 機控制器270?；诖送ㄖ?，壓縮機馬達邏輯線路250決定該多個壓縮機260a-b的操作狀 態(tài)。該壓縮機控制器270可控制耦接至單一臺壓縮機或多數(shù)臺分開的壓縮機的多數(shù)泵的操 作狀態(tài)。該壓縮機的操作狀態(tài)決定若干壓縮機將為開啟及關(guān)掉。在一示范具體實施例中， 該多個壓縮機260a-b僅只包括二臺壓縮機。在此一具體實施例中，該馬達邏輯線路250決 定兩臺壓縮機是否應(yīng)該正在操作或是否僅只一臺壓縮機應(yīng)該正在操作。
[0092] 該壓縮機260a_b被耦接至壓縮機泵馬達230a_b，該馬達230a_b驅(qū)動該壓縮機 260a-b。該馬達230a-b可操作及經(jīng)由一旋轉(zhuǎn)式泵、活塞泵、渦旋泵、或任何其他適當?shù)尿?qū)動 手段驅(qū)動該壓縮機260a_b。
[0093] 該壓縮機260a_b可為可變速壓縮機，且能夠通過調(diào)整速率而在各種速率供給冷 凍劑至該冷凍機，該馬達230a-b在該速率下運轉(zhuǎn)。至頻率計算器255的一流量決定用于該 壓縮機260a_b的壓縮機馬達230a_b的速率，該壓縮機馬達230a_b被決定為開啟。該壓縮 機馬達230a_b的速率可被決定為供給至該冷凍機的冷凍劑的所計算量及該返回壓力的函 數(shù)。明確來說，頻率=質(zhì)量流/(絕對溫度K*返回壓力）。
[0094] 上面的敘述將函數(shù)分離成被敘述為控制器的項目。這些函數(shù)可被分類成單一控制 器或各控制器的任何組合，以及為分開地位于該低溫泵/低溫的冷凍機系統(tǒng)之一或多個零 組件或在該一或多個零組件上。
[0095] 另一選擇是，如果供給至該冷凍機的冷凍劑的量超過所有該壓縮機在最大容量運 轉(zhuǎn)的容量，該冷凍劑管理控制器220可調(diào)整該多個冷凍機的至少一臺冷凍機的速率。
[0096] 不像先前的方式，該目前的冷凍劑供給控制回路不會倚靠用于主要反饋機構(gòu)的差 壓。反之，該方法利用通過返回壓力控制所輔助的前饋流量控制（用于冷凍劑的總合需 求）。當該差壓在想要的操作范圍的外側(cè)漂移時，差壓僅只被使用于對冷凍劑供給提供自適 應(yīng)調(diào)整。此等用于此漂移的成因可被歸因于用在冷凍劑的需求估計不佳、或通過該壓縮機 的供給、或該冷凍系統(tǒng)中的冷凍機或壓縮機的損失或增益、或?qū)е驴焖俚睦鋬鰟┬枨笞兓?的顯著負載變動。
[0097] 如上所述，供給冷凍劑的較高效率可為通過可變速壓縮機的使用所獲得。基于供 給至該冷凍機所計算的冷凍劑的量，較高效率位準可為通過增加該容量以由單一臺壓縮機 或二臺壓縮機供給冷凍劑所獲得。由二臺可變速壓縮機之一操作狀態(tài)過渡至單一臺可變速 壓縮機的一操作狀態(tài)、或反之亦然，必需被完成，而不會顯著地影響該供給壓力及該返回壓 力間的差值。此外，在各操作狀態(tài)間的切換亦必需以一由該壓縮機維持高階可靠性的方式 被做成。
[0098] 圖4顯示用于決定若干可變速壓縮機以操作的方法400的流程圖。參考圖3，該方 法400是于馬達邏輯線路250中被執(zhí)行。在開始該方法之前，關(guān)于兩臺同時地運轉(zhuǎn)的可變 速壓縮機的最大容量作出一決定。在步驟410,該方法400開始。在步驟415,壓縮機控制 器270接收一命令，以供給一量的冷凍劑。
[0099] 在步驟420,使用該壓縮機馬達邏輯線路250,其決定是否以單一臺可變速壓縮機 運轉(zhuǎn)或以兩臺可變速壓縮機運轉(zhuǎn)來操作。此決定是通過決定一過渡的定限所作成，該過渡 的定限是通過決定供給一量的冷凍劑的命令是否大于或少于單一臺可變速壓縮機的最大 容量所計算。該單一臺可變速壓縮機的最大容量可被計算為同時地操作的兩臺可變速壓縮 機的最大容量的一半。應(yīng)注意的是此值是一估計值，且由于運轉(zhuǎn)二臺壓縮機同時地減少該 直流總線電壓的事實，單一臺可變速壓縮機的最大容量是稍微地超過兩臺壓縮機運轉(zhuǎn)的 最大容量的一半。
[0100] 在步驟425,馬達邏輯線路250決定該冷凍系統(tǒng)應(yīng)由雙重可變速壓縮機操作狀態(tài) 過渡至單一臺可變速壓縮機操作狀態(tài)。換句話說，其被決定該二臺可變速壓縮機的其中一 者應(yīng)該被關(guān)掉。如上所述，如果供給一量的冷凍劑的命令是少于單一臺可變速壓縮機的最 大（定限）容量，此決定被作成。為說明過渡中由于流量估計值中噪聲位準的不確定性，如 果需要被供給的冷凍劑的量是少于單一臺可變速壓縮機的最大容量，該決定可被作成，該 單一臺可變速壓縮機的最大容量是少于預(yù)定之遲滯現(xiàn)象值。譬如，該遲滯現(xiàn)象值可為每分 鐘10標準立方英尺（SCFM)。除了使用一遲滯現(xiàn)象值來說明不確定性，其可被要求的是該需 求為少于最大容量，而該最大容量少于該遲滯現(xiàn)象值達一預(yù)定時期或去除抖動時期。遲滯 現(xiàn)象被使用于消除該馬達的經(jīng)常開啟/關(guān)掉循環(huán)，該循環(huán)將在壓縮機可靠性上具有一不利 作用。應(yīng)注意的是該去除抖動延遲是僅只當關(guān)掉一馬達時施加，當開啟一馬達時，很小之延 遲被施加。
[0101] 在步驟435,于一由二臺壓縮機操作狀態(tài)切換至單一臺壓縮機操作狀態(tài)的決定時， 該馬達邏輯線路250選擇該二臺壓縮機的哪一臺壓縮機被關(guān)掉。此選擇可為基于每一臺馬 達的關(guān)掉的歷史紀錄。譬如，該馬達邏輯線路250可交替于該二臺壓縮機之間，具有切換至 單一壓縮機操作狀態(tài)的每一個決定；交替于馬達之間達一段時期；或在使用任何其他型樣 中交替于馬達之間。用以循環(huán)于諸壓縮機之間來開啟與關(guān)掉的方法確保該功率循環(huán)被相等 地分享于該二臺壓縮機之間，借此維持高度的可靠性，同時循環(huán)地開啟與關(guān)掉該壓縮機。
[0102] 在步驟440,于關(guān)掉該選定的壓縮機之前，該非選定的馬達的速率被增加或提升直 至一等于或大于所需的速率的速率，以供給所需要的冷凍劑。該增加速率是需要的，以確保 冷凍劑的足夠供給。在步驟445,該選定的壓縮機被關(guān)掉。
[0103] 在步驟420及425,如果其決定該冷凍系統(tǒng)應(yīng)由單一可變速壓縮機操作狀態(tài)過渡 至雙重可變速壓縮機操作狀態(tài)，則該第二臺壓縮機被開啟。如上所述，如果該供給一量的冷 凍劑的命令是大于單一臺可變速壓縮機的最大（定限）容量，此決定被作成。為說明過渡 中的不確定性，如果該冷凍劑的量是大于單一臺可變速壓縮機的最大容量，該決定可被作 成。另外，如果該冷凍劑的量超過該定限值達一段很短的預(yù)定時間，以確保冷凍劑足夠供給 至該冷凍機，由單一臺壓縮機狀態(tài)切換至雙重壓縮機狀態(tài)的決定可僅只被作成。
[0104] 在步驟450,于切換至單一臺壓縮機操作的決定時，該壓縮機控制器270開啟該第 二臺可變速壓縮機。在步驟455,該方法400向上提升該被開啟的壓縮機的速率，且允許該 被開啟的馬達停止。在步驟460,該方法400終止。
[0105] 有利地是，該方法400允許壓縮機由在最小速率的單一臺壓縮機運轉(zhuǎn)開動至在全 速的二或更多臺壓縮機運轉(zhuǎn)；譬如用于單一臺壓縮機的35赫茲運轉(zhuǎn)至在70赫茲的二臺壓 縮機運轉(zhuǎn)。這允許用于供給冷凍劑至冷凍機的較大的變化性及范圍。該方法400亦可被使 用于固定速率及可變速壓縮機的任何組合。此外，當該冷凍劑需求是通過一臺可變速壓縮 機所供給時，至少一臺固定速率壓縮機可被關(guān)掉。
[0106] 另一選擇是，此相同的操作方法可被應(yīng)用至單一臺壓縮機結(jié)構(gòu)中的超過一臺的壓 縮機泵。當需求為低時，在該結(jié)構(gòu)內(nèi)之一臺壓縮機泵能保持操作，而代替運轉(zhuǎn)所有該壓縮機 泵。在低需求的時期間，關(guān)掉一或多臺壓縮機泵同時使該結(jié)構(gòu)內(nèi)的一或多臺其他壓縮機泵 持續(xù)操作以滿足氦氣需求的容量，在能量效率中提供顯著的改良。
[0107] 圖5A-D是曲線圖，當切換于一臺及二臺壓縮機或壓縮機泵操作之間時，說明典型 的冷凍劑流量對所請求的流量，如上面參考圖4所敘述。圖5A說明一用于高電壓或低電壓 的曲線圖，而具有一延伸式操作的頻率范圍方案。圖5B-C說明用于低電壓（無延伸的范 圍）方案的曲線圖。在這些范例中，在該第二馬達被開啟/關(guān)掉之點，有所請求的線性函數(shù) 對實際流量的中斷。用于圖5A-5C中線性函數(shù)的中斷是由于單一臺壓縮機的全部容量可為 少于二臺壓縮機的最小容量的事實。由于導(dǎo)致圖5A中單一臺壓縮機的較大最大操作速率 的不同的電源供給及壓縮機馬達驅(qū)動電路，在圖5A中線性函數(shù)中的中斷是比在圖5B-C中 的較小。圖是一表格，說明在圖5C的每一個參考點處的冷凍系統(tǒng)的狀態(tài)。
[0108] 如上所述，圖5A說明一用于高電壓方案的曲線圖。該曲線圖繪制在該y軸上的實 際流量對在該X軸上的請求流量。此外，在曲線圖的每一點，該二臺可變速壓縮機的每一 臺的速率或頻率被顯示。點A及B說明該冷凍系統(tǒng)的一狀態(tài)，在此僅只該二臺可變速壓縮 機的其中一臺被開啟及操作。這是通過將第二頻率顯示為〇所說明。點C說明一點，在此 需要作成至二臺可變速壓縮機狀態(tài)的過渡。如所顯示由一臺壓縮機移動至二臺壓縮機， 4. 8SCFM的遲滯現(xiàn)象確保該過渡僅只當一請求流量是大于100SCFM時發(fā)生。反之，在點D， 可作成一決定，以由二臺壓縮機狀態(tài)移動至單一臺壓縮機狀態(tài)。在此，如果該請求流量是少 于100SCFM，遲滯現(xiàn)象確保僅只發(fā)生該過渡。點E及F說明一方案，在此該壓縮機正在二臺 壓縮機狀態(tài)中運轉(zhuǎn)。點E顯示一方案，在此該二臺壓縮機兩者是在最小容量下運轉(zhuǎn)，而點F 顯示一方案，在此該二臺壓縮機兩者是在最大容量下運轉(zhuǎn)。
[0109] 圖5B說明一用于在208VAC的低電壓（無延伸的頻率范圍）方案的曲線圖。該曲 線圖繪制在該y軸線上的實際流量對在該X軸線上的請求流量。此外，在該曲線圖的選定 點，該二臺可變速壓縮機的每一臺的速率或頻率被顯示。圖5B類似于圖5A，然而，由于單一 臺壓縮機的全部容量是少于二臺壓縮機的最小容量及此差值在無延伸的頻率范圍電路系 統(tǒng)的低電壓方案中為較大的事實，由一臺壓縮機過渡至二臺壓縮機及由二臺壓縮機過渡至 一臺壓縮機狀態(tài)發(fā)生在一不同請求流量。
[0110] 圖5C類似于圖5B，且說明一用于在180VAC之低電壓方案的曲線圖。該曲線圖繪 制在該y軸線上的實際流量對在該X軸線上的請求流量。此外，在該曲線圖之選定點，該二 臺可變速率馬達的每一臺的速率或頻率被顯示。該曲線圖的點A-F基于用于冷凍劑的請求 流量及實際流量說明一冷凍系統(tǒng)的狀態(tài)。此外，該曲線圖說明該系統(tǒng)中每一個壓縮機的狀 態(tài)。圖?參考圖5C中的每一點A-F，并顯示用于每一臺壓縮機的請求流量、實際流量、及頻 率的值。
[0111] 圖6顯示一用于決定操作壓縮機速率的方法600的流程圖。參考圖3,該方法600 是通過至頻率計算器255的流程所進行。在步驟605,該方法開始。在步驟610,至頻率計 算器255的流程由包含信息的壓縮機馬達邏輯線路接收一命令，該信息有關(guān)待運轉(zhuǎn)的壓縮 機的數(shù)目及供給至該冷凍機的冷凍劑的量。此外，在步驟615,至頻率計算器255的流程經(jīng) 由該返回壓力反饋回路接收返回壓力度量值。
[0112] 在步驟620,至頻率計算器255的流程基于在步驟610及615所接收的信息計算該 二臺壓縮機將運轉(zhuǎn)的速率。此計算采用組合該理想氣體定律：PV=nRT及用于體積流量率的 公式：V=壓縮機體積測定式效率常數(shù)（K)*該壓縮機的速率（頻率（F))。組合該二方程式 及對于頻率解出產(chǎn)生該方程式F=質(zhì)量流ΛΚ*返回壓力）。
[0113] 然而，僅只請求該（等）壓縮機在一頻率F運轉(zhuǎn)未能產(chǎn)生'F'的實際速率。這可 為由于通過該（等）壓縮機所采用的馬達的型式。譬如，如果該（等）壓縮機使用一同步 的交流電馬達，此方程式一樣地校正，然而，如果一交流電感應(yīng)馬達被使用，解出用于頻率 的上面方程式可需要被補償用于感應(yīng)馬達轉(zhuǎn)差率。如此，該頻率計算器必需命令該壓縮機 在比將在上面被計算者較高的頻率下運轉(zhuǎn)。感應(yīng)馬達轉(zhuǎn)差率可使用在該技藝中已知的任何 習知方法被估計。在步驟625,至頻率計算器255的流程送出一驅(qū)動訊號至該（等）壓縮機 泵，以在基于所使用的馬達的型式來調(diào)整所計算的頻率（速率）驅(qū)動該馬達。在步驟630， 該方法終止。
[0114] 應(yīng)注意的是該壓縮機可在相同速率或不同速率下運轉(zhuǎn)。壓縮機馬達在相同速率運 轉(zhuǎn)，以消除在不同頻率跳動的問題，并減少機械震動及聽得見的噪音。如果該壓縮機泵在相 同的機架中，操作頻率可為相同的，以消除在不同頻率的跳動。然而，分開的壓縮機可為在 不同速率下運轉(zhuǎn)。當為分開的壓縮機建立操作頻率時，頻率的選擇亦可視該個別壓縮機的 操作效率特征而定。蓄能器亦可被使用于使跳動的效應(yīng)減至最小。
[0115] 此外，至頻率計算器225的流程可被裝配，以計算在單一臺壓縮機系統(tǒng)內(nèi)的多數(shù) 機械式壓縮泵的速率。譬如，并非決定分開的壓縮機所運轉(zhuǎn)的速率，至頻率計算器225的流 程可決定在單一臺壓縮機系統(tǒng)內(nèi)的多數(shù)機械式壓縮泵的速率。另一選擇是，用于具有多數(shù) 分開的壓縮機的冷凍機系統(tǒng)，至頻率計算器225的流程可被裝配，以決定該多數(shù)分開的壓 縮機的速率。該多數(shù)分開的壓縮機可為多數(shù)可變速壓縮機或可變速壓縮機及固定速率壓縮 機的組合。
[0116] 變化壓縮機速率以達成用于上面所敘述的低溫的真空泵系統(tǒng)及低溫的冷凍系統(tǒng) 的高能量效率的方法，依賴冷凍劑流量需求及該系統(tǒng)的返回壓力的組合，以建立該壓縮機 所需要的冷凍劑供給。該壓縮機及壓縮機泵的速率及操作狀態(tài)是借由該低溫的冷凍作用/ 低溫泵被校正的總合流量需求所決定。另外，該返回壓力可不需要在較小系統(tǒng)中被校正。
[0117] 用于變化壓縮機速率的另一選擇方法可包含利用通過冷凍劑管理邏輯線路所界 定的全部冷凍劑需求。該壓縮機速率可被變化，以正好滿足用于冷凍劑未校正的總合需求。 當在操作條件的范圍之下，該系統(tǒng)上的冷凍機的冷凍劑需求需要被準確地得知時，此控制 方法很好地工作。算法可被施行，以利用此用于壓縮機速率控制的信息。
[0118] 直接地獨自基于返回壓力測量的控制冷凍劑供給可被施行，當作控制來自一或多 臺壓縮機/壓縮機泵的冷凍劑的機制。該壓縮機/壓縮機泵的操作速率或狀態(tài)將基于所測 量的返回壓力被增加或減少。再者，查找表或輸出算法可被使用于一控制回路中。因為冷 凍劑質(zhì)量流是直接地與返回氣體密度（壓力）有關(guān)，不足的流量是通過返回壓力中的上升 所指示，且過量的流量是通過返回壓力中的下滑所指示。該壓縮機速率可被控制，以將返回 壓力維持在一指定的范圍內(nèi)，并在可變的冷凍劑需求環(huán)境內(nèi)確保適當?shù)睦鋬鰟┍还┙o。
[0119] 在另一示范方法中，在具有旁通閥門的旁通回路中冷凍劑流量的直接測量可被作 成。該旁通回路中的過量的冷凍劑流量指示供給至該整個系統(tǒng)的過量的流量。如果該測量 指示此一過量，該壓縮機速率可被調(diào)整，以在該旁通回路內(nèi)維持一小的過量冷凍劑流量。
[0120] 另外，一馬達驅(qū)動式旁通閥門可被提供，而替代一彈簧力量驅(qū)動式閥門。再者，通 過在該閥門中定位流量調(diào)節(jié)構(gòu)件允許該旁通回路中的冷凍劑流量的間接測量。該壓縮機速 率可接著基于閥門位置（旁通流量率）被調(diào)整，以使旁通流量減至最小。
[0121] 此外，對于這些解決方法的任一個，在最大速率超過該返回壓力時，該冷凍劑管理 邏輯線路可重新分配可用的氦氣，借此將返回壓力降低至一可接收的程度。
[0122] 具有質(zhì)量流控制的壓縮機的變化性
[0123] 一方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)有關(guān)能夠使一具有質(zhì)量流控制的壓縮機系統(tǒng)與利用 諸如氦氣的冷凍劑的任何系統(tǒng)介接。這包含一來自現(xiàn)存CTI低溫系統(tǒng)、諸如OnBoard與 OnBoard IS低溫泵和冷凍機的冷凍劑流量控制、以及由其他制造商控制一或多臺壓縮機與 壓縮機及冷凍機/低溫泵的彈性。固定速率及可變速壓縮機兩者可被以任何組合來組合， 只要在此至少有一臺可變壓縮機存在。以組合多數(shù)壓縮機，除了變化具有可變速率容量的 壓縮機的速率及操作狀態(tài)以外，固定速率壓縮機可視需求而定被開啟與關(guān)掉。
[0124] 使用返回壓力及差壓允許一臺壓縮機連接至任何冷凍劑系統(tǒng)，并控制冷凍劑的 質(zhì)量流，而沒有由該系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。該控制算法未能如冷凍劑需求的前饋般迅速地反應(yīng)，但 是更具彈性，因為在此無需由該冷凍系統(tǒng)接收通訊。以前饋，冷凍劑消耗可被直接地以SCFM 的單位或以冷凍機變量的形式提供，該冷凍機變量能被使用于估計該冷凍劑質(zhì)量流消耗。 另外，冷凍消耗/需求的前饋可被獨自地使用或會同返回壓力或差壓使用。
[0125] 該壓縮機及該低溫泵/冷凍機間的接口是由二零件所構(gòu)成，即該實體接口及該數(shù) 據(jù)接口。為了彈性，以下的實體接口的至少一種可被采用：RS-232串口、位總線（Bitbus)以 容納布魯克斯舊有產(chǎn)品（Brooks legacy products)、以太網(wǎng)絡(luò)卡、及設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet)。 如需要，該電子架構(gòu)使其本身輕易地帶至新接口的加入（譬如，一子卡）。用于該數(shù)據(jù)接口， 該壓縮機必需得知多少冷凍劑被該系統(tǒng)所消耗。就低溫泵中的冷凍機的情況而言，基于馬 達速率、1'1、12、131]11316111：、？8即口17、？代1：111]1、及被界定用于特定的低溫泵冷凍機的若干常數(shù) 的組合，這能通過該冷凍劑流量估計器210a-n所估計。另一選擇是，該質(zhì)量流控制算法基 于由該低溫泵冷凍機所返回的資料估計該冷凍劑消耗。當作一范例，于OnBoardlS中，一臺 壓縮機能夠控制冷凍劑直接地供給至冷凍機。OnBoard與P300低溫泵冷凍機亦可通過透 過Gold Link、該網(wǎng)絡(luò)接口端子（NIT)、或其他手段存取T1及T2溫度所控制。其他冷凍機 及冷凍機/低溫泵通訊的特征記述也被使用，以能夠通訊、建立冷凍機常數(shù)及取得該需要 的操作參數(shù)，諸如馬達速率、ΤΙ、T2、及壓力。此外，該壓縮機進一步能夠經(jīng)由以太網(wǎng)絡(luò)控制 低溫泵。用戶可程序設(shè)定的映成表可被使用來映像于未知或非通訊的壓縮機及低溫泵/冷 凍機中，及由主機或其他性能監(jiān)視系統(tǒng)建立或獲得冷凍機的操作參數(shù)、或具有默認值。
[0126] 圖7顯示一用于如上面所述地控制冷凍劑供給的冷凍系統(tǒng)的方塊圖。例如，如上 面所述，利用諸如氦氣的氣相冷凍劑，圖7說明用于能夠以質(zhì)量流控制使一臺壓縮機與任 何系統(tǒng)介接的方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)。
[0127] 可變速壓縮機的自適應(yīng)功率管理
[0128] 用于該壓縮機的最大速率被建立，以保護該壓縮機不會在過量電流條件中操作。 典型的現(xiàn)存過量電流保護主要系保護免于短期過量電流條件。過量電流保護的第一等級是 該電流短時脈沖波干擾電路，其保護免于交叉?zhèn)鲗?dǎo)型電流尖脈沖、亦即遍及數(shù)毫秒發(fā)生的 很大電流（在此案例中，該發(fā)現(xiàn)及關(guān)掉兩者在硬件中發(fā)生）。此電流等級通常是通過該電 力裝置的最大脈沖電流所決定。過量電流保護的下一等級在保護免于通過過量電流所造成 的熱故障的軟件中發(fā)揮作用。這是比該短時脈沖波干擾慢，但仍然頗為快速。但在此于此 短期過量電流的熱及該連續(xù)運轉(zhuǎn)電流之間仍然有一顯著的間隙。該連續(xù)電流限制目前是僅 只通過估計該最大速率所保持，該馬達可在僅只基于在直流總線電壓下運轉(zhuǎn)。另一選擇是， 電流反饋可被使用來限制該速率，使得該壓縮機不會超過該電流限制。當該壓縮機僅只基 于該直流總線電壓依靠該最大速率的估計時，其使用該標準的操作供給及用于該系統(tǒng)的返 回壓力。在高壓脈管冷凍機系統(tǒng)中，該壓力是每平方英寸400磅重的供給壓力及每平方英 寸200磅重的返回壓力。然而，該值能為用戶可程序化設(shè)定。當在封閉回路（主動）模式 中操作時，標準操作的供給及返回壓力的使用大致上是一良好的假設(shè)，然而當在固定速率 模式中操作時，這不是一有效的假設(shè)。在另一選擇的控制方法中，基于差壓、壓縮機特征、及 上限值的最大操作速率的計算被使用于減少該馬達速率，以保護該壓縮機不遭受一過量電 流條件。獨自在所允許的最大速率的計算中、或在與差壓計算組合中，限制電流的額外的控 制方法可包含返回壓力的使用，在該差壓計算之上，該操作速率將被減少，以減少該壓縮機 的電流。
[0129] 如果由于電流反饋的校正超過一定限（例如5赫茲），則一警告旗標將被設(shè)定，以 指示"由于過量電流的過度的速率減少"。故該壓縮機將持續(xù)在減少的速率下操作，但將提 出一警告，該警告指示速率被減少，以防止一過量電流條件。
[0130] 一方法有關(guān)控制一臺壓縮機馬達線圈中的最大功率耗散，以及限制藉被驅(qū)動器電 路所允許的最大電流。該最大功率及電流的控制是重要的，以防止該馬達的過熱以及防止 對該驅(qū)動器電路及連接器造成損壞。此功率管理必需為自適應(yīng)式，在此其能補償操作壓力 及直流總線電壓中的變化、以及馬達電流中的變化。
[0131] 因為電流及功率為馬達速率的函數(shù)，馬達速率被使用于限制電流及功率。壓縮機 馬達的最大速率是因此基于該最大允許的連續(xù)運轉(zhuǎn)電流及該壓縮機中所耗散的最大功率 所決定。當在固定速率模式中操作時，最大馬達速率是基于直流總線電壓、差壓及返回壓力 被估計。較高的直流總線電壓產(chǎn)生較高的最大馬達速率，而較高的差壓或較高的返回壓力 產(chǎn)生較低的最大速率。在高返回壓力或差壓存在的案例中，該壓縮機控制器必需在最大速 率中提供一直接的減少，以消除提升至一高電流。在主動模式中，最大速率是基于直流總線 電壓所決定，并預(yù)期該封閉回路響應(yīng)將處理大壓力偏差。且最后，在用于固定速率的任一主 動模式中，該二臺馬達的最大電流隨時超過該最大的連續(xù)運轉(zhuǎn)電流，該最大速率將在諸如 每分鐘〇. 6赫茲的緩慢速率被減少，直至該過量電流狀態(tài)被修正。該馬達電流可被直接地 測量。如果該"由于馬達過量電流的最大速率校正"超過此5赫茲的默認值的總和，一警告 將被發(fā)出，以通知該主機在此已有顯著的速率減少，以適應(yīng)一過量電流狀態(tài)。任何時候，如 果峰值電流超過該電力裝置的最大脈沖電流，一硬件過量電流故障使馬達關(guān)機。
[0132] 因此，馬達速率隨時被減少，在此有過度的馬達電流。相同地，最大馬達速率隨時 被增加，而該馬達被命令在最大速率運轉(zhuǎn)，且該二臺馬達的最大電流同時低于一定限值。該 最大馬達速率接著在諸如每分鐘0. 6赫茲的緩慢速率增加，直至該電流不足條件被修正。 且最后，由于馬達過量電流大于零而隨時造成該最大速率校正，在此有另一最大馬達速率 校正：其暗示所估計的最大馬達速率已由于過量電流而被減少。在此案例中，一很慢的漂移 總是被施加至該最大馬達速率，諸如每分鐘〇. 03赫茲的漂移，直至該過量電流保護是零。 這段長時間的防止啟動瞬間的堆積產(chǎn)生低的最大速率。
[0133] 另外，被動及主動功率因素校正可被使用于三相可變速壓縮機。
[0134] 用于使低頻震動減至最小的壓縮機控制策略
[0135] 在真空系統(tǒng)設(shè)計中，尤其用于壓縮機，震動及聲音控制是十分重要的。震動可在該 壓縮機零組件及在該環(huán)境兩者上導(dǎo)致不利的作用。過度的震動能造成該壓縮機系統(tǒng)內(nèi)側(cè)的 零件過早疲勞，造成一可靠性問題。震動能以二方式影響該環(huán)境，首先為聽得見的噪音、與 其次通過任何實體的連接、諸如該地板及外部管路連接所傳送的震動。所有轉(zhuǎn)動式機械裝 置將產(chǎn)生其旋轉(zhuǎn)式頻率的諧波，而具有顯然為該最強分量的基諧波；源自這些諧波的震動 必需被控制，但這暗示你不需擔憂在該基諧波頻率以下的震動。然而，當將多數(shù)壓縮泵組合 成單一臺壓縮機系統(tǒng)時，該各種泵的拍頻（該差頻的一半）產(chǎn)生子諧波的震動，其通?？蔀?會引起阻礙的，且是遠較難以衰減。在下文處理此問題。
[0136] 在具有多數(shù)機械式壓縮泵的單一臺壓縮機系統(tǒng)中，該等多數(shù)泵可被控制，以作用 當作單一單元。非相同值的旋轉(zhuǎn)式頻率能在子諧波拍頻造成震動，現(xiàn)在大幅地增加頻率的 范圍，而遍及該頻率控制震動。為消除此困難性，該個別泵的控制必需為使得所有泵正在該 相同的輸入頻率下操作（實際操作頻率由于從馬達至馬達之滑移變動而稍微變動）。通過 提供相同的PWM訊號至該系統(tǒng)內(nèi)的所有泵，該控制方案確保所有泵由相同的PWM頻率操作。
[0137] 用于可變速壓縮機的可變冷卻
[0138] 可變速壓縮機遍及操作速率的范圍產(chǎn)生變化量的熱。較高的操作速率產(chǎn)生更多熱 量及需要更多冷卻。滿足高速操作的高需求的冷卻水流量將在低速操作條件下導(dǎo)致浪費冷 卻水流量。通過該冷卻回路中的調(diào)溫閥的使用，一方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)有關(guān)使通過該壓 縮機所使用的冷卻水減至最小。
[0139] 在該壓縮機或壓縮機群組的出口或在該壓縮機內(nèi)的個別冷卻回路中，放置于該冷 卻水回路中的調(diào)溫閥可通過該裝置減少該總冷卻水流量。用于性能及可靠性，該閥門的溫 度設(shè)定點將維持該項目在安全等級被冷卻。這些閥門可被放置于用于冷卻逆流熱交換器的 回路中，用以冷卻諸如該冷凍劑與潤滑流體的流體，以及附接至該壓縮機泵及電子組件冷 卻板的熱交換器。另外，在至電子組件冷卻板的入口或出口上，調(diào)溫閥的使用將用于該電子 組件的冷卻板維持在一定限之上，以防止冷凝。絕熱調(diào)溫流量控制閥可被耦接至該冷卻水 回路，以環(huán)繞著一溫度設(shè)定點調(diào)整流量，借此維持所需要的最小量的冷卻水，以將馬達線圈 溫度維持在操作規(guī)格內(nèi)。該調(diào)溫閥可為被設(shè)定至適當?shù)亩ㄏ薜谋粍邮较為y。另一選擇具體 實施例依靠主動、機電控制方法，其固有地減少可靠性、增加能量消耗、及減少成本。這些包 含脈沖式電磁閥的使用，以動態(tài)地控制水流量。水過濾器可被應(yīng)用在該輸入。
[0140] 故障偵測及回復(fù)
[0141] 一方法及對應(yīng)的冷凍系統(tǒng)有關(guān)故障偵測及回復(fù)。譬如，如上面所敘述的冷凍系統(tǒng) 可被修正，以監(jiān)視壓縮機最大馬達電流中的趨勢，以有助于預(yù)測馬達故障的開始，將加速計 增加至壓縮機及泵馬達，以有助于說明軸承損壞、監(jiān)視在第二階段加熱器資料中的趨勢以 說明第二階段磨損、及監(jiān)視冷卻下來的數(shù)據(jù)以有助于預(yù)測諸如滲漏的泵問題。
[0142] 使真空系統(tǒng)（壓縮機及泵）關(guān)機的故障能妨礙系統(tǒng)處理，并可導(dǎo)致半導(dǎo)體制造設(shè) 備的昂貴的工具作業(yè)中斷時間。通過施行故障容差及系統(tǒng)診斷、及通過自動操作系統(tǒng)回復(fù)， 一臺壓縮機已裝配來保護其本身免于遭受損壞、減少故障的風險、及防止非預(yù)定的的作業(yè) 中斷時間。
[0143] 本發(fā)明的具體實施例能夠使壓縮機及低溫泵不斷地監(jiān)視若干輸入訊號，包含電 流、電壓、壓力、水溫、第一及第二階段泵溫度、壓縮機及低溫泵速率等，以便報告不合宜的 操作條件。當不樂見的條件發(fā)生時，該整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)各作用，以便使該引起問題的情況的沖 擊減至最小。該作用的進程的范圍可在由沒有性能損失的用戶警告訊息至單一臺壓縮機馬 達的損失的任何位置，而強迫該系統(tǒng)在降級的容量下運轉(zhuǎn)，以完成該制程。然而，壓縮機或 低溫泵關(guān)機被考慮為該絕對的最后手段，且僅只當無其他選項為可能時做成。
[0144] 警告被用于讓一使用者注意不樂見的條件、諸如低差壓或低交流電輸入電壓。在 此狀態(tài)中，該系統(tǒng)將持續(xù)起作用在接近全滿容量。如果該警告系暫時的，其能以設(shè)備將諸如 輸入功率之可能的問題通知該使用者。如果該警告的成因是未知且持續(xù)的，該使用者將在 造成一故障之前得知安排維修。
[0145] 故障更嚴重及將大致上導(dǎo)致一具有系統(tǒng)性能所引起的損失的泵或低溫馬達的關(guān) 機。譬如，用于具有二臺壓縮機泵的壓縮機，當一臺馬達有故障時，該第二臺馬達提升直至 其最大速率，以提供盡可能多的冷凍劑來補償。氦氣管理器220接著企圖將該系統(tǒng)調(diào)適成 一減少氦氣分配。雖然該系統(tǒng)的最大容量被切成兩半，這通常足以完成該制程，直至維修能 被安排。
[0146] 故障回復(fù)是盡量地使你所遇到的為最佳故障的機制。在故障回復(fù)的最低等級，在 一故障已造成馬達關(guān)機之后，該故障持續(xù)被監(jiān)視，且當其被排除時，該馬達將被重新開啟， 并于希望該故障是通過不可能被重復(fù)的瞬時條件所造成中。如果一指定數(shù)目的故障發(fā)生在 某一段時間內(nèi)，為防止故障及重試間的不斷的循環(huán)，一馬達將被永久地閂鎖。在較高等級的 故障回復(fù)的范例是通過氦氣管理器220所采取的作用，以向下調(diào)整低溫泵速率，而意圖允 許該系統(tǒng)以更少的氦氣操作。
[0147] 系統(tǒng)錄志可被使用，以捕捉及記錄每一個警告及故障事件，借此提供額外的診斷 能力及事后的故障分析。
[0148] 本發(fā)明的具體實施例利用一階層式方式，在此故障被偵測及在一冷凍系統(tǒng)架構(gòu) 中的各種等級采取行動。故障被分成二種一般的類別，即那些涉及單一零組件（壓縮機或 低溫泵）的類別及那些涉及該整個真空系統(tǒng)的類別。譬如，來自一臺壓縮機或低溫泵冷凍 機馬達的過量電流或過溫的故障將僅只影響那臺馬達，并可導(dǎo)致該零組件的損失。在另一 方面，氦氣差壓的損失是一可導(dǎo)致該整個系統(tǒng)的功能性損失的故障。故障被進一步分成為 故障及警告，在此警告被使用于提供一可不需立即行動的潛在問題的通知。在故障被偵測 及在行動被采取的各種等級指示你是在哪一控制階層。該更多時間的重要故障通常系在該 較低等級下處理，在此直接及立即反應(yīng)是重要的。
[0149] 范例故障偵測等級如下：
[0150] 等級〇 :硬件等級，硬件直接地反應(yīng)至一故障，同時提供故障信息至該處理器（例 如地面故障電路中斷器故障、馬達過量電流故障）。
[0151] 等級1 :嵌入式微處理器/DSP等級，在此DSP偵測及對一故障反應(yīng)（例如馬達熱 故障）。大部分壓縮機與低溫裝置問題在此等級被偵測，且在此等級企圖達成某一量的故障 回復(fù)。
[0152] 等級2 :應(yīng)用及通訊處理器等級（例如ARM9)故障通常暗示一具有該機板硬件的 故障，其范圍可由一內(nèi)存問題至一有關(guān)該很多通訊接口的其中一者的問題。用于該壓縮機 及低溫裝置的故障回復(fù)通常在此等級被做成，在此該處理器嘗試由等級〇或等級1故障回 復(fù)，有時候僅只通過重試操作。
[0153] 等級3 :這是該系統(tǒng)控制器處理等級，在此該制程能充份利用整個系統(tǒng)知識來輔 助故障回復(fù)。譬如，如果該壓力傳感器的其中一者有故障且指示該差壓已減弱至低于每平 方英寸50磅，則在等級2,該系統(tǒng)將被告知關(guān)機，然而，在等級3,如果該泵指示它們正維持 溫度，則在此沒有理由關(guān)機，且一很昂貴的關(guān)機已僅只轉(zhuǎn)變成一維護巡修，以替換該壓力傳 感器。
[0154] 下面之表1說明用于一臺壓縮機的階層式故障偵測及回復(fù)方法的范例。視該特別 的故障型式及故障作用等級而定，該表輸入列出各種故障作用。作用范圍由偵測至企圖回 復(fù)。
[0155]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 在一控制器，基于來自多個冷凍機的通訊獲得用于冷凍劑的總合需求；及 以該控制器，基于用在該冷凍劑而通過冷凍校正度量值所校正的總合需求，控制將冷 凍劑運送至該多個冷凍機的壓縮機的速率。
2. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 將冷凍劑由多個可變速壓縮機供給至多個冷凍機；及 基于用在該冷凍劑而通過冷凍校正度量值所校正的總合需求，選擇性開啟或關(guān)掉該多 個壓縮機的子集合。
3. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 將冷凍劑由多個可變速壓縮機供給至多個冷凍機；及 基于用在該冷凍劑的總合需求及該多個壓縮機的開啟與關(guān)掉的歷史紀錄，選擇性開啟 或關(guān)掉該多個壓縮機的子集合。
4. 一種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 將冷凍劑由多個可變速壓縮機供給至多個冷凍機；及 基于用在冷凍劑的總合需求，選擇性開啟或關(guān)掉該多個壓縮機的子集合。
5. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 基于一旁通回路中的冷凍劑流量的直接測量來控制壓縮機的速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括通過僅只使用 直流總線電壓來估計馬達的最大速率而決定電流限制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中控制該壓縮機的 速率包含基于馬達電流反饋來控制該壓縮機的速率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括基于該壓縮機 中所耗散的最大電流及最大功率來決定該壓縮機的最大速率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中該壓縮機包含至 少一臺固定速率壓縮機及至少一臺可變速壓縮機。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中該冷凍劑為氦 氣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中對于冷凍劑的 要求是基于用在冷凍劑的總合需求，并基于來自該多個冷凍機的通訊。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中對于冷凍劑的 要求是基于供給壓力、返回壓力、及壓力差的至少一個。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中該壓縮機是多 個壓縮機的其中一個。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括多個可變速 壓縮機。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中該冷凍校正度 量值是基于供給壓力及返回壓力的至少一個所計算。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中控制該壓縮機 的速率包含決定一返回壓力設(shè)定點。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括基于返回壓 力設(shè)定點及返回壓力的比較來決定返回壓力誤差。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括基于返回壓 力誤差來計算用于該總合冷凍劑需求的校正。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括基于通過該 冷凍劑校正所調(diào)整的總合需求來決定供給至該多個冷凍機的冷凍劑量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中該壓縮機包含 多個可變速壓縮機及固定速率壓縮機。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 基于供給至該多個冷凍機的經(jīng)校正的冷凍劑量，開啟或關(guān)掉該多個壓縮機的子集合。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 當作供給至該多個冷凍機與該多個可變速壓縮機的被開啟子集合的經(jīng)校正的冷凍劑 量的函數(shù)，決定該多個可變速壓縮機的被開啟子集合的速率；及 將一命令送至該多個可變速壓縮機的被開啟子集合，以在所決定的速率下運轉(zhuǎn)，如果 該多個壓縮機被組合在單一臺壓縮機中，該壓縮機所決定的速率為相同速率。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至22任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 決定該壓縮機是否能夠以用于冷凍劑的總合需求供給該多個冷凍機；及 如果該壓縮機是未能夠以用于冷凍劑的總合需求供給該多個冷凍機，在該多個冷凍機 內(nèi)調(diào)整一冷凍機的速率。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中控制冷凍劑的 供給包含控制用于低溫的冷凍機的冷凍劑的供給。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括低溫的冷凍 機，其被包含在低溫泵中。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至25任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括多個壓縮機， 在此該多個壓縮機包含僅只二臺可變速壓縮機。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至26任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 如果該二臺可變速壓縮機為開啟，決定是否切換至單一臺可變速壓縮機操作狀態(tài)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1至27任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中如果一故障條 件存在于該雙重可變速壓縮機的任一個中，將沒有故障條件的可變速壓縮機的速率調(diào)整至 最大馬達速率。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1至28任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括基于適應(yīng)至 一條件來選擇性開啟或關(guān)掉該多個壓縮機的子集合，該條件包含以下至少一個：i)減少的 冷凍劑分派及ii)減少的冷凍劑需求。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1至29任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中如果清除壓縮 機中的故障條件，重新開啟一與該壓縮機有關(guān)連的馬達。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1至30任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 計算被供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量；及 如果所計算的冷凍劑的供給少于一定限，選擇及關(guān)掉該二臺可變速壓縮機的其中一 個。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1至31任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括在關(guān)掉所選 擇的可變速壓縮機之前，通過增加將被保持在能夠運送所計算的冷凍劑的供給至該多個冷 凍機的速率的可變速壓縮機的速率，而關(guān)掉二臺可變速壓縮機的其中一個。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1至32任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括如果供給至 多個冷凍機所計算的冷凍劑少于單一壓縮機的定限冷凍劑輸出達一時期，通過關(guān)掉二臺可 變速壓縮機的其中一個，而關(guān)掉該二臺可變速壓縮機的其中一個。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1至33任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括通過選擇二 臺可變速壓縮機的其中一者，以基于關(guān)掉的歷史紀錄來關(guān)掉，而關(guān)掉該二臺可變速壓縮機 的其中一個。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1至34任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括在關(guān)掉二臺 可變速壓縮機的其中一個時，決定供給壓力及返回壓力間的差值是否減弱達超過一預(yù)定的 定限，且如果該差壓減弱達超過該預(yù)定的定限，由單一臺可變速壓縮機操作狀態(tài)切換至雙 重可變速壓縮機操作狀態(tài)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1至35任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，其中如果該二臺可 變速壓縮機的其中一個被關(guān)掉： 計算供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量；及 如果所計算的冷凍劑的量大于單一臺壓縮機的定限冷凍劑輸出，切換至雙重可變速壓 縮機操作狀態(tài)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1至36任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括切換至雙重 可變速壓縮機操作狀態(tài)，而如果所計算的冷凍劑的量大于該單一臺壓縮機的定限冷凍劑輸 出達一時期，進一步包含開啟二臺可變速壓縮機的其中一個。
38. 根據(jù)權(quán)利要求1至37任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括通過調(diào)整該 二臺可變速壓縮機的速率，以將所計算的冷凍劑的量供給至該冷凍機，而切換至雙重可變 速率操作狀態(tài)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求1至38任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括在該單一可 變速率操作狀態(tài)期間，在主動減少該可變速壓縮機的速率之前，增加被開啟的可變速壓縮 機的速率。
40. -種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 壓縮機，該壓縮機包含一高壓供給管線及一低壓返回管線，該壓縮機被裝配來供給一 冷凍劑； 多個冷凍機，其被耦接至該壓縮機，以由該供給管線承接冷凍劑及使冷凍劑返回至該 返回管線；及 電子控制器，其被裝配來基于來自該多個冷凍機的通訊獲得一用于該冷凍劑的總合需 求，該電子控制器進一步被裝配來基于用在通過冷凍校正度量值所校正的冷凍劑的總合需 求控制該壓縮機的速率，該總合需求通過著監(jiān)視冷凍劑流量度量值所決定。
41. 一種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 多個可變速壓縮機，該多個可變速壓縮機包含一高壓供給管線及一低壓返回管線，該 多個可變速壓縮機被裝配來供給一冷凍劑至多個冷凍機；及 壓縮機控制器，其被裝配來基于用在通過冷凍校正度量值所校正的冷凍作用的總合需 求，選擇性開啟或關(guān)掉該多個可變速壓縮機的子集合。
42. -種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 多個可變速壓縮機，該多個可變速壓縮機包含一高壓供給管線及一低壓返回管線，該 多個可變速壓縮機被裝配來供給一冷凍劑至多個冷凍機；及 壓縮機控制器，其被裝配來基于用在冷凍劑的總合需求及該多個可變速壓縮機的開啟 與關(guān)掉的歷史紀錄，選擇性開啟或關(guān)掉該多個可變速壓縮機的子集合。
43. -種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 多個可變速壓縮機，該多個可變速壓縮機包含一高壓供給管線及一低壓返回管線，該 多個可變速壓縮機被裝配來供給一冷凍劑至多個冷凍機；及 壓縮機控制器，其被裝配來基于用在冷凍劑的總合需求，選擇性開啟或關(guān)掉該多個可 變速壓縮機的子集合。
44. 一種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 壓縮機控制器，其被裝配來基于一旁通回路中的冷凍劑流量的直接測量而控制壓縮機 的速率。
45. 根據(jù)權(quán)利要求40-44任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中對于冷凍 劑的要求是基于用在冷凍劑的總合需求，并基于來自該多個冷凍機的通訊。
46. 根據(jù)權(quán)利要求40-45任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中對于冷凍 劑的要求是基于來自高壓供給反饋回路的供給壓力與來自低壓返回反饋回路的回壓力的 至少一個。
47. 根據(jù)權(quán)利要求40-46任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括多個可 變速壓縮機。
48. 根據(jù)權(quán)利要求40-47任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括至少一 臺可變速壓縮機及至少一臺固定速率壓縮機。
49. 根據(jù)權(quán)利要求40-48任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該電子控 制器被進一步裝配來基于來自該高壓供給管線的供給壓力反饋回路與來自該低壓返回管 線的返回壓力反饋回路的至少一個，控制該壓縮機的速率。
50. 根據(jù)權(quán)利要求40-49任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該電子控 制器被進一步裝配來決定是否增加或減少冷凍劑的供給，該電子控制器被進一步裝配來將 用于該總合需求的增加或減少通知一返回壓力設(shè)定點計算器。
51. 根據(jù)權(quán)利要求40-50任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括一返回 壓力設(shè)定點計算器，其被裝配來基于一項決定而決定一返回壓力設(shè)定點，以增加或減少該 冷凍劑的供給。
52. 根據(jù)權(quán)利要求40-51任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括一冷凍 劑供給校正控制器，其被裝配來決定返回壓力設(shè)定點及返回壓力間的誤差，該冷凍劑需求 校正控制器進一步被裝配來基于該返回壓力設(shè)定點及該返回壓力間的誤差計算冷凍劑需 求校正。
53. 根據(jù)權(quán)利要求40-52任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括一冷凍 劑供給校正控制器，其被裝配來基于用在來自該多個冷凍機的冷凍劑的總合需求的調(diào)整而 決定供給該多個冷凍機的冷凍劑的量。
54. 根據(jù)權(quán)利要求40-53任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括多個可 變速壓縮機。
55. 根據(jù)權(quán)利要求40-54任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括至少一 臺固定速率壓縮機及至少一臺可變速壓縮機。
56. 根據(jù)權(quán)利要求40-55任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括壓縮機 馬達控制器，其被裝配來： 基于供給至該多個冷凍機的冷凍劑的經(jīng)校正量來開啟或關(guān)掉多個可變速壓縮機的子 集合。
57. 根據(jù)權(quán)利要求40-56任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 馬達控制器被進一步裝配來： 當作供給至該多個冷凍機與該多個可變速壓縮機的被開啟子集合的經(jīng)校正的冷凍劑 量的函數(shù)，決定該多個可變速壓縮機的被開啟子集合的速率；及 將一命令送至該多個可變速壓縮機的被開啟子集合，以在所決定的速率下運轉(zhuǎn)。
58. 根據(jù)權(quán)利要求40-57任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該控制器 被進一步裝配來： 決定該壓縮機是否能夠以用于冷凍劑的總合需求供給該多個冷凍機；及 如果該壓縮機未能夠以用于冷凍劑的經(jīng)校正的總合需求供給該多個冷凍機，該控制器 被裝配來i)在該多個冷凍機內(nèi)調(diào)整一冷凍機的速率或ii)減少冷凍劑分派給該多個冷凍 機。
59. 根據(jù)權(quán)利要求40-58任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該電子控 制器被裝配來獲得用于來自多個低溫的冷凍機的冷凍劑的總合需求。
60. 根據(jù)權(quán)利要求40-59任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括與個別 的低溫泵有關(guān)連的低溫冷凍機。
61. 根據(jù)權(quán)利要求40-60任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括多個壓 縮機，該多個壓縮機僅只包含二臺可變速壓縮機。
62. 根據(jù)權(quán)利要求40-61任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，另包括： 如果一故障條件存在于二臺可變速壓縮機的任一個中，該壓縮機控制系統(tǒng)被裝配來將 沒有故障條件的可變速壓縮機的速率調(diào)整至最大馬達速率。
63. 根據(jù)權(quán)利要求40-62任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中如果二臺 可變速壓縮機皆為開啟，該壓縮機控制器被裝配來決定是否由雙重可變速壓縮機操作狀態(tài) 切換至單一臺可變速壓縮機操作狀態(tài)。
64. 根據(jù)權(quán)利要求40-63任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配來： 計算供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量；及 如果供給至該多個冷凍機所計算的冷凍劑的量少于單一臺壓縮機的定限冷凍劑輸出， 該壓縮機控制器被裝配來選擇及關(guān)掉二臺可變速壓縮機的其中一個。
65. 根據(jù)權(quán)利要求40-64任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被裝配來在關(guān)掉所選擇的可變速壓縮機之前，通過增加將被保持在能夠運送所計算 的冷凍劑的量至該多個冷凍機的速率的可變速壓縮機的速率，而關(guān)掉該二臺可變速壓縮機 的其中一個。
66. 根據(jù)權(quán)利要求40-65任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配，以如果供給至多個冷凍機所計算的冷凍劑的量少于該單一臺壓縮機 的定限冷凍劑輸出達一時期，通過關(guān)掉二臺可變速壓縮機的其中一個，而關(guān)掉該二臺可變 速壓縮機的其中一個。
67. 根據(jù)權(quán)利要求40-66任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配來基于關(guān)掉的歷史紀錄來選擇關(guān)掉該二臺可變速壓縮機的其中一個。
68. 根據(jù)權(quán)利要求40-67任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配來決定供給壓力及返回壓力間的差值是否減弱達超過一預(yù)定的定限， 且如果該差壓減弱達超過該預(yù)定的定限，該壓縮機控制器被裝配成由單一臺可變速壓縮機 操作狀態(tài)切換至雙重可變速壓縮機操作狀態(tài)。
69. 根據(jù)權(quán)利要求40-68任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中如果二臺 可變速壓縮機的其中一個被關(guān)掉，該壓縮機控制器被裝配來： 計算供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量；及 如果所計算的供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量大于單一臺壓縮機的定限冷凍劑輸 出，切換至該雙重可變速壓縮機操作狀態(tài)。
70. 根據(jù)權(quán)利要求40-69任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配，以如果所計算的供給至該多個冷凍機的冷凍劑的量大于單一臺壓縮 機的定限冷凍劑輸出達一段時間，通過開啟二臺可變速壓縮機的其中一個，切換至雙重可 變速壓縮機操作狀態(tài)。
71. 根據(jù)權(quán)利要求40-70任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配來通過調(diào)整二臺可變速壓縮機的速率而切換至雙重可變速率操作狀 態(tài)，以將全部冷凍劑總合需求供給至該冷凍機。
72. 根據(jù)權(quán)利要求40-71任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其中該壓縮機 控制器被進一步裝配來于該單一可變速率操作狀態(tài)期間，在主動減少該可變速壓縮機的速 率之前，通過增加被開啟的可變速壓縮機的速率，切轉(zhuǎn)換至該雙重可變速率操作狀態(tài)。
73. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 在一控制器，控制一臺可變速壓縮機的速率，及選擇性開啟或關(guān)掉一固定速率壓縮機， 該固定速率壓縮機基于供給壓力及返回壓力間的壓力差將冷凍劑運送至該多個冷凍機。
74. 根據(jù)權(quán)利要求1-39及73任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 基于壓力差，減少一臺可變速壓縮機的速率，直至該冷凍劑的供給是通過單一臺壓縮 機所提供。
75. 根據(jù)權(quán)利要求1-39及73-74任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包括： 基于壓力差，關(guān)掉一臺固定速率壓縮機，同時持續(xù)以一臺可變速壓縮機操作。
76. -種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 一臺可變速壓縮機與一臺固定速率壓縮機；及 基于供給壓力及返回壓力間的壓力差，一控制器被裝配來控制該可變速壓縮機的速率 及選擇性開啟或關(guān)掉該固定速率壓縮機。
77. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 在一控制器，偵測包含至少一臺壓縮機的冷凍劑系統(tǒng)中的故障，該至少一臺壓縮機為 固定速率與可變速壓縮機的任何組合；及 在偵測該故障時，啟動故障回復(fù)程序。
78. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法，另包 括： 偵測該冷凍劑系統(tǒng)的各組件間的通訊損失；及 在決定該通訊損失時，增加該至少一臺壓縮機的速率。
79. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-78及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 其中如果被偵測的故障指示電流超過一預(yù)定的定限，逐漸地減少該至少一臺壓縮機的速 率。
80. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-79及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 其中如果電流持續(xù)超過一預(yù)定的定限，且該至少一臺壓縮機的速率是在最小定限，關(guān)掉該 至少一臺壓縮機。
81. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-80及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括： 基于一差壓，決定一設(shè)定通過差壓度量值所指示的至少一臺壓縮機的速率是否低于維 持一在返回壓力設(shè)定點以下的值所需要的速率。
82. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-81及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 其中偵測該故障包含決定一馬達是否已達到一大于最大溫度定限的溫度，且如果該溫度大 于該定限，則減少該馬達的速率。
83. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-82及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括如果該馬達保持在大于該最大定限的溫度，且一臺壓縮機在最小速率定限，關(guān)掉該 馬達。
84. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-83及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括決定驅(qū)動晶體管是否已達到一大于最大定限的溫度，且如果該溫度大于該定限，減 少一與該驅(qū)動器晶體管有關(guān)連的壓縮機的速率。
85. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-84及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括如果該驅(qū)動器晶體管保持在大于該最大定限的溫度，且該壓縮機在最小速率定限， 關(guān)掉該壓縮機。
86. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-85及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括決定一入口或出口水溫是否超過一定限及如果該溫度超過該定限。
87. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-86及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括決定至少一熱交換器的溫度是否超過溫度定限。
88. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-87及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括關(guān)掉與至少一熱交換器有關(guān)連的壓縮機。
89. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-88及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括決定包含電子組件的區(qū)域的內(nèi)部周遭溫度是否大于一定限溫度。
90. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-89及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 其中如果超過一臺壓縮機正操作及分享相同的氦氣回路，且當該壓縮機的其中一者被關(guān)掉 時，壓力差下滑在一定限以下，回頭開啟該壓縮機。
91. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-90及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括如果該壓縮機被回頭開啟，決定一故障如為有故障的止回閥。
92. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-91及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括在偵測壓力傳感器的損失或故障、或至該傳感器或來自該傳感器的通訊的損失時， 在最大速率下運轉(zhuǎn)壓縮機。
93. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-92及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括決定一壓力差度量值是否在定限值以下，且如果該值在該定限以下，將壓縮機設(shè)定 至最大速率。
94. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-93及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括如果該壓力差度量值保持在該定限以下達一段預(yù)定的時間量值，減少冷凍劑的分派 給冷凍機。
95. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-94及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括： 對偵測一無效的壓力傳感器作出響應(yīng)，將壓縮機設(shè)定至最大速率；及 偵測一風扇故障。
96. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-95及124任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括： 對偵測壓力供給及壓力返回間的差壓或差值在一定限值以下作出回應(yīng)，檢查一冷凍機 溫度，以決定該冷凍機是否正維持一特定的溫度；及 如果該冷凍機正維持該特定的溫度，決定一壓力傳感器中的故障已經(jīng)發(fā)生，并將壓縮 機設(shè)定至最大速率。
97. -種用于診斷真空零組件的真空性能特征的方法，該方法包括： 基于真空泵的冷凍機馬達中的速率的增加偵測一電子訊號；及 偵測i)該冷凍機馬達的增加速率，ii)該冷凍機馬達速率中的增加之前，該低溫的真 空泵的冷凍機階段的溫度中的增加，及iii)偵測一用于該冷凍機階段的加熱器的操作的 缺乏，同時發(fā)生該冷凍機階段的溫度中的增加。
98. -種用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 控制器，其被裝配來偵測包含至少一臺壓縮機的冷凍劑網(wǎng)絡(luò)的至少一組件中的故障， 該至少一臺壓縮機為固定速率與可變速壓縮機的任何組合；及 在偵測該故障時，該控制器被裝配來啟動故障回復(fù)程序。
99. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系統(tǒng)，其 中該控制器被進一步裝配來： 偵測該冷凍劑系統(tǒng)的各組件間的通訊損失；及 在偵測該通訊損失時，該控制器被進一步裝配來增加該至少一臺壓縮機的速率。
100. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-99及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果所偵測的故障指示一電流超過預(yù)定的定限，該控制器被裝配來逐漸地減少該 至少一臺壓縮機的速率。
101. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-100及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果該電流持續(xù)超過該預(yù)定的定限，且該至少一臺壓縮機的速率是在最小的定限， 該控制器被裝配來關(guān)掉該至少一臺壓縮機。
102. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-101及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來： 基于一壓力差，決定一設(shè)定通過差壓度量值所指示的至少一臺壓縮機的速率是否低于 維持一在返回壓力設(shè)定點以下的值所需要的速率。
103. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-102及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被裝配來決定一馬達是否已達到一大于最大溫度定限的溫度，且如果該 溫度大于該定限，則該控制器被裝配來減少該馬達的速率。
104. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-103及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果該馬達保持在大于該最大定限的溫度且壓縮機是在最小速率定限，該控制器 被進一步裝配來關(guān)掉該馬達。
105. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-104及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來決定一驅(qū)動晶體管是否已達到大于最大定限的溫度，且 如果該溫度大于該定限，則該控制器被進一步裝配來減少與該驅(qū)動器晶體管有關(guān)連的壓縮 機的速率，直至達到最小的速率定限。
106. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-105及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果該驅(qū)動器晶體管保持在大于該最大定限的溫度，且該壓縮機是在最小速率定 限，該控制器被進一步裝配來關(guān)掉該驅(qū)動器晶體管。
107. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-106及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來決定入口或出口水溫是否超過一定限，且如果該溫度超 過該定限。
108. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-107及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來決定至少一熱交換器的溫度是否超過溫度定限，且如果 該溫度超過該溫度定限。
109. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-108及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來關(guān)掉與該至少一熱交換器有關(guān)連的壓縮機。
110. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-109及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來決定包含電子組件的區(qū)域的內(nèi)部周遭溫度是否大于一定 限溫度。
111. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-110及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果超過一臺壓縮機正操作及分享相同的氦氣回路，且當該壓縮機的其中一者被 關(guān)掉時，壓力差下滑在一定限以下，該控制器被裝配來回頭開啟該壓縮機。
112. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-111及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中如果該壓縮機被回頭開啟，該控制器被進一步裝配來決定一故障如為有故障的止 回閥。
113. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-112及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中在偵測壓力傳感器的損失或故障、或至該傳感器或來自該傳感器的通訊的損失時， 該控制器被裝配來將該壓縮機的速率運轉(zhuǎn)至最大速率。
114. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-l 13及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來決定一壓力差度量值是否在定限值以下，且如果該值系 在該定限以下，該控制器被裝配來將壓縮機設(shè)定至最大速率。
115. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-114及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配，以如果該壓力差度量值保持在該定限以下達一段預(yù)定的 時間量值，減少冷凍劑的分派給冷凍機。
116. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-115及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來： 對偵測一無效的壓力傳感器作出響應(yīng)，將壓縮機設(shè)定至最大速率；及 偵測一風扇故障。
117. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-116及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來： 對偵測壓力供給及壓力返回間的差壓或差值在一定限值以下作出回應(yīng)，檢查一冷凍機 溫度，以決定該冷凍機是否正維持一特定之溫度；及 如果該冷凍機正維持該特定的溫度，該控制器被進一步裝配來決定一壓力傳感器中的 故障已經(jīng)發(fā)生，并將壓縮機設(shè)定至最大速率。
118. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-117及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中一控制器被裝配來： 基于壓力差，增加一臺可變速壓縮機的速率，直至該冷凍劑的供給是通過單一臺壓縮 機所提供，且接著關(guān)掉一臺固定速率壓縮機。
119. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-118及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中一控制器被裝配來： 基于壓力差，關(guān)掉一臺固定速率壓縮機，同時持續(xù)以一臺可變速壓縮機操作。
120. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-97及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的方法， 另包括： 對偵測一故障作出響應(yīng)，而發(fā)出一警告訊號。
121. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-119及125任一項的用于控制冷凍劑的供給的冷凍系 統(tǒng)，其中該控制器被進一步裝配來對偵測一故障作出響應(yīng)，而發(fā)出一警告訊號
122. -種用于控制冷凍劑的供給的方法，該方法包括： 在一控制器，按照一供給壓力及一返回壓力間的壓力差，控制將冷凍劑運送至多個低 溫的冷凍機的至少一臺可變速壓縮機的速率；及 在一耦接至冷卻水回路的調(diào)溫流量控制閥處，繞著一溫度設(shè)定點調(diào)整流量，并維持所 需要的最小量的冷卻水，以將馬達線圈溫度維持在該至少一臺可變速壓縮機的操作規(guī)格 內(nèi)。
123. -種用于控制冷凍劑的供給的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 控制器，其被裝配來按照一供給壓力及一返回壓力間的壓力差，控制將冷凍劑運送至 多個低溫的冷凍機的至少一臺可變速壓縮機的速率；及 耦接至冷卻水回路的調(diào)溫流量控制閥，其被裝配來繞著一溫度設(shè)定點調(diào)整流量，并維 持所需要的最小量的冷卻水，以將馬達線圈溫度維持在該至少一臺可變速壓縮機的操作規(guī) 格內(nèi)。
124. -種用于控制冷凍劑供給至低溫的冷凍劑系統(tǒng)的方法，該方法包括： 在一控制器，基于一供給壓力及一返回壓力間的壓力差，控制將冷凍劑運送至多個低 溫的冷凍機的至少一臺可變速壓縮機的速率； 偵測該低溫冷凍劑系統(tǒng)中的故障；及 在偵測到該故障時，啟動故障回復(fù)程序。
125. -種用于控制冷凍劑的供給的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 控制器，其被裝配來： 基于一供給壓力及一返回壓力間的壓力差，控制將冷凍劑運送至多個低溫的冷凍機的 至少一臺可變速壓縮機的速率； 偵測該低溫冷凍劑系統(tǒng)中的故障；及 在偵測到該故障時，啟動故障回復(fù)程序。
126. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-97及125任一項的方法，其更包含： 響應(yīng)于偵測出在前述多個的壓力傳感器中的一次組中的故障，利用所述多個的壓力傳 感器的至少一工作壓力傳感器當作一傳感器回饋，其中所述多個的壓力傳感器的至少其中 之一是測量一高壓供應(yīng)管線。
127. 根據(jù)權(quán)利要求1-39、73-75、77-97及125-126任一項的方法，其更包含： 響應(yīng)于偵測出在前述多個的壓力傳感器中的一次組中的故障，利用所述多個的壓力傳 感器的至少一工作傳感器當作到一控制系統(tǒng)的一輸入傳感器，其中所述多個的壓力傳感器 的至少其中之一是測量一低壓返回管線。
128. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-119及125任一項的系統(tǒng)，其更包含： 所述控制器進一步被建構(gòu)成用來響應(yīng)于偵測出在前述多個的壓力傳感器中的一子組 合中的故障，利用所述多個的壓力傳感器的至少一工作壓力傳感器當作一傳感器回饋，其 中所述多個的壓力傳感器的至少其中之一是測量一高壓供應(yīng)管線。
129. 根據(jù)權(quán)利要求40-72、76、98-119、125及128任一項的系統(tǒng)，其更包含： 所述控制器進一步被建構(gòu)成用來響應(yīng)于偵測出在前述多個的壓力傳感器中的一子組 合中的故障，利用所述多個的壓力傳感器的至少一工作傳感器當作到一控制系統(tǒng)的一輸入 傳感器，其中所述多個的壓力傳感器的至少其中之一是測量一低壓返回管線。
【文檔編號】F25B9/00GK104094066SQ201280011725
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月4日
【發(fā)明者】奧立弗·J·杜馬斯, 毛瑞恩·C·布昂潘, 杜琳·J·波爾-迪法茲奧, 羅納德·N·莫里斯, 艾倫·J·巴特雷, 李奧納多·A·羅朗格, 小約瑟夫·喬比, 羅伯特·P·蘇利文, 約翰·J·威榮, 保羅·E·亞牧森 申請人:布魯克機械公司