密封式开关磁阻电机制造技术

一种电机包括：密封的转子，其具有至少一个凸出的转子磁极；以及定子，其包括至少一个凸出的定子磁极，所述至少一个凸出的定子磁极具有与之相关联的励磁绕组，并且与所述至少一个凸出的转子磁极对接，以在所述至少一个凸出的定子磁极和所述至少一个凸出的转子磁极之间实现轴向通量回路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请为2013年11月13日提交的美国临时专利申请号61/903,792的非临时申请，并且要求该美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的公开内容通过引用整体地结合于本文中。
技术介绍
1.
示例性实施例一般涉及用于真空或腐蚀性环境中的电机，例如，用于衬底处理设备中的电机。2. 相关发展的简要说明一般而言，用于例如半导体制造之类的应用中的电机通常被构造为无刷DC电机。用于这些应用的转子一般可包括采用稀土材料的若干永磁体。可能需要特别的固定装置将所述永磁体结合到转子。例如，当直接驱动装置的磁体、结合的部件、密封件和腐蚀性材料暴露于超高真空和/或侵蚀和腐蚀性的环境时，例如将永磁体电机用于促动并且将光学编码器用于位置感测的现有的直接驱动技术具有相当大的限制。为了在腐蚀性或高真空的环境下继续使用，永磁体一般需要被封装和密封，以便避免磁体退化。用于这些应用的定子通常由具有复杂的槽形状、多个相位和重叠的线圈的层状的铁磁性材料构成。常规的层状定子的构造需要若干复杂的制造步骤，以便保证适当的组装、层压合、线圈缠绕和安装以及适当的加工，以满足严格的公差。将有利的是提供如下转子，即：所述转子是真空相容的、耐腐蚀的、非层状的，并且所述转子不利用稀土材料。还将有利的是，使用具有简化构造的非层状的定子。进一步将有利的是，提供具有较短的磁通路径的电机，所述较短的磁通路径导致较低的涡电流和铁损，并且提供较高的扭矩能力。附图说明结合附图，在以下描述中解释所公开的实施例的前述方面和其他特征，附图中：图1A-1D示出了根据所公开的实施例的一些方面的衬底处理设备或工具的示意图；图2图示了根据所公开的实施例的一些方面的示例性电机；图3A图示了根据所公开的实施例的一些方面的示例性转子；图3B图示了根据所公开的实施例的一些方面的示例性定子；图4示出了根据所公开的实施例的一些方面的线圈元件；图5示出了根据所公开的实施例的一些方面的线圈元件和相关联的定子磁极；图6示出了根据所公开的实施例的一些方面的转子、定子和线圈元件的示例性组件；图7A-7C示出了根据所公开的实施例的一些方面的不同的示例性转子；图8示出了根据所公开的实施例的一些方面的集成（或整合）到机器人驱动器中的转子、定子和线圈元件；图9示出了根据所公开的实施例的一些方面的线圈元件的示例性连接；图10示出了根据所公开的实施例的一些方面的示例性轴向磁通电机；图11示出了根据所公开的实施例的一些方面的轴向磁通电机的局部剖视图；图12A和图12B示出了根据所公开的实施例的一些方面的常规的径向磁通机和轴向磁通机中的磁通流；图13图示了根据所公开的实施例的一些方面的示例性轴向磁通电机；图14示出了根据所公开的实施例的一些方面的定子磁极；图15图示了根据所公开的实施例的一些方面的定子模块、转子和隔离壁；图16示出了根据所公开的实施例的一些方面的示例性轴向磁通机的另一方面；图17A示出了根据所公开的实施例的一些方面的示例性转子；图17B示出了根据所公开的实施例的一些方面的示例性转子；图18A示出了根据所公开的实施例的一些方面的示例性换向序列（commutationsequence）的一个步骤中的一组示例性定子绕组和转子的顶视图；以及图18B-18H图示了根据所公开的实施例的一些方面的示例性换向序列。具体实施方式参照图1A-1D，其示出了结合如本文进一步公开的所公开的实施例的一些方面的衬底处理设备或工具的示意图。参照图1A和图1B，根据所公开的实施例的一个方面示出了例如半导体工具站1090之类的处理设备。尽管在附图中示出了半导体工具，但本文所述的所公开的实施例的各方面能够适用于采用机器人操纵器（roboticmanipulator）的任何工具站或应用。在此示例中，工具1090被示出为组合设备工具（cluster tool），然而，所公开的实施例的各方面可以被应用于任何合适的工具站，例如，线性工具站，例如在图1C和图1D中示出并且在2006年5月26日提交的标题为“Linearly Distributed Semiconductor Workpiece ProcessingTool”的美国专利申请号11/442,511中描述的线性工具站，该美国专利申请的公开内容通过引用整体地结合于本文中。工具站1090一般包括大气前端1000、真空装载锁1010和真空后端1020。在其他方面，工具站可以具有任何合适的配置。前端1000、装载锁1010和后端1020中的每一个的部件可以被连接到控制器1091，所述控制器1091可以是例如集群架构控制之类的任何合适的控制架构的一部分。控制系统可以是具有主控制器、群集控制器和自主远程控制器的闭环控制器，例如在2011年3月8日授权的标题为“Scalable Motion Control System”的美国专利号7,904,182中公开的那些控制器，该美国专利的公开内容通过引用整体地结合于本文中。在其他方面，可以利用任何合适的控制器和/或控制系统。在一个方面，前端1000一般包括装载端口模块1005和微环境1060，例如设备前端模块（EFEM）。装载端口模块1005可以是用于300mm的装载端口、前部开口或底部开口的箱/容器和盒的对于符合SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9的工具标准（BOLTS）接口的开箱器/装载器。在其他方面，装载端口模块可以被构造为200mm的晶圆接口或任何其他合适的衬底接口，例如较大或较小的晶圆或用于平板显示器的平板。尽管图1A中示出了两个装载端口模块，但在其他方面，任何合适数量的装载端口模块都可以被结合到前端1000中。装载端口模块1005可以被构造成从高架输送系统、自动引导的车辆、人引导的车辆、轨道引导的车辆或由任何其他合适的输送方法接收衬底载体或盒1050。装载端口模块1005可以通过装载端口1040与微环境1060接口。装载端口1040可允许衬底在衬底盒1050和微环境1060之间传递。微环境1060一般包括任何合适的传送机器人1013，其可以结合本文所述的所公开的实施例的一个或多个方面。在一个方面，机器人1013可以是轨道安装的机器人，诸如在例如美国专利6,002,840中描述的机器人，该美国专利的公开内容通过引用整体地结合于本文中。微环境1060可以提供用于多个装载端口模块之间的衬底传送的受控的干净区域。真空装载锁1010可以位于微环境1060和后端1020之间并且连接到二者。值得注意的是，如本文所用的术语“真空”可以表示其中处理衬底的例如10-5Torr或之下的高真空。装载锁1010一般包括大气和真空槽阀。所述槽阀可以提供环境隔离，所述环境隔离用于在从大气前端装载衬底之后排空装载锁，并且当利用例如氮气之类的惰性气体给锁排气时维持输送室中的真空。装载锁1010还可以包括用于将衬底的基准对准到用于处理的期望的位置的对准器1011。在其他方面，真空装载锁可以位于处理设备的任何合适的位置，并且具有任何合适的构造。真空后端1020一般包括输送室1025、一个或多个处理站1030以及任何合适的传送机器人1014，所述传送机器人1014可以包括本文所述的所公开的实施例的一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：密封的转子，其具有至少一个凸出的转子磁极；以及定子，其包括至少一个凸出的定子磁极，所述至少一个凸出的定子磁极具有与之相关联的励磁绕组，并且与所述至少一个凸出的转子磁极对接，以在所述至少一个凸出的定子磁极和所述至少一个凸出的转子磁极之间实现轴向通量回路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 US 61/903,7921.一种电机，包括：密封的转子，其具有至少一个凸出的转子磁极；以及定子，其包括至少一个凸出的定子磁极，所述至少一个凸出的定子磁极具有与之相关联的励磁绕组，并且与所述至少一个凸出的转子磁极对接，以在所述至少一个凸出的定子磁极和所述至少一个凸出的转子磁极之间实现轴向通量回路。2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，每个凸出的转子磁极包括一组轴向移位的子极。3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述至少一个凸出的转子磁极与所述至少一个凸出的定子磁极隔离。4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述至少一个凸出的定子磁极具有子极。5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，每个凸出的转子磁极包括以一定的电角度偏置的一组子极。6.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述密封的转子包括非磁性芯，并且所述至少一个凸出的转子磁极是铁磁性的。7.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述至少一个凸出的转子磁极被安装在铁磁性的背衬上。8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述铁磁性的背衬包括朝向所述至少一个凸出的定子磁极径向延伸以实现轴向磁通流回路的构件。9.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述至少一个凸出的定子磁极被构造为槽，所述至少一个凸出的转子磁极穿过所述槽，以实现所述轴向磁通流回路。10.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述至少一个凸出的转子磁极和所述至少一个凸出的定子磁极构造有面对的端部构件，以实现所述轴向磁通流回路。11.一种电机，包括：转子，其具有以一定的电角度偏置的两组转子磁极，所述转子磁极构造成用于至少三相励磁。12.一种电机，包括：转子，其构造为开关磁阻转子；以及定子，其构造为通过密封的隔离物与所述转子分离的无刷定子。13.如权利要求12所述的电机，其特征在于，所述转子和所述定子被构造成在所述电机中产生轴向磁通流。14.如权利要求12所述的电机，其特征在于，所述转子包括至少一个凸出的转子磁极。15.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：JT穆拉，J克里什纳萨米，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国;US