电磁旋转驱动器和旋转装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电磁旋转驱动器和旋转装置，公开了一种被配置为神庙状马达的电磁旋转驱动器，其具有能够无接触地磁性地驱动的转子，转子被配置为无线圈且无永磁体并包括磁有效铁心，且电磁旋转驱动器具有定子，在操作状态中可由定子围绕期望的旋转轴线无接触地磁性地驱动转子，定子具有多个线圈铁心，每个线圈铁心包括沿与期望的旋转轴线平行的方向从第一端部延伸到第二端部的棒形纵向分支，所有第一端部由回流装置连接，设置多个绕组以便生成电磁旋转场，每个绕组环绕纵向分支中的一个，线圈铁心包括多个永磁体，可由永磁体生成永磁预磁化磁通量。此外，本发明专利技术提议一种用于电磁驱动器的定子以及一种用于输送、泵送、混合或搅拌流体的旋转设备。

Electromagnetic rotary actuator and rotating device

The present invention relates to an electromagnetic rotary actuator and rotating device, and discloses an electromagnetic rotary actuator is configured to the state of the motor, the rotor with contactless magnetic drive to the rotor is configured as a wireless circle with no permanent magnet including magnetic core and effective, and the electromagnetic rotary actuator has a stator, the axis of rotation in operation state can be expected by the stator around the contactless magnetic drive rotor, the stator has a plurality of coil core, each coil core along with the desired direction parallel to the axis of rotation extending from the first end to the second end of the longitudinal rod branch, all the first end is connected by a reflux device, is provided with a plurality of winding in order to generate electromagnetic field rotation, each winding around a vertical branch of the coil core comprises a plurality of permanent magnets can be generated by the permanent magnet permanent magnet magnetic pre magnetization Flux. In addition, the present invention proposes a stator for an electromagnetic actuator and a rotating device for conveying, pumping, mixing or stirring fluids.

【技术实现步骤摘要】
电磁旋转驱动器和旋转装置
本专利技术涉及根据相应类别的独立权利要求的前序部分的电磁旋转驱动器和旋转装置。
技术介绍
电磁旋转驱动器已知为被配置为所谓的神庙状马达（templemotor）。本专利技术涉及该实施例。神庙状马达的两个实施例能够见于图1和图2中的相应透视图表示，其是从现有技术得知的。为了更好的理解，图3示出沿轴向方向穿过图2的神庙状马达的剖面。为指示图1到图3中的表示是现有技术的设备，附图标记在此分别设有单引号或破折号。神庙状马达作为一个整体由附图标记1'表征。关于神庙状马达的特性是定子2'具有多个线圈铁心4'，其中每个线圈铁心均包括与轴向方向A'平行地延伸的棒形纵向分支41'。所述方向在这方面意指由转子3'的期望的旋转轴线限定的轴向方向A'，所述期望的旋转轴线是当转子3'在安置成垂直于轴向方向的径向平面中相对于定子2'处于居中且非倾斜的位置中时转子3'在操作状态中旋转所围绕的旋转轴线。图1到图3中关于转子3'仅示出转子3'的相应的磁有效铁心31'，所述磁有效铁心分别被配置为盘形永磁体。永磁体的磁化分别由无附图标记的箭头图示。此外，电磁旋转驱动器也是众所周知的，其根据无轴承马达的原理被配置和操作。术语无轴承马达在这方面意指一种电磁旋转驱动器，其中在不提供单独的磁轴承的情况下，相对于定子完全磁性地支撑转子。为此目的，定子被配置为支承和驱动定子；因此，其既是电驱动器的定子又是磁性支撑的定子。能够使用电绕组来产生磁旋转场，所述磁旋转场一方面在转子上施加转矩，这实现其旋转，且另一方面在转子上施加能够根据需要设定的剪切力，使得能够主动地控制或调节转子的径向位置。缺少具有转子的完全磁性支撑的单独磁轴承是为无轴承马达命名的性质。同时，无轴承马达已变得为技术人员充分地熟知，且被用于许多不同的应用。例如，在EP-A-0860046和EP-A-0819330中能够找到一些基本描述。由于缺少机械轴承，因此无轴承马达特别适合于用以输送非常敏感的物质的泵送、混合或搅拌设备，例如血泵；或关于纯净度具有非常高的要求（例如，在制药行业或生物技术行业中）的泵送、混合或搅拌设备；或用以输送将非常快速地破坏机械轴承的研磨剂的泵送、混合或搅拌设备（例如，用于半导体行业中的浆料的泵或混合器）。无轴承马达也在半导体生产中用于支撑和旋转晶圆，例如当用光阻或其它物质涂覆或处理晶圆时。在泵送、搅拌或混合应用中无轴承马达的原理的另一个优势产生于转子作为一体式转子的设计，所述一体式转子既是电磁驱动器的转子又是泵、搅拌器或混合器的转子。除了无接触磁性支撑之外，在此所得的优势还有非常紧凑且节省空间的构造。另外，无轴承马达的原理也允许其中能够非常容易地将转子与定子分开的设计。这是非常大的优势，例如因为转子因此能够被设计为用于单次使用的一次性零件。此类一次性应用现今经常取代一些工艺，其中由于非常高的纯净度要求，先前必须以复杂和/或昂贵的方式（例如，借助于蒸汽灭菌）对接触工艺中待处理的物质的所有那些部件进行清洁和消毒。在用于单次使用的构造中，接触待处理的物质的那些部件仅被使用恰好一次，并且然后在下一次应用中用新的，即未使用过的一次性零件替换。在此能够以制药行业和生物技术行业为例。在此经常制备溶液和悬浮液，其需要仔细掺合或输送物质。在制药行业中（例如，在药物活性物质的生产中），对清洁度有非常高的要求；接触物质的部件常常甚至必须被消毒。生物技术中也产生类似的要求，例如在生物物质、细胞或微生物的制备、处理或培养中，其中必须确保极高程度的纯净度以便不危及生产出的产品的可用性。在此能够以生物反应器作为另一示例，在所述生物反应器中培养例如用于组织或特殊细胞或其它非常敏感的物质的生物替代物。在此也需要泵送、搅拌或混合设备，以便例如确保营养液的连续掺合或确保其在混合槽中的连续循环。在这方面，必须确保非常高的纯净度以保护物质或生产出的产品不受污染。在此类应用中，于是泵送、搅拌或混合设备由一次性设备和可重复使用的设备组成。在这方面，一次性设备包括接触物质并且被配置为用于单次使用的一次性零件的那些部件。这是例如具有转子的泵送或混合槽，所述转子被设在泵送或混合槽中且于是例如包括用于输送物质的叶轮。可重复使用设备包括被永久地使用（即，多次）的那些部件，例如定子。例如，在EP-B-2065085中公开了此类设备。在作为一次性零件的构造中，经常将泵送或混合槽设计为具有包含在其中的转子的柔性塑料袋或塑料包。这些袋经常已经在制造期间或在包装和存储之后被消毒，并且在包装中以无菌形式向客户供应。用于单次使用的一次性零件的制造或设计的重要标准是能够以尽可能简单的方式将其与可重复使用的设备或其部件组装在一起。期望的是能够以尽可能少的付出、以小工作量、快速且优选地不用工具进行这种组装。另一个方面是能够尽可能经济和廉价地制造这些一次性零件。在这方面，具体地，也重视价格合理、简单的原始材料（诸如，商业塑料）。在用后即弃式零件的设计中，可用资源的有环境意识的处理和负责任的使用也是主要方面。这种构造也是众所周知的，其中总泵送、搅拌或混合设备被配置成用于单次使用。本身已知的特别有利的实施例是将最初描述的神庙状马达配置为无轴承马达，而不论其是否包括用于单次使用的部件。在图1到图3中所示的神庙状马达1'的实施例中，线圈铁心4'（在此，例如有六个线圈铁心4'）以圆形方式且围绕转子3'（内转子）等距地与棒形纵向分支41'一起布置。在作为外转子的实施例中，转子是例如环形，且线圈铁心被布置成相对于转子向内安置。沿轴向方向A'延伸且令人联想到神庙的柱的多个棒形纵向分支41'给予神庙状马达其名称。每个棒形纵向分支41'沿轴向方向A'从第一端部（根据图示在底部处）延伸直到第二端部（根据图示在顶部处）。第一端部沿径向方向由回流装置（reflux）5'连接，所述回流装置包括每一个均被布置在两个相邻的线圈铁心4'之间的多个节段。永磁转子3'布置在纵向分支41'的第二端部之间且在操作状态中围绕轴向方向A'旋转，其中，无接触地磁性地驱动转子3'，并且相对于定子2'无接触地磁性地支撑转子3'，并且其中，调节转子3'的径向位置使得其位于纵向分支41'的第二端部之间的居中位置中。纵向分支41'支承绕组以生成对于磁性驱动转子3'和对于磁性支撑转子3'所需的电磁旋转场。在图1到图3中所示的实施例中，绕组被配置成例如使得环绕每个纵向分支41'缠绕离散线圈61'，即，每个线圈61'的线圈轴线相应地沿轴向方向A'延伸。在这方面，对于神庙状马达而言通常的是线圈61'的线圈轴线与期望的旋转轴线平行地延伸，且线圈61'或绕组未布置在磁转子平面C'中。磁转子平面C'是转子3'的磁有效铁心31'的磁中心平面。该平面垂直于轴向方向A'，在操作状态中，转子3'或转子3'的磁有效铁心31'被支撑在所述平面中。一般地，且具体地在图1到图3中所示的作为盘的转子3'的磁有效铁心31'的实施例中，磁转子平面C'是转子3'的磁有效铁心31'的几何中心平面，其安放成垂直于轴向方向A'。如图1到图3示出，线圈61'布置在磁转子平面C'下方，且优选地布置在转子3'的磁有效铁心31'下方。图2和图3示出神庙状马达的经常实现的实施例。在这种实施例中，除了纵向分支41'之外，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为神庙状马达的电磁旋转驱动器，所述电磁旋转驱动器具有能够无接触地磁性地驱动的转子（3），所述转子被配置为无线圈且无永磁体并且包括磁有效铁心（31），且所述电磁旋转驱动器具有定子（2），在操作状态中能够由所述定子围绕期望的旋转轴线无接触地磁性地驱动所述转子（3），其中，所述定子（2）具有多个线圈铁心（4），所述线圈铁心中的每一个均包括沿与所述期望的旋转轴线平行的方向从第一端部（43）延伸直到第二端部（44）的棒形纵向分支（41），其中，所有所述第一端部（43）均由回流装置（5）连接，并且其中，设置多个绕组（6、61）以便生成电磁旋转场，其中每个所述绕组均环绕所述纵向分支（41）中的一个，所述电磁旋转驱动器的特征在于，所述线圈铁心（4）包括多个永磁体（45、46），能够由所述永磁体生成永磁预磁化磁通量。

【技术特征摘要】
2016.04.14 EP 16165393.61.一种被配置为神庙状马达的电磁旋转驱动器，所述电磁旋转驱动器具有能够无接触地磁性地驱动的转子（3），所述转子被配置为无线圈且无永磁体并且包括磁有效铁心（31），且所述电磁旋转驱动器具有定子（2），在操作状态中能够由所述定子围绕期望的旋转轴线无接触地磁性地驱动所述转子（3），其中，所述定子（2）具有多个线圈铁心（4），所述线圈铁心中的每一个均包括沿与所述期望的旋转轴线平行的方向从第一端部（43）延伸直到第二端部（44）的棒形纵向分支（41），其中，所有所述第一端部（43）均由回流装置（5）连接，并且其中，设置多个绕组（6、61）以便生成电磁旋转场，其中每个所述绕组均环绕所述纵向分支（41）中的一个，所述电磁旋转驱动器的特征在于，所述线圈铁心（4）包括多个永磁体（45、46），能够由所述永磁体生成永磁预磁化磁通量。2.根据权利要求1所述的旋转驱动器，其中，所述定子（2）被配置为支承和驱动定子，在操作状态中，能够由所述定子相对于所述定子（2）无接触地磁性地支撑所述转子（3）。3.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转驱动器，其中，每个所述线圈铁心（4）均包括横向分支（42），所述横向分支布置在所述纵向分支（41）的所述第二端部（44）处并且沿垂直于由所述期望的旋转轴线限定的轴向方向（A）的径向方向延伸。4.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转驱动器，其中，每个所述线圈铁心（4）均包括从所述纵向分支（41）的所述第一端部（43）延伸直到所述第二端部（44）的永磁部分（46），且包括两个无永磁体部分（47），每一个所述无永磁体部分（47）均从所述第一端部（43）延伸直到所述第二端部（44），并且其中，所述永磁部分（46）布置在所述两个无永磁体部分（47）之间。5.根据权利要求3所述的旋转驱动器，其中，所述线圈铁心（4）的所述永磁部分（46）和所述两个无永磁体部分（47）中的每一者均延伸穿过所述横向分支（42）；并且其中，所述永磁部分（46）在所述横向分支（42）中布置在所述两个无永磁体部分（47）之间。6.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转驱动器，其中，所述永磁部分（46）中的每一个均垂直于所述径向方向且垂直于所述轴向方向（A）被极化，并且其中相邻的线圈铁心（4）的所述永磁体（46）中的每一个均沿相对方向被极化。7.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转驱动器，其中，所述线圈铁心的所述无永磁体部分（47）中的每一个均由元件（48）制造成捆绑的叠片形式，并且其中所述元件（48）沿所述转子（3）的周向方向堆叠。8.根据前述权利要求中的任一项所述的旋转驱动器，其中，所述定子（2）具有偶数个线圈铁心（4），优选地六个或八个或十二个线圈铁心（4）。9.根据权利要求2到8中的任一项所述的旋转驱动器，其中，所述线圈铁心（4）的所述横向分支（42）的面向...

【专利技术属性】
技术研发人员：T霍伦施泰因，R舍布，
申请(专利权)人：莱维特朗尼克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH