一种动磁铁直线电机制造技术

本发明专利技术涉及半导体集成电路技术领域，公开一种动磁铁直线电机。其中动磁铁直线电机包括定子线圈装置和动子磁钢装置，定子线圈装置包括至少四组周向环设的线圈组，且线圈组的数量为偶数个，线圈组的横截面呈扇形或三角形，每个扇形或三角形均有一个角指向环心；动子磁钢装置包括至少四组周向磁钢组件和至少四组径向磁钢组件，周向磁钢组件、径向磁钢组件和线圈组的数量相同，周向磁钢组件依次间隔且一一对应地周向环设于线圈组的径向外侧，周向两两相邻的线圈组之间间隔处设置有一组径向磁钢组件，定子线圈装置与动子磁钢装置同轴设置，轴线方向为Y向；每个线圈组分别为动子磁钢装置提供Y向和垂直于Y向的电磁力。置提供Y向和垂直于Y向的电磁力。置提供Y向和垂直于Y向的电磁力。

【技术实现步骤摘要】
一种动磁铁直线电机


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路
，尤其涉及一种动磁铁直线电机。

技术介绍

[0002]磁悬浮技术具有非接触、无摩擦、无磨损等特点，在半导体集成电路装备领域内具有广阔的应用前景。在真空半导体设备中，传统的机械导轨和气浮导轨在真空及大行程中使用受到了限制。
[0003]传统直线电机，线圈呈跑道型，跑道型的线圈仅直线的部分为动子提供出力，跑道型的线圈的圆弧部分不提供出力，因此线圈利用率低，以及推力密度小。
[0004]基于此，亟需一种动磁铁直线电机，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

[0005]基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种动磁铁直线电机，实现了线圈组的任意有效边进行有效利用，提高了线圈利用率，推力密度更高，结构简单及结构紧凑。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种动磁铁直线电机，包括：
[0008]定子线圈装置，包括至少四组周向环设的线圈组，且所述线圈组的数量为偶数个，所述线圈组的横截面呈扇形或三角形，每个所述扇形或所述三角形均有一个角指向环心；
[0009]动子磁钢装置，包括至少四组周向磁钢组件和至少四组径向磁钢组件，所述周向磁钢组件、所述径向磁钢组件和所述线圈组的数量相同，所述周向磁钢组件依次间隔且一一对应地周向环设于所述线圈组的径向外侧，两两相邻的所述线圈组之间间隔设置有一组所述径向磁钢组件，所述定子线圈装置与所述动子磁钢装置同轴设置，轴线方向为Y向；
[0010]每个所述线圈组分别为所述动子磁钢装置提供Y向和垂直于Y向的电磁力。
[0011]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，每个所述线圈组包括沿Y向拼接的多个线圈群单元，所述线圈群单元包括六个呈扇形或三角形的线圈，六个所述线圈按照A线圈、Z线圈、B线圈、X线圈、C线圈和Y线圈的顺序依次排列并构成三相线圈，所述动子磁钢装置沿Y向至少覆盖两个所述线圈群单元；
[0012]所述A线圈与所述X线圈相位差180度，电流方向相反并组成第一相线圈；所述B线圈与所述Y线圈相位差180度，电流方向相反并组成第二相线圈；所述C线圈与所述Z线圈相位差180度，电流方向相反并组成第三相线圈。
[0013]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，沿Y向相邻所述线圈的同一侧端面的Y向间距为Pc，所述线圈的Y向宽度为Wc，Wc/Pc不小于95％。
[0014]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，所述径向磁钢组件包括沿Y向堆叠的多个径向磁钢，所述周向磁钢组件包括沿Y向堆叠的多个周向磁钢，沿垂直于Y向的同一平面内的所有所述径向磁钢和所有所述周向磁钢共同构成磁钢层，且所述磁钢层沿Y向堆叠至少四层，周向相邻的所述磁钢层的充磁方向相反，每个所述磁钢层中的磁钢的Y向宽度相
同。
[0015]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，所述线圈组、所述径向磁钢组件和所述周向磁钢组件均为四组，每个所述磁钢层均包括四个径向磁钢和四个周向磁钢，相邻所述周向磁钢的充磁方向沿径向方向相反；
[0016]四个所述径向磁钢分别为第一径向磁钢、第二径向磁钢、第三径向磁钢和第四径向磁钢，所述第一径向磁钢和所述第三径向磁钢位于X轴上，且充磁方向沿Z向方向相反，所述第二径向磁钢和所述第四径向磁钢位于Z轴上，且充磁方向沿X向方向相反，所述X向、所述Y向和所述Z向两两相互垂直；
[0017]与所述线圈组相邻的所述周向磁钢和所述径向磁钢的充磁方向同时均指向对应的所述线圈组或同时均背向对应的所述线圈组。
[0018]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，Y向相邻所述磁钢层之间的极距为τ，单个所述线圈群单元的宽度为2τ。
[0019]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，还包括电子电力开关，所述动磁铁直线电机运行时所述电子电力开关用于控制所述动子磁钢装置覆盖的所述线圈群单元为开路状态，控制所述动子磁钢装置未覆盖的所述线圈群单元为断路状态。
[0020]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，还包括多个驱动控制组，多个所述驱动控制组分别为第一驱动控制组、第二驱动控制组和第三驱动控制组，所述第一驱动控制组控制所有所述线圈组中第3N
‑
2层所述线圈群单元的电流方向和大小，所述第二驱动控制组控制所有所述线圈组中第3N
‑
1层所述线圈群单元的电流方向和大小，所述第三驱动控制组控制所有所述线圈组中第3N层所述线圈群单元的电流方向和大小，N为正整数。
[0021]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，每个所述驱动控制组均包括多个控制器，多个所述控制器与多个所述线圈组数量相同且一一对应设置，所述控制器被配置为控制对应的所述线圈组中的所述线圈群单元的电流方向和大小。
[0022]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，所述动子磁钢装置还包括电机背铁，所述周向磁钢组件和所述径向磁钢组件均安装于所述电机背铁上。
[0023]作为一种动磁铁直线电机的优选技术方案，所述定子线圈装置还包括支撑件，所述线圈组通过环氧胶灌封固定于所述支撑件上。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供一种动磁铁直线电机，定子线圈装置包括至少四组环设的线圈组，线圈组的横截面呈扇形或三角形，每个扇形或三角形均有一个角指向环心；动子磁钢装置包括至少四组周向磁钢组件和径向磁钢组件，周向磁钢组件一一对应地间隔设置于线圈组的径向外侧，两两相邻的线圈组之间间隔设置有一组径向磁钢组件，动子磁钢装置将线圈组全方位覆盖，将线圈组的任意有效边进行有效利用，对比传统直线电机，两端不出力的方案，本专利技术线圈利用率高，推力密度更高，结构简单及结构紧凑。定子线圈装置与动子磁钢装置同轴设置，轴线方向为Y向；定子线圈装置与动子磁钢装置之间设置有间隙，每个线圈组分别为动子磁钢装置提供Y向和垂直于Y向的电磁力。通过调节线圈组的电流方向，进而调节线圈组对动子磁钢装置的施力方向，实现动磁铁直线电机的动子磁钢装置多自由度运动，可以作为自动力的磁浮导轨使用，控制难度较低。该动磁铁直线电机既可以提供平稳的磁浮力和导向力，可在真空环境作为导轨使用，同时还可以提供沿Y向的长行程的运动动
力，实现大行程、无线缆运动，在高速高精度及超洁净环境中具有巨大优势。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术具体实施方式提供的动磁铁直线电机的主视图；
[0028]图2是本专利技术具体实施方式提供的动磁铁直线电机的结构示意图；
[0029]图3是本专利技术具体实施方式提供的径向磁钢组件和周向磁钢组件的结构示意图；
[0030]图4是本专利技术具体实施方式提供的径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动磁铁直线电机，其特征在于，包括：定子线圈装置(1)，包括至少四组周向环设的线圈组(11)，且所述线圈组(11)的数量为偶数个，所述线圈组(11)的横截面呈扇形或三角形，每个所述扇形或所述三角形均有一个角指向环心；动子磁钢装置(2)，包括至少四组周向磁钢组件(22)和至少四组径向磁钢组件(21)，所述周向磁钢组件(22)、所述径向磁钢组件(21)和所述线圈组(11)的数量相同，所述周向磁钢组件(22)依次间隔且一一对应地周向环设于所述线圈组(11)的径向外侧，周向两两相邻的所述线圈组(11)之间间隔处设置有一组所述径向磁钢组件(21)，所述定子线圈装置(1)与所述动子磁钢装置(2)同轴设置，轴线方向为Y向；每个所述线圈组(11)分别为所述动子磁钢装置(2)提供所述Y向和垂直于所述Y向的电磁力。2.根据权利要求1所述的动磁铁直线电机，其特征在于，每个所述线圈组(11)包括沿所述Y向拼接的多个线圈群单元(150)，所述线圈群单元(150)包括六个呈扇形或三角形的线圈，六个所述线圈按照A线圈(150A)、Z线圈(150Z)、B线圈(150B)、X线圈(150X)、C线圈(150C)和Y线圈(150Y)的顺序依次排列并构成三相线圈，所述动子磁钢装置(2)沿所述Y向至少覆盖两个所述线圈群单元(150)；所述A线圈(150A)与所述X线圈(150X)相位差180度，电流方向相反并组成第一相线圈；所述B线圈(150B)与所述Y线圈(150Y)相位差180度，电流方向相反并组成第二相线圈；所述C线圈(150C)与所述Z线圈(150Z)相位差180度，电流方向相反并组成第三相线圈。3.根据权利要求2所述的动磁铁直线电机，其特征在于，沿所述Y向相邻所述线圈的同一侧端面的所述Y向间距为Pc，所述线圈的所述Y向宽度为Wc，Wc/Pc不小于95％。4.根据权利要求2所述的动磁铁直线电机，其特征在于，所述径向磁钢组件(21)包括沿所述Y向堆叠的多个径向磁钢，所述周向磁钢组件(22)包括沿所述Y向堆叠的多个周向磁钢，沿垂直于所述Y向的同一平面内的所有所述径向磁钢和所有所述周向磁钢共同构成磁钢层，且所述磁钢层沿所述Y向堆叠至少四层，相邻所述磁钢层的充磁方向相反，每个所述磁钢层中的磁钢的所述Y向宽度相同。5.根据权利要求4所述的动磁铁直线电机，其特征在于，所述线圈组(11)、所述径向磁钢组件(21)和所述周向磁钢组件(22)均为四组，每个所述磁钢层均包括四个径向磁钢和四个周向磁钢，周向相邻的所述周向磁钢的充磁方向沿径向方向相...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，彭仁强，王鑫鑫，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：