磁悬浮装置及磁悬浮转台制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁悬浮装置及磁悬浮转台，包括定子和转子，定子包括永磁装置和第一悬浮控制组件，第一悬浮控制组件包括第一、第二控制组件，第一控制组件配置为向转子施加沿轴向向上的悬浮力，第二控制组件配置为向转子施加沿轴向向下的悬浮力，第一控制组件包括多个第一定子磁极，第二控制组件包括多个第二定子磁极，永磁装置包括多个永磁组件，多个永磁组件在圆周方向上均匀设置，并在每对径向对称的两个第一定子磁极的第一气隙处或每个第一定子磁极的第一气隙处产生相等或接近相等的磁通，且在每对径向对称的两个第二定子磁极的第二气隙处或每个第二定子磁极的第二气隙处产生相等或接近相等的磁通。本发明专利技术能够改善磁悬浮转台旋转的稳定性。悬浮转台旋转的稳定性。悬浮转台旋转的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮装置及磁悬浮转台


[0001]本专利技术涉及磁悬浮
，具体的是一种磁悬浮装置及磁悬浮转台。

技术介绍

[0002]磁悬浮装置是一种利用磁场力将转子悬浮，使转子和定子之间没有任何机械接触的磁悬浮旋转驱动器。磁悬浮装置或磁悬浮旋转驱动器具有高洁净，无析出，无颗粒，无动密封，性能优越的特点，在生物化学、医疗、半导体制造等超纯净驱动领域具有良好的应用前景。
[0003]在半导体制造中，一方面，晶圆的洁净度很重要,因为晶圆表面的洁净度会影响后续半导体工艺及产品的合格率，为了达到超洁净的需要，硅或其他半导体材料的晶圆必须在受控的超清洁气氛中处理。比如，在晶圆的制造过程中，一个制造步骤是在离子注入掺杂之后对晶圆进行退火。掺杂在晶体结构上施加应变，如果应力不能得到快速释放,将导致离子掺杂的电阻率发生不希望的变化。目前，通常采用快速热处理工艺 (RT) 进行退火处理。再一方面，晶圆的处理均匀性很重要,为了产生均匀性,通常在处理晶圆时要围绕晶圆中心的垂直轴或z轴旋转晶圆。旋转还用于其他晶圆处理,例如化学气相沉积、热处理、离子注入掺杂和其他技术掺杂。为了满足半导体工艺制造中超洁净和处理均匀性等的严苛要求，半导体热处理设备最佳采用无接触旋转驱动的磁悬浮转台。磁悬浮转台除了包括磁悬浮装置的定子和转子外，还包括支撑晶圆的承载体等，定子用于产生磁场以驱动转子及承载体旋转和悬浮。根据定子和转子两者的相对位置差异，可以分为内转子的磁悬浮转台和外转子的磁悬浮转台。
[0004]例如，一种磁悬浮装置包括转子和定子，定子包括第一悬浮控制组件（对应转子的第一层）和第二悬浮控制组件（对应转子的第二层），第一悬浮控制组件包括第一控制组件和第二控制组件，它们的定子磁极在圆周方向均采用等分的方式，例如，第一控制组件包括圆周等距设置的3个第一定子磁极，3个第一定子磁极之间形成绕组槽，每个第一定子磁极上设有第一电磁绕组。定子还包括提供永磁偏置磁场的永磁体，永磁体为环形体，通过第一层、第二层的定子磁极对转子施加永磁偏置磁场，然而对于直径较大的磁悬浮装置。例如，内转子式磁悬浮装置，制造大直径环形永磁体的工艺难度很大且加工制造成本较高，且由于永磁体提供的永磁偏置磁场较强，整体式结构存在装配困难。因此，需要考虑采用分立式的永磁体，例如，在圆周上4个等距方位（X+，X
‑
，Y+，Y
‑
）处分别设置永磁体，这种结构：一方面，多个永磁体产生的永磁偏置磁场(磁通)在第一悬浮控制组件的多个第一定子磁极的气隙处不相等（不均衡），且在多个第二定子磁极的气隙处也不相等（不均衡），导致多个第一定子磁极的各气隙处定子对转子产生的力不相等，ｘ轴、ｙ轴合力不为零，各气隙处z轴分力不相等，同样，多个第二定子磁极的各气隙处定子对转子产生的力不相等，ｘ轴、ｙ轴合力不为零，各气隙处z轴分力不相等。这样，转子在平衡位置旋转也会受到永磁偏置磁场施加的不均衡力，进而导致转子运行径向波动及轴向波动，影响电机运转的稳定性。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种磁悬浮装置及磁悬浮转台，其用于解决以上问题中的至少一种。
[0006]本公开实施例公开了一种磁悬浮装置，包括定子和转子，所述定子包括永磁装置和第一悬浮控制组件，所述第一悬浮控制组件包括沿轴向错层设置的第一控制组件和第二控制组件，所述第一控制组件配置为向转子施加沿轴向向上的悬浮力，所述第二控制组件配置为向转子施加沿轴向向下的悬浮力，其特征在于，所述第一控制组件包括多个第一定子磁极，所述多个第一定子磁极在圆周方向上均匀设置，所述第二控制组件包括多个第二定子磁极，所述多个第二定子磁极在圆周方向上均匀设置；所述永磁装置包括多个永磁组件，所述多个永磁组件在圆周方向上均匀设置，并在每对径向对称的两个第一定子磁极的第一气隙处或每个第一定子磁极的第一气隙处产生相等或接近相等的磁通，且在每对径向对称的两个第二定子磁极的第二气隙处或每个第二定子磁极的第二气隙处产生相等或接近相等的磁通。
[0007]进一步的，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量及所述多个永磁组件的数量均为大于等于2的偶数，或者，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量及所述多个永磁组件的数量均相同且不为偶数。
[0008]进一步的，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量相同且均为偶数。
[0009]进一步的，在圆周方向上，相邻两个第一定子磁极之间设置一个第二定子磁极，且相邻两个第二定子磁极之间设置一个第一定子磁极。
[0010]进一步的，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量和所述多个永磁组件的数量均为4个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。
[0011]进一步的，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量均为4个，所述多个永磁组件的数量为8个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对，且每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。
[0012]进一步的，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量均为8个，所述多个永磁组件的数量为4个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对，或者，每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。
[0013]进一步的，每个第一定子磁极与一个第二定子磁极对应设置并在轴向至少部分重叠。
[0014]进一步的，所述定子还包括第二悬浮控制组件，所述第二悬浮控制组件配置为向所述转子施加径向的悬浮力，所述第二悬浮控制组件包括多个第三定子磁极，所述多个第三定子磁极在圆周方向上均匀设置，所述多个永磁组件夹持于所述第一悬浮控制组件和所述第二悬浮控制组件之间，并在每对径向对称的两个第三定子磁极的第三气隙处或每个第三定子磁极的第三气隙处产生相等或接近相等的磁通。
[0015]进一步的，所述多个第三定子磁极的数量和所述多个永磁组件的数量均为4个，每个永磁组件与一个第三定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的两个第三定子磁极之间。
[0016]进一步的，所述第一定子磁极上设有第一电磁绕组，所述第二定子磁极上设有第二电磁绕组，所述第三定子磁极上设有第三电磁绕组。
[0017]进一步的，每个第三定子磁极朝向转子的一侧形成有多个电机槽，相邻两个电机槽之间形成电机齿，相邻两个第三定子磁极之间形成电机槽隙，所述电机槽隙配置为一个电机槽。
[0018]进一步的，所述转子包括转子主体、自所述转子主体向所述定子延伸的第一环缘和第二环缘，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮装置，包括定子（1）和转子（2），所述定子包括永磁装置（11）和第一悬浮控制组件（12），所述第一悬浮控制组件包括沿轴向错层设置的第一控制组件（121）和第二控制组件（122），所述第一控制组件配置为向转子施加沿轴向向上的悬浮力，所述第二控制组件配置为向转子施加沿轴向向下的悬浮力，其特征在于，所述第一控制组件包括多个第一定子磁极（1211），所述多个第一定子磁极在圆周方向上均匀设置，所述第二控制组件包括多个第二定子磁极（1221），所述多个第二定子磁极在圆周方向上均匀设置；所述永磁装置包括多个永磁组件（111），所述多个永磁组件在圆周方向上均匀设置，并在每对径向对称的两个第一定子磁极的第一气隙处或每个第一定子磁极的第一气隙处产生相等或接近相等的磁通，且在每对径向对称的两个第二定子磁极的第二气隙处或每个第二定子磁极的第二气隙处产生相等或接近相等的磁通。2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量及所述多个永磁组件的数量均为大于等于2的偶数，或者，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量及所述多个永磁组件的数量均相同且不为偶数。3.根据权利要求2所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量相同且均为偶数。4.根据权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，在圆周方向上，相邻两个第一定子磁极之间设置一个第二定子磁极，且相邻两个第二定子磁极之间设置一个第一定子磁极。5.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第一定子磁极的数量、所述多个第二定子磁极的数量和所述多个永磁组件的数量均为4个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。6.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量均为4个，所述多个永磁组件的数量为8个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对，且每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。7.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第一定子磁极的数量与所述多个第二定子磁极的数量均为8个，所述多个永磁组件的数量为4个，每个永磁组件与一个第一定子磁极在圆周方向上的位置相对，或者，每个永磁组件与一个第二定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在圆周方向上，每个永磁组件等距设置在相邻的一个第一定子磁极和一个第二定子磁极之间。8.根据权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，每个第一定子磁极与一个第二定子磁极对应设置并在轴向至少部分重叠。9.根据权利要求1
‑
8任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述定子还包括第二悬浮控制组件（13），所述第二悬浮控制组件配置为向所述转子施加径向的悬浮力，所述第二悬浮控制组件包括多个第三定子磁极（131），所述多个第三定子磁极在圆周方向上均匀设置，所述多个永磁组件夹持于所述第一悬浮控制组件和所述第二悬浮控制组件之间，并在每对
径向对称的两个第三定子磁极的第三气隙处或每个第三定子磁极的第三气隙处产生相等或接近相等的磁通。10.根据权利要求9所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述多个第三定子磁极的数量和所述多个永磁组件的数量均为4个，每个永磁组件与一个第三定子磁极在圆周方向上的位置相对；或者，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德刚，秦晓帆，吴文志，
申请(专利权)人：苏州苏磁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：