磁性支承设备制造技术

本发明专利技术涉及一种磁性支承设备

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁性支承设备


[0001]本专利技术涉及一种磁性支承设备，包括具有至少一个定子的定子组件和转子，其中定子具有带至少一个线圈架的线圈装置
、
磁体和磁通传导设备，转子相对于定子组件沿着定子组件的至少纵向方向能够移动，并且定子组件和转子配置为使得当向线圈装置施加电能时能够向转子施加磁力以便在定子组件与转子之间形成气隙
。
此外，本专利技术涉及一种具有这种磁性支承设备的定位系统
。

技术介绍

[0002]这种磁性支承设备和相应定位系统在现有技术中已知用于位置关键设备的精确定位
。
根据
Sang
‑
Ho Lee
等人的第一公开文献“新型永磁偏置线性磁性支承设计及其在高精度线性运动阶段的应用
(Design of Novel Permanent Magnet Biased Linear Magnetic Bearing and it's Application to High
‑
Precision Linear Motion Stage)”，以及
Dong
‑
Chul Han
等人的第二公开文献“具有新型稀土永磁偏置磁性支承悬架的高精度线性运动台
(The High Precision Linear Motion Table With a Novel Rare Earth Permanent Magnet Biased Magnetic Bearing Suspension)”，已知了具有根据权利要求1的通用概念的磁性支承设备的通用定位系统
。
[0003]第一公开文献描述了一种磁性支承设备，包括定子以及能够相对于定子沿着运动方向移动的滑动件
。
磁性支承设备基本上由磁通传导部件
、
磁体和线圈组成，并且配置为当电能施加至线圈时在转子上施加磁力以完全补偿转子的重力，从而作为升力作用在转子上
。
尤其是，载流线圈产生与由磁体产生的磁场彼此作用的磁场
。
有源元件
(
线圈
)
位于转子中，这具有的缺点是：电力供应所需的电缆必须被附接至转子上，并且当转子相对于定子移动时该电缆被携带
。
可替代地，将不得不提供无线电力传输或者必须将能量存储元件布置在转子中，这将导致转子重量的显著增加
。
此外，通过该构造，电感生热输入的耗散仅可经由空气和可经由电缆进行
。
[0004]第二公开文献描述了
xy
台，其也包括来自第一公开文献的磁性支承设备的结构的一部分
。
然而，在此，有源元件
(
线圈
)
是定子的一部分，这意味着不再必须将电能供应给转子
。
然而，在转子运动期间相对于转子坐标系而言小得多的行进距离和施力点的改变是该构造的缺点
。
尤其是，施力点的位置取决于几何尺寸，导致相对于转矩的位置相关的杠杆臂，这对于这种系统的控制是不利的，进一步导致了沿着运动方向的位置相关的动力要求
。
[0005]此外，存在具有定子和转子的新颖磁性支承设备，其中线圈和磁体以及相关联的磁通传导设备仅设置于定子中，并且其中，向线圈外加电能会在转子上施加磁力，这在定子和转子之间形成气隙
。
在这种情况下，转子在纵向方向上的延伸是尽可能小的以便允许沿着定子的最长可能的行程
。
对于较长的行进距离，需要使转子与定子组件相比尽可能短，因为线圈
、
磁体和磁通传导设备形成的较长定子组件导致高功率损耗和较差的马达效率
。

技术实现思路

[0006]因此本专利技术基于的任务是提供一种磁性支承设备，允许转子在定子的纵向延伸方向上的长行程，仅具有低功率耗散
。
[0007]该任务在一般磁性支承设备中尤其是通过以下事实解决：定子组件具有至少两个定子，其中至少两个定子的磁通传导设备之间在定子组件的纵向方向上的最小距离是在零与至少两个定子的线圈装置之间的距离的范围内，优选地在零与线圈装置之间的距离的
50
％之间，尤其是在零与线圈装置之间的距离的
10
％之间
。
在这种情况下，线圈装置仅设置在定子组件的定子中，这意味着没有电能需要被传输至转子，并且意味着转子作为无源组件可以在其尺寸和重量方面降低至最小
。
结果是，在有源控制期间转子能够沿着定子移动，不存在显著的齿槽力和齿槽转矩
。
对于转子在定子组件的纵向方向上或在转子沿着定子组件的移动方向上的较长行程，本专利技术提供了一种具有至少两个定子的定子组件，其中至少两个定子的磁通传导设备沿着定子组件在该纵向方向上几乎连续地延伸
。
与具有非常长定子的定子组件相比，至少两个定子的布置使得能够显著地降低功率损耗以及有更好的效率，因为线圈的可用部分是由闭合
(R
ü
ckschl
ü
sse)
的长度所确定的
。
此外，设置若干短定子具有制造优点，因为可以使用若干相同的部件来代替复杂制造的单独部件
。
为了使转子在至少两个定子之间传送过程中出现的齿槽力和齿槽转矩以及由于磁通传导设备在线圈的磁极面处的中断而在载流方向上发生的力孔最小化，提供了在至少两个定子的磁通传导设备之间的最小可能距离，使得定子能够设计成具有在纵向方向上几乎连续的磁通传导材料
。
因此，沿着定子组件的至少两个或多个定子的纵向方向创建了一种类型的导轨，使得磁通量在定子组件的磁通传导设备的整个区域上被合理地均匀分布
。
当使用若干定子时，定子组件的单独区域能够被单独地控制，使得与具有对应长度的单个定子相比，使用根据本专利技术的磁性支承设备明显更小的功率损耗是可行的，因为仅需要对相关定子通电
。
[0008]优选实施例提供的是，至少两个定子的磁通传导设备在定子组件的纵向方向上彼此接触，或者彼此直接接触
。
磁通传导设备在相应极面处的直接接触或材料连接最小化了在定子组件的定子之间的过渡期间在载流方向上力孔的出现
。
[0009]方便的实施例提供的是，至少两个定子的磁通传导设备包括磁通传导杆，磁通传导杆相对于至少两个定子的线圈装置的上端面或下端面至少部分地突出
。
磁通传导杆的设置促进了定子组件的基本上连续的磁通传导设备的形成，由此避免了大的齿槽力和齿槽转矩的出现
。
磁通传导杆优选地设置在磁通量的出口点和入口点的区域中，以便实现磁通量的最大可能的均匀分布
。
[0010]定子组件的便利设计提供的是，至少两个定子的磁通传导设备具有磁通传导部件，所述磁通传导杆配置为与磁通传导部件是一体的
。
以此方式，定子组件的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种磁性支承设备
(1)
，包括具有至少一个定子
(2
‑
1)
的定子组件
(2)
和转子
(3)
，其中所述定子
(2
‑
1)
包括具有至少一个线圈架
(4
‑
1、4
‑
2)
的线圈装置
(4)、
磁体
(5)
和磁通传导设备
(6)
，所述转子
(3)
至少沿着所述定子组件
(2)
的纵向方向
(x)
相对于所述定子组件
(2)
能够移动，并且所述定子组件
(2)
和所述转子
(3)
配置为使得当对所述线圈装置
(4)
施加电能时，能够对所述转子
(3)
施加磁力以便在所述定子组件
(2)
与所述转子
(3)
之间形成气隙；其特征在于，所述定子组件
(2)
包括至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
，所述至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
的磁通传导设备
(6)
包括磁通传导部件
(6a
‑
6c)
和磁通传导杆
(9a
‑
9c)
，所述磁通传导杆
(9a
‑
9c)
布置在所述磁通传导部件
(6a
‑
6c)
上并且相对于所述至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
的线圈装置
(4)
的上
、
下端面至少部分地突出，其中，所述至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
的所述磁通传导设备
(6)、
尤其是磁通传导杆
(9a
‑
9c)
之间在所述定子组件
(2)
的纵向方向
(x)
上的最小距离在零和所述至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
的线圈装置
(4)
的距离之间的范围内，优选在零与所述线圈装置
(4)
的距离的
50
％之间，尤其是在零与所述线圈装置
(4)
的距离的
10
％之间
。2.
根据权利要求1所述的磁性支承设备，其特征在于，所述至少两个定子
(2
‑
1、2
‑
2)
的所述磁通传导设备
(6)
的所述磁通传导杆
(9a
‑
9c)
在所述定子组件
(2)
的纵向方向
(x)
上彼此接触或彼此直接接触
。3.
根据权利要求1或2所述的磁性支承设备，其特征在于，所述磁通传导杆
(9a
‑
9c)
的至少一部分配置为与所述磁通传导部件
(6a
‑
6c)
是一体的
。4.
根据权利要求3所述的磁性支承设备，其特征在于，所述磁通传导杆
(9a
‑
9c)
配置为与所述磁通传导部件
(6a
‑
6c)
是单独的，并且与所述磁通传导部件
(6a
‑
6c)
接触
。5.
根据权利要求4所述的磁性支承设备，其特征在于，所述磁通传导杆
(9a
‑
9c)
作为一个零件延伸经过所述至少两个定子
...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大，
申请(专利权)人：物理仪器，
类型：发明
国别省市：