專利名稱：具有懸浮和橫向力能力的無鐵芯磁性直線馬達(dá)的制作方法
具有懸浮和橫向力能力的無鐵芯磁性直線馬達(dá)籠統(tǒng)地說，本發(fā)明涉及無鐵芯磁性直線馬達(dá)。具體而言，本發(fā)明 涉及如何在無鐵芯磁性直線馬達(dá)中產(chǎn)生兩個或多個垂直的可控制力。
圖1~4說明采用磁軌30和動子(forcer) 40的無鐵芯磁性直線 馬達(dá)20。磁軌30包括直線磁性陣列31和直線磁性陣列32，用于在 直線空氣間隙之間產(chǎn)生磁場(3，如同圖3最好地說明的一樣。直線磁 性陣列31和32在相鄰磁鐵之間具有180度的空間間隔。動子40沿著直線空氣間隙的中心X-Z縱平面CP放置在上述直 線空氣間隙內(nèi)，如同圖2最好地說明的一樣，并且包括三(3)個線 圈41~43，相鄰線圈之間具有120°+ 11*360度的空間間隔(n是一個 任意整數(shù))。如圖4所示，線圈41用它的換向驅(qū)動電流Ix,的流經(jīng)路 徑表示，線圈42用它的換向驅(qū)動電流Ix2的流經(jīng)路徑表示，線圈43 用它的換向驅(qū)動電流IX3的流經(jīng)路徑表示。線圈41~43中與直線空氣間隙的X驅(qū)動軸垂直，與直線空氣間 隙的Z懸浮軸平行的相對的多組驅(qū)動匝在磁場P內(nèi)部，如同圖2和4 最好地說明的一樣。線圈41~43中與X驅(qū)動軸平行，與Z懸浮軸垂 直的相對的多組懸浮匝在磁場P外部，如同圖最好地說明的一樣。結(jié) 果，分別給線圈41 43施加的120度相移PS1的換向驅(qū)動電流IX1、 Ix2和IX3，能夠產(chǎn)生與X驅(qū)動軸平行的驅(qū)動力Fx，如同圖5最好地說 明的一樣。無鐵芯磁性直線馬達(dá)20結(jié)構(gòu)配置的缺點是不能產(chǎn)生如同圖5最 好地說明的與Z懸浮軸平行的基本上獨立的懸浮力Fz，以及不能產(chǎn) 生如同圖5最好地說明的與直線空氣間隙Y橫向軸平行的基本上獨 立的橫向力FY。為了克服這些缺點，本發(fā)明提供一種改進(jìn)了的新型 無鐵芯磁性直線馬達(dá)，在磁軌30的直線空氣間隙內(nèi)采用動子40的一 種新取向，從而對于動子40的每個線圈，使換向懸浮電流Iz和/或換向橫向電流IY在換向驅(qū)動電流IX上重疊。在本發(fā)明的第一種形式中，線圈中與X驅(qū)動軸平行，與Z懸浮軸垂直的一組懸浮匝在磁場內(nèi)部；線圈中與X驅(qū)動軸平行，與Z懸 浮軸垂直的相對的一組懸浮匝在磁場外部。給線圈施加換向驅(qū)動電 流，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸平行，與Z懸浮軸垂直的驅(qū)動力。在換向驅(qū)動 電流上疊加與之具有相位偏移的換向懸浮電流，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸垂 直，與Z懸浮軸平行的懸浮力。在本發(fā)明的第二種形式中，動子的線圈偏離直線空氣間隙的中心 X-Z縱平面。給這個線圈施加換向驅(qū)動電流，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸平行， 與Y橫向軸垂直的驅(qū)動力。在換向驅(qū)動電流上疊加與之具有相位偏 移的換向橫向電流，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸垂直，與Y橫向軸平行的橫向 力。在本發(fā)明的第三種形式中，給動子的線圈施加換向驅(qū)動電流，產(chǎn) 生與X驅(qū)動軸平行的驅(qū)動力。動子在直線空氣間隙內(nèi)，響應(yīng)疊加在 換向驅(qū)動電流上，與之具有相位偏移的額外的換向線圈電流，產(chǎn)生與 X驅(qū)動軸垂直的力。通過下面參考附圖對本發(fā)明各個實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上 述形式和其它形式，以及各個特征和優(yōu)點將會非常清楚。詳細(xì)描述和 附圖僅僅是為了說明本發(fā)明，而不是要限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍由 后面的權(quán)利要求及其等同方案給出。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中無鐵芯磁性直線馬達(dá)在X-Z平面內(nèi)的示意圖； 圖2是圖1所示無鐵芯磁性直線馬達(dá)在Y-Z平面內(nèi)的示意圖； 圖3是圖1所示磁軌的直線空氣間隙在X-Y平面內(nèi)的示意圖； 圖4是給圖1所示動子的線圈施加換向驅(qū)動電流的X-Z平面示 意圖；圖5說明現(xiàn)有技術(shù)中施加給圖1所示動子的示例性換向驅(qū)動電流 以及動子響應(yīng)換向驅(qū)動電流產(chǎn)生的示例性驅(qū)動力；圖6是本發(fā)明第一實施例中無鐵芯磁性直線馬達(dá)在Y-Z平面內(nèi)的 示意圖；圖7是本發(fā)明中給圖6所示動子施加換向懸浮電流的X-Z平面 示意圖；圖8說明本發(fā)明中施加給圖7所示動子的示例性換向懸浮電流以 及動子響應(yīng)換向懸浮電流產(chǎn)生的示例性懸浮力；圖9是本發(fā)明中給圖7所示動子施加重疊的換向驅(qū)動電流和換向 懸浮電流的X-Z平面示意圖；圖10說明本發(fā)明中施加給圖9所示動子的換向驅(qū)動電流和換向 懸浮電流的示例性相位偏移；圖U是本發(fā)明第二實施例中無鐵芯磁性直線馬達(dá)在Y-Z平面內(nèi) 的示意圖；圖12是本發(fā)明中給圖ll所示動子施加重疊的換向驅(qū)動電流和換 向懸浮電流的X-Z平面示意圖；圖13和14是本發(fā)明第三實施例中無鐵芯磁性直線馬達(dá)在Y-Z平 面內(nèi)的示意圖；圖15是本發(fā)明中給圖13和14所示動子施加換向橫向電流的X-Z 平面示意圖；圖16說明本發(fā)明中施加給圖15所示動子的示例性換向橫向電流 和動子響應(yīng)換向橫向電流產(chǎn)生的示例性橫向力；圖17是本發(fā)明中給圖2所示動子施加重疊的換向驅(qū)動電流和換 向橫向電流的X-Z平面示意圖；圖18說明施加給圖17所示動子的換向驅(qū)動電流和換向橫向電流 的示例性相位偏移；圖19說明本發(fā)明第四實施例中的換向電流重疊/相位偏移控制系統(tǒng)；圖20說明本發(fā)明中一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)到對象的第一示例 性機(jī)械耦合；圖21說明本發(fā)明中一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)到對象的第二示例 性機(jī)械耦合；圖22是圖21所示無鐵芯磁性直線馬達(dá)在X-Z平面內(nèi)的示意圖； 圖23說明本發(fā)明中一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)到對象的第三示例性機(jī)械耦合；以及圖24是圖23所示一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)在X-Z平面內(nèi)的機(jī) 械耦合示意圖。參考圖6，本發(fā)明的無鐵芯磁性直線馬達(dá)21采用磁軌30和動子 40，在直線空氣間隙內(nèi)動子40具有新的和獨一無二的取向。具體而 言，動子40沿著直線空氣間隙的中心X-Z縱平面CP布置在直線空 氣間隙內(nèi)，如同圖6最好地說明的一樣。如圖7所示，動子40的線 圈41用它的換向懸浮電流IZ1的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈42用 它的換向懸浮電流Iz2的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈43用它的換 向懸浮電流IZ3的流經(jīng)路徑表示。線圈41~43與X驅(qū)動軸垂直并且與Z懸浮軸平行的相對組驅(qū)動 匝在磁場P的內(nèi)部，如同圖7最好地說明的一樣。從圖7的底部看過 去，線圈41~43與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的一組懸浮匝 在磁場卩的外部，而從圖7的頂部看過去，線圈41 43與X驅(qū)動軸平 行并且與Z懸浮軸垂直的相對組懸浮匝則在磁場(3的內(nèi)部。結(jié)果，分 別給線圈41~43施加具有120度相位偏移PS1的換向懸浮電流IZ1、 Iz2和IZ3，會產(chǎn)生與Z懸浮軸平行的懸浮力Fz，如同圖8最好地說明 的一樣。本發(fā)明分別給換向驅(qū)動電流IX1、 IX2和Ix3上疊加的換向懸浮電 流IZ1、 Iz2和Iz3提供相位偏移，以便使驅(qū)動力Fx (圖5)和懸浮力 Fz (圖8)最大程度地去耦，如果不是完全去耦的話。具體而言，如 圖9所示，動子40的線圈41用它重疊在換向驅(qū)動線圈IX1上的換向 懸浮電流IZ1的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈42用它重疊在換向驅(qū) 動線圈Ix2上的換向懸浮電流IZ2的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈43 用它重疊在換向驅(qū)動線圈Ix3上的換向懸浮電流IZ3的流經(jīng)路徑表示。 如圖IO所示，換向懸浮電流Iz,與換向驅(qū)動線圈I)a有90度的相位偏 移PS2，換向懸浮電流Iz2與換向驅(qū)動線圈Ix2有90度的相位偏移PS2， 換向懸浮電流Iz3與換向驅(qū)動線圈1 有90度的相位偏移PS2。子40，與馬達(dá)21 (圖6)的直線空氣間隙的動子40取向相比，動子 40在直線空氣間隙內(nèi)具有相反的取向。具體而言，線圈41 43與X驅(qū)動軸垂直并且與Z懸浮軸平行的相對組驅(qū)動匝在磁場p內(nèi)部，如同圖12最好地說明的一樣。從圖12的頂部看過去，線圈41 43與X 驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的一組懸浮匝在磁場p的外部，而從 圖12的底部看過去，線圈41-43與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂 直的相對組懸浮匝在磁場P的內(nèi)部。結(jié)果，分別給線圈41~43施加具有120度相位偏移PS1的換向懸浮電流Iz,、 Iz2和Iz3，會產(chǎn)生與Z懸浮軸平行的懸浮力Fz，如同圖8最好地說明的一樣。本發(fā)明分別給換向驅(qū)動電流IX1、 Ix2和Ix3上疊加的換向懸浮電 流IZ1、 122和Iz3提供相位偏移，以便使驅(qū)動力Fx (圖5)和懸浮力 Fz (圖8)最小程度地去耦，如果不是完全去耦的話。具體而言，如 圖12所示，動子40的線圈41用它重疊在換向驅(qū)動線圈Ixl上的換向 懸浮電流IZ1的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈42用它重疊在換向驅(qū) 動線圈Ix2上的換向懸浮電流IZ2的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈43 用它重疊在換向驅(qū)動線圈Ix3上的換向懸浮電流IZ3的流經(jīng)路徑表示。 如圖IO所示，換向懸浮電流Iz,與換向驅(qū)動線圈Ix,有90度的相位偏 移PS2，換向懸浮電流Iz2與換向驅(qū)動線圈Ix2有90度的相位偏移PS2， 換向懸浮電流IZ3與換向驅(qū)動線圈IX3有90度的相位偏移PS2。參考圖13~15，本發(fā)明的無鐵芯磁性直線馬達(dá)23采用磁軌30和 動子40，在直線空氣間隙內(nèi)動子40具有新的和獨一無二的取向。具 體而言，動子40布置在直線空氣間隙內(nèi)，偏離直線空氣間隙的中心 X-Z縱平面CP，如同圖13和14最好地說明的一樣。如圖15所示， 動子40的線圈41用它的換向懸浮電流IY1的流經(jīng)路徑表示，動子40 的線圈42用它的換向懸浮電流IY2的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈43用它的換向懸浮電流lY3的流經(jīng)路徑表示。線圈41~43與X驅(qū)動軸垂直并且與Z懸浮軸平行的相對組驅(qū)動 匝在磁場P的內(nèi)部，如同圖15最好地說明的一樣。線圈41~43與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的相對組懸浮匝在磁場p的外部，如同圖15最好地說明的一樣。結(jié)果，分別給線圈41 43施加具有120度相位偏移PS1的換向橫向電流IY1、 Iw和IY3，會產(chǎn)生與Y橫向軸 平行的橫向力Fy，如同圖16最好地說明的一樣。本發(fā)明分別給換向驅(qū)動電流IX1、 IX2和Ix3上疊加的換向橫向電流IY1、 Iy2禾B Iy3提供相位偏移，以便使驅(qū)動力Fx (圖5)和橫向力 FY (圖16)最小程度地去耦，如果不是完全去耦的話。具體而言， 如圖17所示，動子40的線圈41用它重疊在換向驅(qū)動線圈IX1上的換 向橫向電流IY1的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈42用它重疊在換向驅(qū)動線圈IX2上的換向橫向電流IY2的流經(jīng)路徑表示，動子40的線圈 43用它重疊在換向驅(qū)動線圈Ix3上的換向橫向電流IY3的流經(jīng)路徑表示。如圖18所示，換向橫向電流Iw與換向驅(qū)動線圈Ix,有90度的相位偏移PS2，換向橫向電流IY2與換向驅(qū)動線圈Ix2有90度的相位偏移PS2 ，換向橫向電流IY3與換向驅(qū)動線圈IX3有90度的相位偏移PS2 。 在實踐中，作為控制本發(fā)明的無鐵芯磁性直線馬達(dá)的系統(tǒng)，本發(fā) 明不施加任何限制或約束。在圖19所示的一個實施例中，本發(fā)明的 換向電流重疊/相位偏移控制系統(tǒng)50采用M數(shù)量的動子位置傳感器 51和一個換向電流發(fā)生器52，其中M^1。傳感器51用于測量磁鐵的直線陣在磁軌的直線空氣間隙內(nèi)產(chǎn)生的磁場內(nèi)，動子的線圈的相對 位置(多達(dá)360個空間度)。在一個實施例中，傳感器51是位置換能 器，這些位置換能器相對于動子統(tǒng)一放置，從而產(chǎn)生信號FPS，從磁 軌和力的結(jié)構(gòu)配置角度，來表明動子的線圈在磁場中的位置。在第二 實施例中，傳感器51是磁通量傳感器(例如霍爾傳感器)，這些磁通 量傳感器相對于動子在磁場內(nèi)統(tǒng)一放置，從而提供信號FPS，從磁軌 和動子的結(jié)構(gòu)配置的角度，表明動子的線圈在磁場內(nèi)的位置。換向電流發(fā)生器52用于提供相應(yīng)換向驅(qū)動電流Ix上重疊的N數(shù) 量的換向懸浮電流Iz的相位偏移，和/或相應(yīng)換向驅(qū)動電流Ix上重疊 的N數(shù)量的換向橫向電流lY的相位偏移，如圖19所示。從結(jié)構(gòu)配置 以及磁軌、動子和傳感器51的相對取向的角度，發(fā)生器52的這一操 作與設(shè)計的新的和獨一無二的重疊/相位偏移換向算法一致。參考圖6 19，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到本發(fā)明數(shù)不清的優(yōu)點， 包括但不限于，能夠克服這里描述的背景技術(shù)中的缺點。此外，除了圖6、 11、 13和14分別示出的馬達(dá)21 23以外，本領(lǐng)域技術(shù)人員會 明白如何將本發(fā)明的相位偏移/重疊原理應(yīng)用于無鐵芯磁性直線馬 達(dá)。特別是本領(lǐng)域技術(shù)人員會明白如何在以下情況下應(yīng)用本發(fā)明的相 位偏移/重疊原理(1)磁軌結(jié)構(gòu)配置數(shù)不清的變化，(2)動子結(jié)構(gòu) 配置數(shù)不清的變化，(3)本發(fā)明中磁軌的直線空氣間隙中動子取向數(shù) 不清的變化，(4)動子位置傳感器結(jié)構(gòu)配置數(shù)不清的變化，(5)相同 類型的換向線圈電流的相位偏移范圍，(6)不相似類型的換向線圈電 流的相位偏移范圍以及(7)換向線圈電流正斜率和/或負(fù)斜率的實施。 結(jié)果是符合本發(fā)明原理的無鐵芯磁性直線馬達(dá)的組合的數(shù)不清的變 化，例如用一個或多個磁軌來構(gòu)建更多自由度(位置和/或取向)級/ 操縱裝置，如同將在圖20~24的情況下描述的實施例一樣。參考圖20， 一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)23 (圖13~15)以機(jī)械方 式與對象60的相對兩側(cè)偏心耦合，馬達(dá)23據(jù)此能夠選擇在它們的相 應(yīng)直線空氣間隙中在X驅(qū)動方向以及在它們的相應(yīng)直線空氣間隙的 Y橫向移動對象60。參考圖21和22， 一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)24以機(jī)械方式與對 象61的相對兩側(cè)偏心耦合。每個馬達(dá)24包括一對磁軌30，這一對 磁軌30以機(jī)械方式耦合，將它們的相應(yīng)直線空氣間隙對準(zhǔn)，作為集 成直線空氣間隙。每個馬達(dá)24還包括在集成直線空氣間隙內(nèi)，用來 選擇產(chǎn)生驅(qū)動力Fx、懸浮力Fz、驅(qū)動扭矩Rx、懸浮扭矩RY和橫向 扭矩Rz的一對外側(cè)動子40 (0)。每個馬達(dá)24還包括在集成直線空 氣間隙內(nèi)，用來選擇產(chǎn)生驅(qū)動力Fx、橫向力FY和懸浮扭矩Rz的內(nèi) 部動子40 (1)。結(jié)果是相對于對象61的坐標(biāo)系，對象61的六(6) 自由度控制，其中對象61的長行程沿著馬達(dá)24的集成直線空氣間隙 的X驅(qū)動軸，對象61的短行程沿著馬達(dá)24的集成直線空氣間隙的Z 懸浮軸和Y橫向軸。參考圖23和24，本發(fā)明的一對無鐵芯磁性直線馬達(dá)25以機(jī)械 方式與對象62的相對兩側(cè)偏心耦合，每個馬達(dá)25具有與之機(jī)械耦合 的本發(fā)明的無鐵芯磁性直線馬達(dá)26。每個馬達(dá)25和馬達(dá)26包括一 對磁軌30，這一對磁軌30以機(jī)械方式耦合，以對準(zhǔn)它們的相應(yīng)直線空氣間隙，作為集成直線空氣間隙。每個馬達(dá)25還包括在集成直線 空氣間隙內(nèi)成對的動子40，用來選擇產(chǎn)生驅(qū)動力Fx、懸浮力Fz、驅(qū) 動扭矩Rx、懸浮扭矩RY和橫向扭矩Rz。每個馬達(dá)26還包括在集成 直線空氣間隙內(nèi)，用來選擇產(chǎn)生驅(qū)動力Fx和橫向力FY的單個動子40。 結(jié)果是相對于對象62的坐標(biāo)系，對象62的六(6)自由度控制，其 中對象62的長行程沿著馬達(dá)24的集成直線空氣間隙的X驅(qū)動軸， 對象62的短行程沿著Z懸浮軸和馬達(dá)24的集成直線空氣間隙的Z 懸浮軸和Y橫向軸。盡管目前認(rèn)為這里公開的本發(fā)明的實施例是優(yōu)選的，但是可以對 它們進(jìn)行各種改變和改進(jìn)，而不會偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。本發(fā)明 的范圍由后面的權(quán)利要求給出，所有變化都在它們的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無鐵芯磁性馬達(dá)(21、22)，包括磁軌(30)，用于在直線空氣間隙中產(chǎn)生磁場(β)，具有X驅(qū)動軸、Y橫向軸和Z懸浮軸；以及動子(40)，包括放置在所述直線空氣間隙中的線圈(41)，其中所述線圈(41)與所述X驅(qū)動軸平行并且與所述Z懸浮軸垂直的第一組懸浮匝在磁場(β)內(nèi)部，其中所述線圈(41)與所述X驅(qū)動軸平行并且與所述Z懸浮軸垂直的第二組懸浮匝在磁場(β)外部，其中給所述線圈(41)施加換向驅(qū)動電流(IX)來產(chǎn)生與所述X驅(qū)動軸平行并且與所述Z懸浮軸垂直的驅(qū)動力(FX)，以及其中在所述換向驅(qū)動電流(IX)上疊加與之有相位偏移的換向懸浮電流(IZ)，來產(chǎn)生與所述X驅(qū)動軸垂直并且與所述Z懸浮軸平行的懸浮力(FZ)。
2. 如權(quán)利要求1所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21、 22)，其中所述懸 浮力(Fz)與所述驅(qū)動力(Fx)至少得到充分去耦。
3. 如權(quán)利要求1所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21、 22)，其中所述換 向懸浮電流(Iz)與所述換向驅(qū)動電流(Ix)的相位偏移是卯度。
4. 如權(quán)利要求1所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21、 22)，其中所述動 子(40)在所述直線空氣間隙的中心X-Z縱平面(CP)的中心。
5. 如權(quán)利要求1所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21、 22)，其中所述線 圈(41)的第一組懸浮匝是所述線圈(41)的頂部組懸浮匝。
6. 如權(quán)利要求1所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21、 22)，其中所述線 圈(41)的第二組懸浮匝是所述線圈(41)的頂部組懸浮匝。
7. —種無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，包括磁軌(30)，用于在直線空氣間隙中產(chǎn)生磁場((3)，具有X驅(qū)動 軸、Y橫向軸和Z懸浮軸；以及動子(40)，包括放置在所述直線空氣間隙中的線圈(41)，其中所述動子(40)偏離所述直線空氣間隙的中心X-Z縱 平面(CP)，其中給所述線圈(41)施加換向驅(qū)動電流(Ix)來產(chǎn)生與所 述X驅(qū)動軸平行并且與所述Y橫向軸垂直的驅(qū)動力(Fx)，以及其中在所述換向驅(qū)動電流(Ix)上疊加與之有相位偏移的換 向橫向電流(IY)，來產(chǎn)生與X所述驅(qū)動軸垂直并且與所述Y橫向軸 平行的橫向力(FY)。
8. 如權(quán)利要求7所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，其中所述橫向力 (FY)與所述驅(qū)動力(Fx)至少得到充分去耦。
9. 如權(quán)利要求7所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，其中所述換向橫 向電流(IY)與所述換向驅(qū)動電流(Ix)的相位偏移是卯度。
10. 如權(quán)利要求7所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，其中所述線圈 (41)與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的第一組懸浮匝在磁場 (卩)外部。
11. 如權(quán)利要求10所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，其中所述線圈 (41)與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的第二組懸浮匝在磁場 (P)外部。
12. —種無鐵芯磁性馬達(dá)(23)，包括磁軌(30)，用于在直線空氣間隙中產(chǎn)生磁場(P)，具有X驅(qū)動 軸、Y橫向軸和Z懸浮軸；以及動子(40)，包括放置在直線空氣間隙中的線圈(41)，其中給所述線圈(41)施加換向驅(qū)動電流(Ix)來產(chǎn)生與所述X驅(qū)動軸平行的驅(qū)動力(Fx)，以及其中所述動子(40)位于所述直線空氣間隙內(nèi)，響應(yīng)在所述換向驅(qū)動電流(Ix)上疊加的與之有相位偏移的換向線圈電流(Iz、IY)，產(chǎn)生與所述X驅(qū)動軸垂直的力(Fz、 FY)。
13. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 力(Fz、 FY)是與所述驅(qū)動力(Fx)至少得到充分去耦的懸浮力(Fz)。
14. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 力(Fz、 FY)是與所述驅(qū)動力(Fx)至少得到充分去耦的橫向力(FY)。
15. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21 23)，其中所述 換向線圈電流(Iz、 IY)與所述換向驅(qū)動電流(Ix)的相位偏移是90度。
16. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 線圈(41)與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的一組懸浮匝在磁 場((3)外部。
17. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 線圈(41)與所述X驅(qū)動軸平行并且與所述Z懸浮軸垂直的一組懸 浮匝在磁場(P)內(nèi)部。
18. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 動子(40)在所述直線空氣間隙中心X-Z縱平面(CP)的中心。
19. 如權(quán)利要求12所述的無鐵芯磁性馬達(dá)(21~23)，其中所述 動子(40)偏離所述直線空氣間隙的中心X-Z縱平面(CP)。
全文摘要
一種無鐵芯磁性馬達(dá)(21～23)采用磁軌(30)和動子(40)。動子(40)在磁軌(30)的直線空氣間隙內(nèi)的磁場(β)中，用于響應(yīng)換向驅(qū)動電流(I<sub>X</sub>)，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的驅(qū)動力(F<sub>X</sub>)，并且響應(yīng)換向線圈電流(I<sub>Z</sub>、I<sub>Y</sub>)，產(chǎn)生與X驅(qū)動軸垂直的力(F<sub>Z</sub>、F<sub>Y</sub>)，其中換向線圈電流(I<sub>Z</sub>、I<sub>Y</sub>)重疊在換向驅(qū)動電流(I<sub>X</sub>)上并且與之具有相位偏移。為此目的，與X驅(qū)動軸平行并且與Z懸浮軸垂直的一組懸浮匝可以在磁場(β)的內(nèi)部或外部，并且動子(40)可以在直線空氣間隙的中心X-Z縱軸(CP)的中心或者偏離這個中心。
文檔編號H02K41/035GK101253673SQ200680031550
公開日2008年8月27日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者D·比洛恩, G·安杰利斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司