[发明专利]磁浮平面电机

说明书

本发明公开了一种磁浮平面电机，包括：磁钢阵列和设置在所述磁钢阵列上的线圈阵列，所述磁钢阵列包括方形第一磁钢和围绕第一磁钢设置的方形第二磁钢，所述第二磁钢极性与第一磁钢相反，所述第一磁钢和/或第二磁钢的四边通过设置有倒角的长方体形状的第三磁钢无缝隙连接。本发明采用若干线圈形成发力体，使得电机动子结构更为紧凑、坚固。磁钢阵列的结构改变，不仅提高了磁钢占积率，改善了电机磁密分布；而且在同等条件下，使得电机的推力常数增大至少2%。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种磁浮平面电机。

背景技术

光刻装置中，许多场合需要用到多自由度驱动装置，磁浮平面电机可实现六自由度运动，与传统“H”型或“十”字型平面电机结构相比，磁浮平面电机结构简单紧凑，整体刚度高，且具有可以直接驱动、无机械摩擦和无反冲等特点，利于实现更高的加速性能和定位精度，因此在光刻机长行程工件台作业领域有十分诱人的前景。

如图1所示，现有的磁浮平面电机，包括磁钢阵列和线圈阵列。其中，磁钢阵列包括若干磁钢单元，如图2所示，磁钢单元包括第一磁钢11及围绕第一磁钢的四个第二磁钢12，所述第一磁钢是N极磁钢或S极磁钢，第一磁钢11和第二磁钢12都是方形磁钢，第一磁钢11和第二磁钢12之间通过长方体第三磁钢：一号第三磁钢13a、二号第三磁钢13b、三号第三磁钢13c、四号第三磁钢13d连接，此种结构设计形成的磁钢阵列，在四个第三磁钢的相交处，就会产生一个方形的空隙，从而导致磁钢阵列中存在若干个这样的方形空隙，从而导致磁钢阵列的磁密小，背面磁泄露大。

如图3所示，现有技术的线圈阵列由12个线圈组成，每三个线圈组成一个发力体，包括沿第一轴方向的第一发力体21a、21b，以及沿第二轴方向的第二发力体22a、22b。其中第一发力体21a、21b通入一定相位差的电流后产生Z向推力，X向推力和Rx、Ry、Rz向转矩；第二发力体22a、22b通电后产生Z向推力，Y向推力和Rx、Ry、Rz向转矩。由于所述第一发力体21a、21b和第二发力体22a、22b呈矩形排列在磁钢阵列上，导致磁浮平面电机动子结构不够紧凑。

发明内容

本发明提供一种磁浮平面电机，以克服现有技术中磁浮平面电机磁钢阵列磁密小、平面电机推力有限的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁浮平面电机，包括：磁钢阵列和设置在所述磁钢阵列上的线圈阵列，所述磁钢阵列包括方形第一磁钢和围绕第一磁钢设置的方形第二磁钢，所述第二磁钢极性与第一磁钢相反，所述第一磁钢和/或第二磁钢的四边通过设置有倒角的长方体形状的第三磁钢无缝隙连接；所述磁钢阵列周围还设置有若干三角形磁钢，所述线圈阵列包括四块发力体，每块发力体由若干条线圈组成，所述线圈的条数为6+3n，其中，n为非负整数。

作为优选，所述第一磁钢为N型磁铁或S型磁铁，所述第三磁钢为H型磁铁，所述H型磁铁的磁化方向指向N型磁铁或者背离S型磁铁。

作为优选，所述三角形磁钢的磁性与所述第一磁钢的磁性或第二磁钢的磁性相同。

作为优选，所述线圈为印刷线圈（PCB线圈），包括若干层导体，导体与导体的贴合处设置有绝缘体。

作为优选，所述线圈中导体部分为铜，绝缘体部分为玻纤环氧树脂。

作为优选，每块发力体的两端设置有若干与所述线圈对应的通孔。

作为优选，所述导体之间采用硅胶线焊接或者用PCB转接板连接。

作为优选，所述发力体中的线圈串联采用一路三相电路，并由一三相驱动器驱动。

作为优选，所述发力体中每六条线圈采用一路三相电路，所述一路三相电路由一组三相驱动器驱动。

作为优选，所述三相电路中，三相电流的电角度依次相差60度或120度。