[发明专利]多绕组单元无铁心直线永磁同步电机

说明书

本发明的多绕组单元无铁心直线永磁同步电机，涉及一种无铁心直线永磁同步电机，目的是为了克服现有的无铁心直线永磁同步电机伺服系统推力波动较大的问题，本发明包括两个次级和一个初级；两个次级分别设于初级横向的两侧，两个次级相互连接；两个次级与初级之间各形成一个气隙；次级包括一个轭板和多个平板形永磁体；在每个轭板朝向初级的一个侧面上均沿电机运动方向固定有多个平板形永磁体，且位于轭板两端的两个平板形永磁体的宽度为其他平板形永磁体的宽度的50％；每个轭板上的平板形永磁体的N极和S极交替排列设置，且双边的次级上的磁路形成串联磁路；相邻的两个平板形永磁体的中心线之间的距离为τ；初级包括电枢绕组和支撑框架。

技术领域

本发明涉及一种无铁心直线永磁同步电机。

背景技术

由于直线电机伺服系统具有速度快、加速度高、定位精度高、行程长和动态响应快等优点，在半导体制造装备、高档数控加工装备、高精度测量装备等系统得到越来越广泛的应用。

现有的无铁心直线永磁同步电机初级采用整数槽绕组或分数槽集中绕组，电机的推力密度高、过载能力强，与有铁心结构直线电机相比，推力波动小、低速平稳性好，可以满足工业领域通常的技术需求。

但是，在半导体制造领域，随着集成电路的特征线宽越来越小，现有的无铁心直线电机伺服系统逐渐不能满足光刻机超精密运动控制或超精密定位要求，亟待进一步降低电机的推力波动。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的无铁心直线永磁同步电机伺服系统推力波动较大的问题，提供了一种多绕组单元无铁心直线永磁同步电机。

本发明的多绕组单元无铁心直线永磁同步电机，包括两个次级和一个初级；

两个次级分别设于初级横向的两侧，且两个次级相互连接；

两个次级与初级之间各形成一个气隙；

次级包括一个轭板和多个平板形永磁体；

在每个轭板朝向初级的一个侧面上均沿电机运动方向固定有多个平板形永磁体，且位于轭板两端的两个平板形永磁体的宽度为其他平板形永磁体的宽度的50％；

每个轭板上的平板形永磁体的N极和S极交替排列设置，且双边的次级上的磁路形成串联磁路；相邻的两个平板形永磁体的中心线之间的距离为τ；

初级包括电枢绕组和支撑框架；电枢绕组为三相绕组，该电枢绕组包括2个绕组单元；

每个绕组单元中均包括3k个线圈，线圈沿电机运动方向依次排列固定在支撑框架上，其中，k为正整数；绕组单元中的线圈有三种设置方式：

第一种设置方式：每个绕组单元中相邻的3个线圈不同相，每个绕组单元中相邻的两个线圈对应边之间的距离为

第二种设置方式：每个绕组单元中从第1个线圈开始，每相邻的3个线圈为一线圈组，且每个线圈组中的3个线圈同相，同一绕组单元中相邻两个线圈对应边之间的距离为或每线圈组中的3个线圈中，位于中间的线圈的绕向与位于两侧的线圈的绕向不同；

第三种设置方式：每个绕组单元中从第1个线圈开始，每相邻的2个线圈为一线圈组，且每个线圈组中的2个线圈同相，同一绕组单元中相邻两个线圈对应边之间的距离为或每线圈组中的2个线圈的绕向不同；其中，k为偶数；

三种设置方式中，同一绕组单元中每相的k个线圈串联；

三种设置方式中，2个绕组单元中的对应相线圈之间沿电机运动方向的距离相差2个绕组单元中的对应相线圈串联。

进一步地，包括两个次级和一个初级；

两个次级分别设于初级横向两侧，且两个次级相互连接；

两个次级与初级之间各形成一个气隙；