CN103219856A - 一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，包括步骤：步骤1：将具有磁力直接驱动功能的永磁同步电机作为轴系的驱动与传动组件；步骤2：将正余弦磁阻式旋转变压器作为电机的位置检测部件；步骤3：将电机内磁转子的端部进行加长，将旋转变压器内磁转子除去，形成一体化内磁，转子使得电机和旋转变压器共用一个一体化内磁转子；步骤4：将整个电机、旋转变压器的一体化内磁转子封闭在隔离密封套中，隔离密封套用于限制磁体径向和轴向的运动。本发明实现了所谓的“零传动”方式，运转平稳，噪声小，并且实现了无接触的“零泄漏”密封传动。

Description

一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法

技术领域

本发明涉及一种真空机器人领域的方法，具体涉及一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法。

背景技术

随着大规模集成电路产业的迅速发展，其主流技术正由65nm向

32nm过渡，而实践证明，0.35μm及其以下尺寸的许多前端工艺，如离子注入、刻蚀、镀膜、沉积、溅射等都必须在超高洁净度的真空环境下进行。为了提高洁净度和生产效率，降低成本，集束型设备已成为半导体前端设备的发展主流。真空机器人是集束型设备中晶圆在各反应工艺腔室之间传输的核心部件，由于真空机器人需要在真空环境下运作，而大气环境与真空环境之间的密封隔离与动力传递正是制约真空机器人性能提高的技术瓶颈。由于电机轴系及其位移测量装置是真空机器人的核心部件，因此处理好电机与位置检测部件的真空隔离问题成为设计真空机器人轴系的关键技术。

大气机器人与真空机器人最核心的区别是它们的动力传递方式不同。大气机器人可以把电机直接安装在关节位置来驱动手臂；而真空机器人的手臂必须在高真空高洁净环境下工作，如果仍将电机直接连接手臂，电机定子电枢表面的塑料绝缘材料在真空环境下释放的微粒与气体将破坏高洁净度高真空环境，此外直接驱动电机的铜损(热功)较大，在真空环境中很难散热，所以必须把电机定子置于大气环境中。因此如何将电机提供的动力从大气环境传递给真空环境中的机械手臂成为了真空机器人研发的技术瓶颈。

常用的真空机械手轴系的隔离方法有：一种属于机械动态密封的磁流体密封，采用磁流体动态密封的方式设计真空机械手，优点是真空腔室没有轴承，可以减少对真空环境的污染，同时电机、传感器、轴承可以采用标准的，从而降低了硬件成本。但是这种密封方式很难达到高的真空度，磁流体在真空环境下易于蒸发，受环境温度的影响比较大，可靠性受到限制。相对于动态密封的隔离方法，静态密封技术可以获得更高的真空度和可靠性，可以在比较恶劣的环境下工作，一般通过磁性联轴器可以实现静态密封，但是也存在以下缺点：轴承在真空环境下，需要采用特殊润滑方式以减少颗粒产生对真空环境的污染；永磁体及粘结胶在真空环境下，会带来一定的气体泄露；电机定子与转子、磁性联轴器主动转子与随动转子之间都存在间隙，给系统的控制增加了复杂性，同时降低了系统的刚性。

在轴系系统中往往还需要实时地检测出电机转子的位置，包括转子的绝对位置和增量式位置，同时还需要计算出电机的转速，以实现对电机的转速、转矩及其位置的高精度控制，以获取良好的性能。用来检测电机转子位置检测传感器主要有光电编码器和旋转变压器。其中光电编码器因其数据处理电路简单，容易实现高分辨率，检测精度高，输出信号平滑，是今天使用最普遍的位置检测传感器，但是需要对电机的动态模型进行精确建模，对电机的参数有较大依赖性，更重要的是它的，内部集成了处理电路，有很多电子元器件，在真空环境下抗干扰性差，易造成性能不稳定；相比较而言，由于旋转变压器是一种电磁式传感器，本质上是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，其内部没有任何电子元件，仅仅由定子和转子组成，结构简单。因此随着对电机自动化控制的要求日益增加，用于转动轴系的电机附带旋转变压器成为常见的配置。

但是由于对用于真空机器人轴系上的电机在重量和空间上较大，现在的结构在布置旋转变压器时，电机轴承与旋转变压器的转子在空间上会有干涉从而导致布置困难，同时由于空间限制，旋转变压器与其它零部件的距离狭小，给设计、制造、维修都会带来较大困难，同时无法解决电机与位移测量装置之间的真空隔离问题，因此在真空轴系中很少采用旋转变压器作为轴系的位移测量装置。

发明内容

本发明的主要目的是为了克服上述已有技术的不足之处，提出一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法。

本发明针对的轴系主要由驱动组件、传动组件、密封部件、位置检测部件等部件组成。该轴系采用一种具有磁力直接驱动技术的永磁同步电机作为轴系的驱动与传动组件将运动源从大气环境传递到真空容器中；由于永磁同步电机采用转子磁场定向矢量控制策略，需要选用一种位置检测部件检测电机转子的绝对位置及转速以及电机内磁转子的位置，本发明方法将一种旋转变压器作为电机的位置检测部件，并将它同电机一起集成在真空密封环境下，保证其整个轴系在工作中外界大气环境无法向真空容器内漏气，并能够将电机的位置、速度信号从真空环境传递到大气环境中；密封部件则用来将真空环境下的传动组件、位置检测部件和大气环境下的部件进行隔离，从而保证真空机器人的整个轴系以静态传动的形式运行于真空环境中。

根据轴系的设计，提供一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，技术方案如下：

步骤1：设计一种具有磁力直接驱动技术的永磁同步电机作为轴系的驱动与传动组件，该永磁同步电机主要由电机外磁定子和电机内磁转子组成，电机外磁定子和电机内磁转子之间没有任何接触。电机外磁定子主要由旋转电磁场线圈组成，作为轴系的驱动组件，该旋转电磁场线圈通电后，产生旋转磁场驱动被隔离密封套封闭在真空容器中的电机内磁转子旋转。电机内磁转子和真空机器人的手臂直接相连，中间无需任何减速机构如齿轮、皮带轮等便能达到带动负载进行运动的目的。电磁外磁定子和电机内磁转子之间留有一定的空隙，方便进行真空隔离。

步骤2：设计一种正余弦磁阻式旋转变压器作为电机的位置检测部件，可以实时检测电机内磁转子位置与转速；该旋转变压器主要由旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子组成，旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子之间没有任何接触，与永磁同步电机结构类似；

步骤3：为了将轴系的动态密封转变成静态密封，由于设计的永磁同步电机与设计的旋转变压器的结构相似和工作原理相似，因此本发明方法提出一种将电机内磁转子与旋转变压器内磁转子集成一体化设计的方法，将电机内磁转子的端部进行加长，从而代替变压器内磁转子，使得电机和旋转变压器共用一个内磁转子，简化了整个轴系的结构，为轴系的静态真空隔离方法提供了必要条件。

步骤4：由于内磁转子需要运行于高洁净度的真空环境下，而磁体的表面容易吸附微小的铁磁性微粒，可能污染破坏洁净环境，影响芯片的加工质量。所以设计了一种隔离密封套，将整个电机、旋转变压器的一体化内磁转子封闭在此密封套中，同时限制了磁体径向和轴向的运动，提高了可靠性。

步骤5：由于电机内磁转子外侧的磁体会吸引电机外磁定子内侧的齿槽，所以在电机轴系的设计装配过程中，采用专门设计的分体式真空直驱电机轴系组装工装克服了磁体与齿槽间强大的吸引力，而将电机的转子组件平稳插入电机的定子组件中，并保证所需要的安装精度要求。

优选地，步骤1中的磁力直接驱动技术是一种在真空机器人中采用的静态密封技术，通过拉大电机外磁定子、电机内磁转子之间的间隙，在电机外磁定子、电机内磁转子之间放置真空隔离密封套。电机的外磁定子和内磁转子分别工作在大气和真空环境下，这种方式的优点是能够得到高的真空度，设计相对较简单，并且所有的电机接线端均在大气环境下。

优选地，步骤1中的电机内磁转子采用中空结构的设计，可使配线从轴系的中间穿过。

优选地，步骤1中的永磁同步直驱电机设计，因为在电机外磁定子和电机内磁转子之间需要安装隔离密封套，所以电机外磁定子和电机内磁转子之间的间隙要比普通电机之间的间隙要大，需要达到1.5mm～2.5mm的间隙。定、转子之间间隙的变化会对电机的性能带来影响。因此比较了不同间隙电机的间隙磁通密度，发现随着间隙的增大，间隙磁密的值逐渐减小，但磁密的正弦性要好。对不同间隙的磁密进行谐波分析，最后综合考虑不同定、转子间隙电机的性能，选择了2mm的定、转子间隙，可以发挥电机的最佳性能。

优选地，步骤2中的旋转变压器的原、副绕组均分布在旋转变压器外磁定子侧，而旋转变压器内磁转子上没有绕组，由于原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与内磁转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系，因此可以用于坐标变换、三角运算和角度数据传输。

优选地，步骤2中的旋转变压器与电机同轴安装，也采用中空式设计。

优选地，在步骤3中，电机内磁转子的延长端，由于正余弦磁阻式旋转变压器的绕组都在定子上，转子部分仅是一块具有永磁材料的铁心，没有嵌放任何绕组，转子上每对磁阻磁极的形状使得气隙磁导随转子位置的变化中只含有恒定分量和基波分量，从而在信号绕组中获取按正弦变化的位置信号。这种新型的磁阻式旋转变压器类的内磁转子与永磁同步电机的内磁转子十分相似，因此将电机内磁转子延长同时作为旋转变压器的内磁转子，这样可以在定子与转子之间进行真空与大气的隔离，从而实现真空与大气的绝对隔离，而且真空与大气之间没有电气信号的连接。

优选地，步骤4中的隔离密封套选用非导磁的材料，如铝或不锈钢等，以避免改变磁通密度的分布。基于电机内外转子、定子之间间隙宽度的限制，隔离密封套的侧面厚度不宜过大，本发明选为0.75mm。

优选地，步骤4中由于隔离密封套是薄壁型容器构件，在磁力传动设计中，还必须为隔离密封套选择合适的材料，并校核隔离密封套的强度是否足够承受两侧介质的不同压力，以及受压变形量是否满足应用的要求。整个隔离密封套安装在电机内磁转子与电机外磁定子之间的间隙中。

优选地，步骤4中的隔离密封套与一体化内磁转子之间采用O型橡胶圈进行进一步的密封。

优选地，步骤5中利用自主搭建的分体式真空直驱电机轴系组装工装，并设计了专门的电机转子装配夹具，通过Z向导轨的运动成功地组装了分体式真空机器人轴系，实际运行情况良好。

优选地，轴系的一体化内磁转子同时使用了胶粘和定位法兰两种方法来固定磁体的位置，以提高轴系的连接可靠性。定位法兰可以选择燕尾槽型或T形槽型。

优选地，为了保护磁体，一体化内磁转子、电机外磁定子、以及旋转变压器外磁定子上的所有磁体表面可镀镍或镀锌。

与现有技术相比，通过本发明提供的一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法的优点在于：

1.整个轴系带宽增加，由于取消掉了滚珠丝杠、减速器等中间环节，电机的惯量变小，位置环、速度环的带宽增大，整个轴系的动态响应性能大幅提升。

2.由于采用了磁力直接驱动技术，没有高速旋转的部件，因此高速旋转部件不平衡带来的振动、噪声也不存在，不但使整个轴系的谐振频率降低，控制对象的静态误差和动态误差都得到了有效的控制。

3.将伺服系统的中间传输环节取消掉，将直接驱动电机（直接驱动旋转电机或直接驱动直线电机）直接耦合或连接到从动负载上，实现电机轴与负载的刚性耦合，从而实现所谓的“零传动”方式，运转平稳，噪声小。

4.在转动过程中，隔离密封套将内磁转子与外磁定子隔离开，磁力线穿过隔离密封套将外磁定子的动力与运动传递给内磁转子，化动态密封为无摩擦，无润滑要求的静态密封，从而实现了无接触的“零泄漏”密封传动。

5.设计简单，结构紧凑，整合了电机和旋转变压器的内磁转子后，系统的体积减少，同时系统相对简单，节省了开发周期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所提供的真空隔离方法的原理示意图；

图2为本发明比较不同间隙电机的磁通密度示意图。

图中：

1为电机外磁定子；

2为电机内磁转子；

3为旋转变压器外磁定子；

4为旋转变压器内磁转子；

5为隔离密封套。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，根据本发明提供的方法应用于真空机器人轴系装置中，该装置主要由驱动部件、位置检测部件及密封部件组成。其中：设计一种具有磁力直接驱动技术的大间隙永磁同步电机作为驱动部件；设计一种正余弦磁阻式旋转变压器作为轴系的位置检测部件，设计一种隔离密封套作为密封部件。该轴系采用具有磁力直接驱动技术的驱动部件将运动源从大气环境传递到真空环境中，并和位置检测部件一体化，一起密封在真空环境中，能够将电机的位置、速度信号从大气环境传递到真空环境中；密封部件则用来将真空环境下的传动组件、位置检测部件和大气环境下的驱动部件进行隔离，保证其整个轴系在工作中外界环境无法向真空容器内漏气，从而保证真空机器人的整个轴系以静态传动的形式运行于真空环境中。

根据轴系的设计，提供一种集成旋转变压器的电机轴系静态真空隔离方法，具体实施方案如下：

步骤1：设计一种具有磁力直接驱动技术的永磁同步电机作为轴系的驱动与传动组件，该永磁同步电机主要由电机外磁定子和电机内磁转子组成，电机外磁定子和电机内磁转子之间没有任何接触。电机外磁定子主要由旋转电磁场线圈组成，作为轴系的驱动组件，该旋转电磁场线圈通电后，产生旋转磁场驱动被隔离密封套封闭在真空容器中的电机内磁转子旋转。电机内磁转子和真空机器人的手臂直接相连，中间无需任何减速机构如齿轮、皮带轮等便能达到带动负载进行运动的目的。电磁外磁定子和电机内磁转子之间留有一定的空隙，方便进行真空隔离。

搭建上述的优选装置，需要执行如下步骤：

1.优选地，设计电机外磁定子1：定子采用双层集中式绕组，减少了绕组端部重叠，定子产生的焦耳热要少，从而提高了电机的效率。

2.优选地，设计电机内磁转子2：转子采用凸出式的表面磁极结构。该转子结构能够产生逼近正弦曲线的磁密，同时表面凸出式转子具有结构简单，制造成本低，转动惯量小等优点；同时转子采用中空盘式结构的设计，便于实现真空机器人的多轴轴系的空间同轴布置，并且可使配线从中穿过；由于该转子是要放置在真空环境中，因此在转子的磁铁外围包有非磁性的保护管防止永磁体被抛散污染真空环境。

3.优选地，由于在电机外磁定子1和电机内磁转子2之间需要安装隔离密封套5，所以电机外磁定子1和电机内磁转子2之间的间隙要比普通电机之间的间隙要大，需要达到1.5mm～2.5mm的间隙。定、转子之间间隙的变化会对电机的性能带来影响。因此比较了不同间隙电机的间隙磁通密度，发现随着间隙的增大，间隙磁密的值逐渐减小，但磁密的正弦性要好。图2比较了不同间隙电机的间隙磁通密度。从图中可以看出，随着间隙的增大，间隙磁密的值逐渐减小，但磁密的正弦性要好。对不同间隙的磁密进行谐波分析，间隙达到2.0mm以上，磁通密度曲线的谐波分量明显减少。在间隙达到2.5mm时，在磁通密度曲线的峰值处出现了尖峰，曲线不再平滑。综合考虑不同定、转子间隙电机的性能，本文选择2mm的定、转子间隙。

4.优选地，对电机的各种参数的计算。包括绕组系数、电感、漏感、损耗及有限元分析。

5.优选地，将电机内磁转子2和真空机器人的手臂轴系直接相连从而达到直接驱动负载的功能。

步骤2：设计一种正余弦磁阻式旋转变压器作为电机的位置检测部件，可以实时检测电机内磁转子位置与转速；该旋转变压器主要由旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子组成，旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子之间没有任何接触，与永磁同步电机结构类似；

搭建上述的优选装置，需要执行如下步骤：

1.优选地，设计旋转变压器外磁定子4：将原、副绕组均分布在旋转变压器外磁定子侧，定子部分作为输出绕组，当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与内磁转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系，因此可以用于坐标变换、三角运算和角度数据传输。

2.优选地，设计旋转变压器内磁定子3：由于转子上没有绕组，故采用凸极设计，与电机的转子结构一致，利用转子磁极的凸极效应，使得励磁绕组与信号绕组之间的互感随磁阻转子的位置变化而变化，从而在信号绕组中感应出具有转子位置信息的变压器电动势，仅仅通过定子槽数、转子极数的选取，可以方便地构成两相或多相正余弦旋转变压器。

3.优选地，由于而转子凸极的形状和尺寸对气隙大小造成的影响将直接影响气隙磁导以及气隙磁导中的各次谐波的含量。因此对转子形状的优化将关系到气隙磁导随转子位置变化的波形、各次谐波幅值的大小以至于影响到它的信号绕组上输出的反电势波形等等。由于原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关。

4.优选地，为了保护磁体，旋转变压器内磁转子与旋转变压器外磁定子上的所有磁体表面可镀镍或镀锌。

5.优选地，使用了胶粘和定位法兰两种方法来固定磁体的位置，以提高轴系的连接可靠性。定位法兰可以选择燕尾槽型或T形槽型。

步骤3：为了将轴系的动态密封转变成静态密封，由于设计的永磁同步电机与设计的旋转变压器的结构相似和工作原理相似，因此本发明方法提出一种将电机内磁转子与旋转变压器内磁转子集成一体化设计的方法，将电机内磁转子的端部进行加长，代替旋转变压器内磁转子，形成一体化内磁转子，使得电机和旋转变压器共用一个一体化内磁转子，简化了整个轴系的结构，为轴系的静态真空隔离方法提供了必要条件。

搭建上述的优选装置，需要执行如下步骤：

1.优选地，步骤3中电机内磁转子的延长端即旋转变压器的转子部位的设计采用的是正弦磁阻式，由于旋转变压器的设计是将一相励磁绕组和两相信号绕组都嵌放在旋转变压器定子齿槽中，因此而该转子部分仅是一块具有特定形状的铁心，它内部没有电刷，没有耦合变压器，体积小，结构紧凑，对电机的内磁转子的磁路不会产生影响。转子上每对磁阻磁极的形状使得气隙磁导随转子位置的变化中只含有恒定分量和基波分量，从而在信号绕组中获取按正弦变化的位置信号。

2.优选地，由于电机内磁转子与旋转变压器内磁转子的一体化设计，需要将旋转变压器外磁定子安装在电机外磁定子的下部，使整个轴系更加紧凑，也不会影响电机位置信号的获取。

步骤4：由于内磁转子需要运行于高洁净度的真空环境下，而磁体的表面容易吸附微小的铁磁性微粒，可能污染破坏洁净环境，影响芯片的加工质量。所以设计了一种隔离密封套，将整个电机、旋转变压器的一体化内磁转子封闭在此密封套中，同时限制了磁体径向和轴向的运动，提高了可靠性。

搭建上述的优选装置，需要执行如下步骤：

1.优选地，由于隔离密封套是薄壁型容器构件，在磁传动设计中，必须为隔离密封套选择合适的材料选择隔离密封套的材料时，除了注意材料的强度，也不可忽视材料的韧性。因为在磁场间隙中工作，受磁场间隙的制约和磁场的影响，理论上希望隔离密封套壁薄且耐压高。综合考虑本方法中电机定转子间隙磁场尺寸的限制，以及工作环境的要求等，选用316不锈钢作为隔离密封套的材料。

2.优选地，由于隔离密封套选用金属材料，当内、外磁转子进行旋转运动时，隔离密封套处在交变磁场中。由于磁场的方向和大小按一定规律随时间而变化，从而使隔离密封套壁壳中的磁通量也随时间而变化，作为导体将产生环绕磁通量变化方向的涡流。该涡流的产生会减弱有效工作磁场，降低传递的有效扭矩。损耗功率又以热量的形式在隔离密封套上释放出来，致使附近的永磁材料的工作环境温度上升，当温度上升超过永磁体的允许工作温度时，磁性能会随着这一温度的升高而降低，当温度升高到永磁体的居里温度时，电机将失效而停止工作，带来巨大的损失。所以在磁传动设计中，还需要校核金属隔离密封套的涡流损失。当涡流损失较大时，应采用有效的冷却措施控制温升。

3.优选地，由于隔离密封套位于磁力交替的中间，在磁传动设计中，需要校核隔离密封套的强度是否足够承受两侧介质的不同压力，以及受压变形量是否满足应用的要求。隔离密封套径向变形时，会引起隔离密封套位置以及内外间隙的变化，压力低时这种变形不必考虑；压力大时，变形量较大，应对其进行校核，以保证变形不影响隔离密封套的正常工作。径向变形量的计算公式如下：

$\mathrm{\Δs}=\frac{{4P\·r}^2}{E\·H_{\mathrm{iso}-\mathrm{cover}}(1-\frac{\mathrm{\μ}}{2})}$

式中，Δs为隔离密封套筒壁的径向位移（mm）；E为隔离密封套材料的弹性模量（MPa）；μ为材料的泊松比；P=0.101Mpa；r=43.5mm；隔离套筒壁厚H_iso-cover=1mm。根据资料可知，316不锈钢的弹性模量E=193GPa；泊松比μ=0.3。将其代入上式，可知Δs=0.005mm。可见，本应用中，隔离密封套的径向变形量非常的小，对隔离密封套的正常使用没有影响。因此，隔离密封套的筒壁厚为1mm时，隔离密封套的强度和径向变形量均满足设计要求。

4.隔离密封套与转子之间采用O型橡胶圈进行进一步的密封。

步骤5：由于电机内磁转子外侧的磁体会吸引电机外磁定子内侧的齿槽，所以在电机轴系的设计装配过程中，采用专门设计的分体式真空直驱电机轴系组装工装克服了磁体与齿槽间强大的吸引力，而将电机的转子组件平稳插入电机的定子组件中，并保证所需要的安装精度要求。

优选地，在步骤5中，设计了一种专门的电机转子装配夹具，通过Z向导轨的运动成功地组装了分体式真空机器人轴系，实际运行情况良好。

通过以上步骤，可以提供一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将具有磁力直接驱动功能的永磁同步电机作为轴系的驱动与传动组件，其中，该永磁同步电机主要由电机外磁定子和电机内磁转子组成，电机外磁定子和电机内磁转子之间存在间隙；电机外磁定子主要由旋转电磁场线圈组成，作为轴系的驱动组件，该旋转电磁场线圈通电后，产生旋转磁场驱动被隔离密封套封闭在真空容器中的电机内磁转子旋转；电机内磁转子和真空机器人的手臂直接相连；

步骤2：将正余弦磁阻式旋转变压器作为电机的位置检测部件，用于实时检测电机内磁转子位置与转速；该旋转变压器主要由旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子组成，旋转变压器外磁定子和旋转变压器内磁转子之间存在间隙；

步骤3：将电机内磁转子的端部进行加长，将旋转变压器内磁转子除去，形成一体化内磁，转子使得电机和旋转变压器共用一个一体化内磁转子；

步骤4：将整个电机、旋转变压器的一体化内磁转子封闭在隔离密封套中，隔离密封套用于限制磁体径向和轴向的运动。

2.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，所述电机内磁转子和/或旋转变压器内磁转子采用中空结构的设计，该中空结构用于使配线能够从轴系的中间穿过。

3.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，电机外磁定子与一体化转子之间的间隙、以及旋转变压器外磁定子与一体化转子之间的间隙，均为1.5mm～2.5mm。

4.根据权利要求3所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，电机外磁定子与一体化转子之间的间隙、以及旋转变压器外磁定子与一体化转子之间的间隙，均为2mm。

5.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，旋转变压器的原、副绕组均分布在旋转变压器外磁定子侧。

6.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，隔离密封套选用非导磁的材料。

7.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，隔离密封套与一体化转子之间采用O型橡胶圈进行密封。

8.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，轴系的一体化转子同时使用胶粘和定位法兰两种方法来固定磁体的位置。

9.根据权利要求8所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，定位法兰为燕尾槽型或T形槽型。

10.根据权利要求1所述的集成旋转变压器的轴系静态真空隔离方法，其特征在于，一体化转子、电机外磁定子、以及旋转变压器外磁定子上的所有磁体表面可镀镍或镀锌。

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