CN111742471A - 平面驱动系统、定子模块及传感器模块 - Google Patents

平面驱动系统、定子模块及传感器模块 Download PDF

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Abstract

本发明有关于一种平面驱动系统,包括:一转子(40)及一定子模块,所述定子模块包括:一定子模块壳体、一用于驱动所述转子的定子总成及一用于检测所述转子(40)的一位置的传感器模块(100),所述传感器模块(100)包括一载具及处于其上的多个磁场传感器(101)的一二维排列,所述多个磁场传感器(101)以一第一及一第二周期性网格的形式被排列于一第一方向(111)上及于一第二方向(112)上。相邻磁场传感器(101)于所述第一方向(111)上以相关于彼此的一第一距离(113)被排列而于所述第二方向(112)上以相关于彼此的一第二距离(114)被排列。网格彼此之间偏移一向量。所述第一分量小于所述第一距离,且所述第二分量小于所述第二距离。所述转子(40)包括一第一磁体单元(41)及一第二磁体单元(51),所述第一磁体单元(41)及所述第二磁体单元(51)的每一个具有磁体(42、43、44、45、46、52、53、54、55、56)的一周期性排列,所述磁体(42、43、44、45、46、52、53、54、55、56)具有一第一及一第二周期性长度(49、59),且于所述平面驱动系统运转期间,所述第一磁体单元(41)及所述第二磁体单元(51)被分别调校至所述第一方向(111)及所述第二方向(112)上。所述第一距离与所述第一分量之一差值及所述第一分量的每一个小于所述第一周期长度(49);所述第二距离与所述第二分量之一差值及所述第二分量的每一个小于所述第二周期长度(59)。

Description

平面驱动系统、定子模块及传感器模块
技术领域
本发明关于一种用于转子的二维或三维驱动的平面驱动系统、一种用于此一平面驱动系统的定子模块及一种于所述平面驱动系统中检测所述转子的位置的传感器模块。
本专利申请案主张德国专利申请案DE 10 2017 131 320.6的优先权,所述德国专利申请案的公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
平面驱动系统尤其可被使用于自动化技术中,特别是生产工程、操作运技术及程式工程中。平面驱动系统可被使用于使一设施或机器的可移动元件于二个或三个线性独立的方向上移动或定位。平面驱动系统可包括一永久充电电磁平面马达,所述永久充电电磁平面马达具有:一平面定子;及一转子,所述转子可于所述平面定子上于二个或三个方向上移动。
在永久充电电磁平面马达中,驱动力通过流过导体回路的电流而被施加于所述转子上,所述导体回路与形成于所述转子处的磁铁排列的驱动磁铁相互磁性作用。
所述传感器模块可被使用于决定所述转子于所述平面定子上面的位置,且基于所决定的所述转子的位置来改变所述电流承载导体回路中的电流流动。
所述传感器模块可具有磁场传感器,借助所述磁场传感器,可检测所述转子的永久磁场。依据所述磁场传感器及所述转子的位置,然后个别磁场传感器将量测磁场,而其他磁场传感器不量测磁场。考量全部磁场传感器的讯号,可得出关于所述转子的位置的结论。可于传感器模块内提供所述磁场传感器的不同配置。
公报WO 2015/017933 A1公开为决定转子的位置而安置传感器模块的磁场传感器的各种可能性。出于此目的,以周期性网格的形式安置磁场传感器。依据所述转子的磁铁排列,可选择所述周期性网格的网格常数,以允许所述转子的位置检测。所述磁场传感器可被整合于定子模块内,其中所述定子模块可被设置成除了位置检测,还对所述转子提供驱动装置。然而,如公报WO 2015/017933 A1中所公开的,所述磁场传感器之间的间隙相对较小,藉以使得电连接缆线及特别是所述定子模块运转所必需之热传导元件不能容易地被安置于磁场传感器之间来消散所述驱动装置运转期间所产生的废热。
发明内容
本发明的目的提供一种改良型传感器模块、一种包括此一改良型传感器模块的定子模块及一种具有此一改良型传感器模块的平面驱动系统。
此目的是通过独立权利要求的平面驱动系统、定子模块及传感器模块解决的。附属权利要求中指出进一步实施例。
一种平面驱动系统包括:转子及定子模块。所述定子模块包括:定子模块壳体、用于所述转子的电驱动的定子总成及用于检测所述转子的位置的传感器模块。所述转子可于所述定子总成的平坦定子表面上至少于线性独立的第一方向及第二方向上被驱动。可额外地考虑,所述转子可于与所述第一或第二方向正交的第三方向上被驱动。所述传感器模块具有载具及多个磁场传感器的二维排列。所述多个磁场传感器被排列于所述载具上。所述多个磁场传感器的二维排列具有多个磁场传感器的第一子排列配置及多个磁场传感器的第二子排列。所述第一子排列的多个磁场传感器被以第一周期性网格的形式排列。所述第一周期性网格的多个磁场传感器被沿所述第一方向及沿所述第二方向排列。所述第一子排列的相邻磁场传感器在所述第一方向上、在相关于彼此的第一距离处被排列。所述第一子排列的相邻第一磁场传感器在所述第二方向上、在相关于彼此的第二距离处被排列。所述第二子排列的多个磁场传感器被以第二周期性网格的形式排列。所述第二周期性网格中的多个磁场传感器沿所述第一方向及沿所述第二方向被排列。所述第二子排列的相邻第二磁场传感器在所述第一方向上、在相关于彼此的第一距离处被排列,而在所述第二方向上、在相关于彼此的第二距离处被排列。所述第一子排列与所述第二子排列彼此相对偏移一向量。所述向量于所述第一方向上包括第一分量,而于所述第二方向上包括第二分量。所述第一分量小于所述第一距离。所述第二分量小于所述第二距离。
所述转子包括第一磁体单元,所述第一磁体单元具有多个磁体的第一周期性排列,所述多个磁体具有第一周期性长度。再者,所述转子还包括第二磁体单元,所述第二磁体单元具有多个磁体的第二周期性排列,所述多个磁体具有第二周期性长度。多个磁体的所述第一周期性排列于所述第一方向上是周期性的。多个磁体的所述第二排列于所述第二方向上是周期性的。于所述平面驱动系统运转期间,所述第一磁体单元被取向于所述第一方向上,而所述第二磁体单元被取向于所述第二方向上。所述第一分量小于所述第一周期性长度。所述第一距离与所述第一分量之间的差值亦小于所述第一周期性长度。所述第二分量小于所述第二周期性长度。所述第二距离与所述第二分量之间的差值也小于所述第二周期性长度。
为了在所述平面驱动系统中检测所述转子的位置,需要于所述传感器模块里面具有足够数量的磁场传感器。此允许为了决定所述转子的确切位置而于所述转子附近始终提供足够数量的磁场传感器。另一方面,磁场传感器的量测数据必须被评估,这就是为什么应当提供最少数量的磁场传感器的原因,因为此举可降低所需的计算功率。由于根据本发明的位置检测单元的磁场传感器于二个周期性网格中的排列,其中所述网格被一致性地建构且彼此之间偏移,一方面,为了检测所述转子的位置,提供足够的磁场传感器。另一方面,磁场传感器的数量小于以前由先前技术已知的数量,藉以使得检测所述转子的位置时进行评估所需的计算功率可以减少。
在一实施例中,所述第一周期性长度为第一有理数与所述第一距离的乘积,而所述第二周期性长度为第二有理数与所述第二距离的乘积。所述第一有理数及所述第二有理数来自0.5与1之间的区间。
在一实施例中,所述第一有理数的分子及/或所述第二有理数的分子是奇数。
在一实施例中,所述第一有理数为六分之五。再者,所述第二有理数为六分之五。此一方面为了检测所述磁体单元的位置而提供足够数量的磁场传感器,而另一方面,提供可能的最低数量的磁场传感器。
可以考虑,所述定子总成包括可充电导体条。所述可充电导体条可被充电,使得通过对所述导体条充电产生的磁场与所述转子的磁体单元相互作用,且因此驱动所述转子。所述导体条可基本上被沿所述第一方向或沿所述第二方向排列。被沿所述第一方向排列的二个相邻导体条于所述第二方向上包括一第一导体条距离,所述第一导体条距离被定义为被调校至沿所述第一方向的导体条的二个中心线之间的距离。由于此等导体条,所述转子可于所述第一方向上被驱动。被沿所述第二方向排列的二个相邻导体条于所述第一方向上具有一第二导体条距离,所述第二导体条距离被定义为被调校至沿所述第二方向的导体条的二个中心线之间的距离。借助此等导体条,所述转子可于所述第二方向上被驱动。可提供被调校至沿所述第一方向及沿所述第二方向的导体条。在此情况中,所述转子既可于所述第一方向上又可于所述第二方向上被驱动。所述第一距离或分别地所述第二距离可以是所述第一或第二导体条距离的五分之三十六。所述导体条距离与所述磁场传感器的距离之间的此关系导致非常适合于驱动所述转子及决定所述转子的位置的定子总成。
在另一个实施例中,所述第一分量介于所述第一距离的0.35倍与0.65倍之间。所述第二分量介于所述第二距离的0.35倍与0.65倍之间。
所述第一子排列的第一网格与所述第二子排列的第二网格相对于彼此的此一偏移允许具有磁场传感器的传感器模块的全面覆盖。所述第二网格的磁场传感器被排列于所述第一网格的磁场传感器之间的中心区中。
在一实施例中,所述第一分量对应于所述第一距离的一半,而所述第二分量对应于所述第二距离的一半。若二个分量对应于各自的一半距离,则所述第二子排列的磁场传感器被确切地排列于所述第一子排列的磁场传感器之间的中间。此举进一步改良对所述转子的位置检测。再者,通过将所述第二网格的磁场传感器确切地排列于所述第一网格的磁场传感器之间的中间,所述磁场传感器之间的空间被最大化。在此中部空间中,导热元件可被更容易地提供。
在一实施例中,所述第一距离与所述第二距离相等。此额外地意味着所述转子的第一磁体单元的第一周期性长度与所述转子的第二磁体单元的第二周期性长度一致。此为了进一步改良位置检测而允许磁场传感器的规则排列。
在另一个实施例中,所述第一方向与所述第二方向彼此正交。此允许所述平面驱动系统被设置,使得所述转子既可于x方向上又可于y方向上移动,其中所述x方向对应于所述第一方向,而所述y方向对应于所述第二方向。再者,所述转子可同步地于所述x方向上及y方向上被驱动。再者,于与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向也驱动所述转子,其可能性程度非常小。若所述转子的磁体单元具有矩形实施例,则可达成所述磁体单元于所述转子内的紧密排列。
在另一个实施例中,所述定子表面为平行四边形。所述定子表面的第一平行四边形侧的长度为所述第一距离的第一整数倍,所述定子表面的第二平行四边形侧的长度为所述第二距离的第二整数倍。所述平行四边形的第一侧平行于所述第一方向。所述第二平行四边形侧平行于所述第二方向。
结果,多个定子模块可被彼此直接相邻地排列,其中所述定子模块的第一子排列的磁场传感器的每一个于全部定子模块上形成磁场传感器的的第一子排列,而所述定子模块的磁场传感器的第二子排列于全部定子模块上形成磁场传感器的第二子排列。依此,通过与一定子模块直接相邻地附接下一个定子模块,所述第一子排列的网格与所述第二子排列的网格因此可连续。此提供一种建构由若干定子模块组成的模块式平面驱动系统的简单可能性,其中所述传感器模块的磁场传感器于所述定子模块的整个表面上形成连续网格。
此大幅度地简化模块式平面驱动系统中的转子的位置检测。
在一实施例中,所述定子模块为矩形。若所述定子模块为矩形,则甚至更容易以模块化手段彼此相邻地排列若干定子模块。在另一个实施例中,所述定子模块是方形的。
在一实施例中,所述第一整数倍与所述第二整数倍一致。此意味着,于所述第一子排列的网格内及于所述第二子排列的网格内,每个定子模块于所述第一方向上及于所述第二方向上具有一致数量的磁场传感器。
在另一个实施例中,所述载具被排列,使得所述第一子排列的第一磁场传感器被排列于所述定子表面的第一角部区域下面。因而,所述定子表面的第一角部区域被排列于第一平行四边形侧与第二平行四边形侧的交会处。所述第一磁场传感器于所述第一方向上被排列于距离所述第二平行四边形侧第一距离的四分之一处。含有所述磁场传感器的磁场传感器平面与含有所述第二平行四边形侧、与所述磁场传感器平面正交的第一平面交会。所述第一磁场传感器于所述第一方向上被排列于距离所述第二平行四边形侧第一距离的四分之一处,旨在意味着平行于所述第一方向自所述第一磁场传感器至所述磁场传感器平面与所述第一平面的交叉线的向量具有所述第一距离的四分之一的长度。于所述第二方向上,所述第一磁场传感器位于距离所述第一平行四边形侧第二距离的四分之一。所述磁场传感器平面与含有所述第一平行四边形侧且与所述磁场传感器平面正交的第二平面交会。所述第一磁场传感器于所述第二方向上被定位于距离所述第一平行四边形侧第二距离的四分之一处,旨在意味着平行于所述第二方向自所述第一磁场传感器至所述磁场传感器平面与所述第二平面的交叉线的向量具有所述第二距离的四分之一的长度。
所述第二子排列的第二磁场传感器被排列于所述定子表面的相对于所述第一角部区域的第二角部区域中。因而,所述定子表面的第二角部区域被排列于第三平行四边形侧与第四平行四边形侧的交会处。所述第二磁场传感器于所述第一方向上被排列于距离所述定子模块的第四平行四边形侧第一距离的四分之一处,其中所述第四平行四边形侧面对所述第二平行四边形侧。所述磁场传感器平面与含有所述第四平行四边形侧且与所述磁场传感器平面正交的第三平面交会。所述第二磁场传感器于所述第一方向上位于距离所述第四平行四边形侧第一距离的四分之一处意味着,平行于所述第一方向自所述第二磁场传感器至所述磁场传感器平面与所述第三平面的交叉线的向量具有所述第一距离的四分之一的长度。所述第二磁场传感器于所述第二方向上被排列于距离所述定子模块的第三平行四边形侧第二距离的四分之一处,所述第三平行四边形侧相对于所述第一平行四边形侧。所述磁场传感器平面与含有所述第三平行四边形侧且与所述磁场传感器平面正交的第四平面交会。所述第二磁场传感器于所述第二方向上被排列于距离所述第三平行四边形侧第二距离的四分之一处旨在意味着,平行于所述第二方向自所述第二磁场传感器至所述磁场传感器平面与所述第四平面的交叉线的向量具有所述第二距离的四分之一的长度。
因此,所述第一子排列的及所述第二子排列的磁场传感器形成磁场传感器的点对称排列。此使所述定子模块旋转180°,此举不改变所述磁场传感器的排列,由于此旋转导致所述第一子排列的磁场传感器假定所述第二子排列的磁场传感器于旋转之前的位置,反之亦然。此允许提供可被更具弹性地使用的定子模块。
在一实施例中,所述第一磁体单元于第一方向上具有对应于所述第一周期性长度的第一延伸。除此之外,所述第一磁体单元于所述第二方向上具有对应于所述第二周期性长度的二倍的第二延伸。所述第二磁体单元于所述第二方向上具有对应于所述第二周期性长度的第三延伸。再者,所述第二磁体单元于所述第一方向上具有对应于所述第一周期性长度的二倍的第四延伸。
在另一个实施例中,所述转子包括第三磁体单元及第四磁体单元。所述第三磁体单元包括磁体的第三周期性排列,所述第三周期性排列于所述第一方向上是周期性的,且其周期性长度对应于所述第一周期性长度。于所述平面驱动系统运转期间,所述第三磁体单元被取向至所述第一方向。所述第一磁体单元与所述第三磁体单元距离第一磁体单元距离。所述第四磁体单元包括磁体的第四周期性排列,所述第四周期性排列于所述第二方向上是周期性的,且其周期性长度对应于所述第二周期性长度。于所述平面驱动系统运转期间,所述第四磁体单元被取向至所述第二方向。所述第二磁体单元与第四磁体单元以彼此距离一第二磁体单元距离被排列。所述第三磁体单元于所述第一方向上具有第一延伸。所述第三磁体单元于所述第二方向上具有第二延伸。所述第四磁体单元于所述第二方向上具有第三延伸。所述第四磁体单元于所述第一方向上具有第四延伸。
所述磁体单元被以方形的形式排列。所述第一磁体单元被排列于所述方形的的第一角部。所述第二磁体单元位于所述方形的的第二角部。所述第三磁体单元被排列于所述方形的的第三角部。所述第四磁体单元被排列于所述方形的的第四角部。所述第一角部位于所述第三角部对面。
此提供紧密型转子,借助传感器模块可决定所述紧密型转子的位置。
在一实施例中,所述第一磁体单元距离对应于所述第一周期性长度或所述第一周期性长度的十二分之十三。在另一个实施例中,所述第二磁体单元距离对应于所述第二周期性长度或所述第二周期性长度的十二分之十三。
在一实施例中,所述第一磁体单元及所述第二磁体单元是矩形的。在另一个实施例中,所述第三磁体单元及所述第四磁体单元也是矩形的。
若所述第一周期性长度是所述第一距离的六分之五,而所述第二周期性长度是所述第二距离的六分之五,且于所述转子内提供二个互相平行的磁体单元,所述二个互相平行的磁体单元各以相对于彼此所述第一周期性长度或所述第一周期性长度的十二分之十三或分别地,所述第二周期性长度或所述第二周期性长度的十二分之十三的距离被排列,则允许对所述转子进行良好位置检测。
一种用于平面驱动系统的定子模块包括:定子模块壳体及用于电驱动转子的定子总成以及传感器模块。所述转子可于所述定子总成的一平坦定子表面上至少于第一方向及于第二方向上被驱动。所述传感器模块包括载具及多个磁场传感器的二维排列。所述多个磁场传感器被排列于所述载具上。多个磁场传感器的所述二维排列具有多个磁场传感器的第一子排列及多个磁场传感器的第二子排列。所述第一子排列的所述多个磁场传感器以第一周期性网格的形式被排列。于所述第一周期性网格内,所述多个磁场传感器被沿所述第一方向及沿所述第二方向排列。所述第一子排列的相邻磁场传感器于所述第一方向上距离彼此第一距离被排列。所述第一子排列的相邻磁场传感器于所述第二方向上距离彼此第二距离被排列。所述第二子排列的所述多个磁场传感器以第二周期性网格的形式被排列。所述多个磁场传感器以所述第二周期性网格的形式沿所述第一方向及沿所述第二方向被排列。所述第二子排列的相邻磁场传感器于所述第一方向上距离彼此第一距离被排列,而于所述第二方向上距离彼此第二距离被排列。所述第一子排列与所述第二子排列彼此相对偏移一向量地被排列,所述向量于一个方向上具有第一分量,而于所述第二方向上具有第二分量。所述第一分量小于所述第一距离,而所述第二分量小于所述第二距离。因此,所述定子模块内的多个磁场传感器的排列对应于所述平面驱动系统的定子模块的多个磁场传感器的排列。
在一实施例中,所述载具被排列于所述定子模块壳体的里面。
在一实施例中,所述第一分量介于所述第一距离的0.35倍与0.65倍之间。所述第二分量介于所述第二距离的0.35倍与0.65倍之间。在一实施例中,所述第一分量为所述第一距离的一半,而所述第二分量为所述第二距离的一半。在一实施例中,所述第一方向与所述第二方向彼此正交。
在另一个实施例中,所述定子表面为一平行四边形。所述定子表面的第一平行四边形侧的长度为所述第一距离的第一整数倍。所述定子表面的第二平行四边形侧的长度为所述第二距离的第二整数倍。
在另一个实施例中,所述定子模块为矩形。在另一个实施例中,所述定子模块为方形。在另一个实施例中,所述第一整数倍与所述第二整数倍一致。
在一实施例中,所述定子模块中的载具被排列,使得所述第一子排列的第一磁场传感器被排列于所述定子表面的第一角部区域下面。因而,所述第一角部区域被排列于第一平行四边形侧与第二平行四边形侧的交会处。所述第一磁场传感器于所述第一方向上被排列于距离所述定子表面的第二平行四边形侧第一距离的四分之一处。所述第一磁场传感器于所述第二方向上被定位于距离所述定子表面的第一平行四边形侧第二距离的四分之一处。所述第二子排列的第二磁场传感器被排列于所述定子表面的第二角部区域下面。所述第二角部区域位于所述定子表面的第三平行四边形侧与第四平行四边形侧的一交会处。所述第二磁场传感器于所述第一方向上位于距离所述定子模块的第四平行四边形侧第一距离的四分之一处。所述第四平行四边形侧相对于所述第二平行四边形侧。所述第二磁场传感器于所述第二方向上位于距离所述定子模块的第三平行四边形侧第二距离的四分之一处。所述第三平行四边形侧相对于所述第一平行四边形侧。
因此,所述定子模块的多个磁场传感器被排列于所述定子模块中,使得当所述定子模块绕垂直轴线旋转180°时,所述多个磁场传感器的位置是不变的,所述垂直轴线延伸通过所述定子模块的中心。由于所述定子模块以原始取向以及被旋转180°后的取向可被串联地排列且所述磁场传感器的周期性网格稳定地连续,所以此允许所述平面驱动系统的较简单模块设计。
在一实施例中,所述第一距离与所述第二距离相等。
在一实施例中,所述磁场传感器为霍尔传感器,且特别是下文中亦被称为2D或3D霍尔传感器的二维或三维霍尔传感器。霍尔传感器、2D霍尔传感器及3D霍尔传感器表示实施磁场传感器的一种简单方式。
在一实施例中,所述载具具有电路板,特别为印刷电路板。此允许实施简单制造技术来提供传感器模块,所述传感器模块含有上面排列有磁场传感器的载具。
在一实施例中,所述定子总成被排列于所述定子模块壳体的上侧上。所述载具在所述定子模块壳体中被排列于所述定子总成下面,且所述载具具有贯通孔。所述定子模块壳体具有导热结构,所述导热结构被设计成将来自所述定子总成的热量消散至所述定子模块壳体的与所述定子表面相对的一底侧。所述导热结构自所述定子总成经由所述贯通孔被引导至所述定子模块壳体的底侧。所述贯通孔与四个磁场传感器相邻,四个磁场传感器的二个磁场传感器属于所述第一子排列,二个磁场传感器属于所述第二子排列。
为了有效驱动所述转子,所述定子总成应尽可能靠近所述上侧而被排列。在一方面,所述传感器模块应距离所述上侧一定距离而被排列,以避免磁场传感器的讯号饱和。另一方面,为了能够量测讯号,所述传感器模块不应被放置距离所述上侧太远。出于此原因,可需要使所述定子总成运转期间由驱动所需的高电流导致产生的热量消散离开所述定子总成。此举可借助经由贯通孔通过所述传感器模块的载具导引的导热元件实行。本发明的磁场传感器于二个子排列中的排列使得能够提供相对大的贯通孔,其中所述热传导性可被改良。四个磁场传感器之间的中间空间可被使用于实行导热结构。此中间空间位于所述第一子排列的二个磁场传感器与所述第二子排列的二个磁场传感器之间。
在另一个实施例中,所述载具具有多个贯通孔及通过所述贯通孔引导的多个导热元件。所述贯通孔各自与四个磁场传感器相邻,四个磁场传感器之中的二者被指派给所述第一子排列,二者被指派给所述第二子排列。如此一来,自所述定子总成至所述底侧的热传导可被进一步改良。
在一实施例中,一个或多个开口是方形的及/或五角形的。在另一个实施例中,所述载具具有内区及外区。所述外区以围绕所述内区的环的形式被安置。所述贯通孔或多个贯通孔被安置于所述外区中。所述内区最多覆盖所述传感器模块的面积的35%。于此一配置中,若干导热元件可经由贯通孔通过所述环形外区引导。此允许将来自所述定子总成的废热几乎完全自所述定子总成离开而传导至所述壳体的底侧。
在一实施例中,所述磁场传感器的排列确切包括磁场传感器的二个子排列。
可以考虑,所述定子总成具有可充电导体条。所述可充电导体条可被充电,使得流过所述导体条的电流感应的磁场与所述转子的磁体单元相互作用,且结果,驱动所述转子。所述导体条可基本上沿所述第一方向或分别地沿所述第二方向被排列。被沿所述第一方向排列的二个相邻导体条于所述第二方向上具有第一导体条距离,所述第一导体条距离被定义为被沿所述第一方向取向的导体条的二个中心线之间的距离。被沿所述第二方向排列的二个相邻导体条于所述第一方向上具有第二导体条距离,所述第二导体条距离被定义为被调校至沿所述第二方向的导体条的二个中心线之间的距离。所述第一距离及所述第二距离可以是所述第一或分别地第二导体条距离的五分之三十六。所述导体条距离与所述磁场传感器之间的距离之间的此关系导致非常适合于驱动所述转子及决定所述转子的位置的定子总成。
所述定子模块的进一步实施例亦可被使用于所述平面驱动系统的定子模块中。
一种于平面驱动系统中用于检测转子的位置的传感器模块包括载具及多个磁场传感器的二维排列。所述多个磁场传感器被排列于所述载具上。多个磁场传感器的所述二维排列包括多个磁场传感器的第一子排列及多个磁场传感器的第二子排列。所述第一子排列的多个磁场传感器以第一周期性网格的形式被排列于第一方向及第二方向上。所述第一子排列的相邻磁场传感器于所述第一方向上距离彼此第一距离而被排列。所述第一子排列的相邻磁场传感器于所述第二方向上距离彼此第二距离而被排列。所述第二子排列的所述多个磁场传感器以第二周期性网格的形式被排列,所述多个磁场传感器以所述第二周期性网格的形式被排列于所述第一方向上及于所述第二方向上。所述第二子排列的相邻磁场传感器于所述第一方向上距离彼此第一距离而被排列,而于所述第二方向上距离彼此第二距离而被排列。所述第一子排列与所述第二子排列彼此相对偏移一向量,所述向量于所述第一方向上包括第一分量,而于所述第二方向上包括第二分量。所述第一分量小于所述第一距离,而所述第二分量小于所述第二距离。
在一实施例中,所述第一分量介于所述第一距离的0.35倍与0.65倍之间,而所述第二分量介于所述第二距离的0.35倍与0.65倍之间。
在一实施例中,所述第一分量对应于所述第一距离的一半,而所述第二分量对应于所述第二距离的一半。
在一实施例中,所述第一方向与所述第二方向彼此正交。在一实施例中,所述传感器模块为矩形,特别系为方形。在另一个实施例中,所述第一距离与所述第二距离相等。于所述传感器模块的一实施例中,所述多个磁场传感器为霍尔传感器,特别是3D霍尔传感器。于所述传感器模块的另一个实施例中,所述载具具有一电路板,特别为一印刷电路板。于所述传感器模块的另一个实施例中,所述多个磁场传感器的排列确切地包括多个磁场传感器的二个子排列。
在一实施例中,所述载具具有一贯通开口,四个磁场传感器毗邻所述贯通开口的,所述四个磁场传感器中的二者被指派给第一子排列且所述四个磁场传感器的二者被指派给所述第二子排列。在一实施例中,所述载具具有多个贯通孔,四个磁场传感器毗邻所述多个贯通孔,所述四个磁场传感器之中的毗邻所述贯通孔之中的一者的二个磁场传感器被指派给所述第一子排列,而所述四个磁场传感器之中的毗邻此贯通孔的二个磁场传感器被指派给所述第二子排列。
在一实施例中,所述贯通孔系方形的及/或五角形的。在一实施例中,所述贯通开口被排列于所述载具的外区域中,所述外区域环绕地被排列在所述载具的内区域周围,且所述载具的所述外区域包括所述载具的面积的至少50%,特别是至少75%,特别是至少85%。
附图说明
下面将基于实施例实例且参考所附图式更详细解释本发明。在各种情况下,图以示意性绘示的形式显示:
图1显示传感器模块的第一示范性实施例;
图2显示传感器模块的第二示范性实施例;
图3显示传感器模块的第三示范性实施例;
图4显示传感器模块的第四示范性实施例;
图5显示传感器模块的第五示范性实施例;
图6显示具有转子的定子模块的等角视图;
图7显示通过定子模块的等距局部剖面;
图8显示定子模块的剖视图;
图9显示定子模块的另一个剖视图;
图10显示具有转子的若干定子模块的等角视图;
图11显示平面驱动系统的转子;
图12显示转子的磁体单元;
图13显示平面驱动系统中转子的磁体单元相对于位置检测单元的磁场传感器的相对配置;及
图14显示转子的进一步示范性实施例。
具体实施方式
本发明基本上关于公开本WO 2013/059934 A1、WO 2015/017933 A1、WO 2015/179962 A1、WO 2015/184553 A1、WO 2015/188281 A1及WO 2017/004716 A1中所公开的平面驱动系统的进一步发展。上述公开本的公开内容以引用方式并入本说明书作为标的。
图1显示平面驱动系统中用于检测转子的位置的传感器模块100的俯视图。所述传感器模块100是平行四边形形状的,且在载具102上具有多个磁场传感器101的二维排列。因此,所述多个磁场传感器101被排列于载具102上。多个磁场传感器101的二维排列具有多个磁场传感器101的第一子排列125及多个磁场传感器101的第二子排列126。所述第一子排列125的多个磁场传感器101被以第一周期性网格103的形式排列,所述第二子排列126的多个磁场传感器101被以第二周期性网格104的形式排列。所述第一网格103中的第一子排列125的多个磁场传感器101由圆形符号表示,而所述第二网格104的第二子排列126的多个磁场传感器101由方形符号表示。
就磁场传感器101在下面的讨论中作为通用术语而言,使用参考标志101。若结合所述第一子排列125或分别地所述第一网格103及/或所述第二子排列126或分别地所述第二网格104描述所述磁场传感器101,则在下面对所述第一子排列125的或分别地所述第一网格103的第一磁场传感器118使用参考标志118,而对所述第二子排列126或分别地所述第二网格104的第二磁场传感器119使用参考标志119。
所述第一磁场传感器118以连续线连接,以例示第一网格103的网格结构。所述第二磁场传感器119以虚线连接,以例示第二网格104的网格结构。所述第一磁场传感器118及所述第二磁场传感器119可以是一致的,所述圆形标志及方形符号仅意味着用符号来表示属于各自子排列125、126的磁场传感器101的位置。所述第一磁场传感器118于第一方向111上相关于彼此具有第一距离113。所述第一磁场传感器118于第二方向112上相关于彼此具有第二距离114。所述第二磁场传感器119于所述第一方向上亦被排列于相关于彼此的第一距离113处,而于所述第二方向112上被排列在相关于彼此的第二距离114处。所述第一网格103和所述第二网格104被一致地建构,且彼此相对偏移向量120,所述向量120于所述第一方向111上具有第一分量121,而于所述第二方向112上具有第二分量122。所述第一分量121的值小于所述第一距离113,而所述第二分量122的幅值小于所述第二距离114。结果,所述第二网格104的第二磁场传感器119及所述第一网格103的第一磁场传感器118的每一个彼此相对偏移,一第二磁场传感器119至少于所述传感器模块100的局部区域中被排列于四个第一磁场传感器118之间。所述第一网格103表示磁场传感器101的排列的第一子排列125,而所述第二网格104表示磁场传感器101的第二子排列126。子排列125、126二者各自包括一致数量的第一及第二磁场传感器118、119。
所述第一分量121可介于所述第一距离113的0.35倍与0.65倍之间。所述第二分量122可介于所述第二距离114的0.35倍与0.65倍之间。
所述第一分量121可对应于所述第一距离113的一半,而所述第二分量122可对应于所述第二距离114的一半。
所述第一方向111与所述第二方向112之间之夹角可介于0与180度之间。特别是,所述第一方向111与所述第二方向112之间之夹角可介于60度与120度之间。
在所述第一方向111上,所述第一网格103具有四个以第一距离113并排排列的第一磁场传感器118,而所述第二网格104具有四个以第一距离113并排排列的第二磁场传感器119。于所述第二方向112上,所述第一网格103具有六个以第二距离114彼此紧挨着排列的第一磁场传感器118,同样,所述第二网格104具有六个以第二距离114彼此紧挨着排列的第二磁场传感器119。然而,于所述二个方向111、112上,亦可提供其他数量的磁场传感器101。
所述载具102是平坦的,使得所述磁场传感器101被排列于一平面中,亦即,于一二维排列中。
所述磁场传感器101可被具体实现为霍尔传感器。特别是,所述磁场传感器101可被具体实现为2D或3D霍尔传感器,其中3D霍尔传感器量测三个线性独立的空间方向上的磁场分量。特别是,这些空间方向可包含第一方向111和第二方向112以及与所述第一方向111且与所述第二方向112正交的第三方向。
所述载具102可被设计为电路板及/或印刷电路板。因而,可以简单方式提供所述载具102。
磁场传感器101的排列可确切地包括二个网格103、104的二个子排列125、126。
图2显示另一传感器模块100的俯视图,除非不同之处被描述于下面,否则所述另外传感器模块100对应于图1的传感器模块。所述第一方向111与所述第二方向112彼此正交。再者,所述传感器模块100是矩形的。于所述第一方向111上,三个以第一距离113彼此紧挨着定位的第一磁场传感器118及三个以第一距离113彼此紧挨着定位的第二磁场传感器119被排列。于所述第二方向112上,四个以第二距离114彼此紧挨着定位的第一磁场传感器118及四个以第二距离114彼此紧挨着定位的第二磁场传感器119被排列。再一次利用圆形符号表示所述第一磁场传感器118,再一次利用方形符号表示所述第二磁场传感器119。二个相邻磁场传感器101之间于所述第一方向111上的第一距离113与二个磁场传感器101之间于所述第二方向112上的第二距离114一致。于本文中未显示的一示范性实施例中,所述传感器模块100亦可能是方形的,且于所述第一方向111上及于所述第二方向112上分别包括三个第一磁场传感器118及三个第二磁场传感器119。
图3显示传感器模块100的另一个示范性实施例的俯视图,除非不同之处被描述于下面,否则所述传感器模块100的另一个示范性实施例对应于图2的传感器模块。所述第一方向111上的第一距离113大于所述第二方向112上的第二距离114。所述传感器模块100是方形的。于所述第一方向111上,三个以第一距离113彼此紧挨着定位的第一磁场传感器118及三个以第一距离113彼此紧挨着定位的第二磁场传感器119被排列。于所述第二方向112上,四个以第二距离114彼此紧挨着定位的第一磁场传感器118及四个以第二距离114彼此紧挨着定位的第二磁场传感器119被排列。若转子于所述第二方向112上的位置决定比所述转子于所述第一方向111上的位置决定更精确,则可使用如图3中所显示的所述传感器模块100中磁场传感器101的排列。
除此之外,如图3中所显示的,向量120可于磁场传感器101的排列的全部示范性实施例中被具体实施,使得所述第一分量121对应于所述第一距离113的一半,而所述第二分量122对应于所述第二距离114的一半。于是,至少于所述传感器模块100的局部区域中,所述第二磁场传感器119的每一个被排列于四个第一磁场传感器118之间的中间。
图4显示传感器模块100的另一个示范性实施例的俯视图,除非不同之处被描述于下面,否则所述传感器模块100的另一个示范性实施例对应于图2的传感器模块。所述传感器模块的载具102是方形的。于所述第一方向111上,五个第一磁场传感器118以第一距离113被彼此紧挨着定位,而五个第二磁场传感器119以第一距离113被彼此紧挨着被定位。而且,于所述第二方向112上,五个第一磁场传感器118以第二距离114被彼此紧挨着定位,而五个第二磁场传感器119以第二距离114被彼此紧挨着被定位。所述向量120被具体实施,使得所述第一分量121对应于所述第一距离113的一半,而所述第二分量122对应于所述第二距离114的一半。因此,至少于所述传感器模块100的中心区域中,所述第二磁场传感器119于所述第一磁场传感器118之间被排列于中心,而所述第一磁场传感器118于所述第二磁场传感器119之间被排列于中心。
所述传感器模块100总计具有由所述磁场传感器101的第一子排列125的二十五个第一磁场传感器118及所述磁场传感器101的第二子排列126的二十五个第二磁场传感器119组成的磁场传感器101的排列。
所述载具102具有被与所述第一方向111平行地排列的第一侧136。所述载具102的第二侧137被与所述第二方向112平行地排列。所述载具102的第三侧138相对于所述第一侧136。所述载具102的第四侧139相对于所述第二侧。
所述磁场传感器101的排列具有中心105,且针对于所述中心105而言是点对称的。此意味着,若所述磁场传感器101的排列绕中心105处的垂直轴线旋转180°,则所述磁场传感器101的所述排列不发生变化。经180°旋转后,所述第一磁场传感器118呈现所述第二磁场传感器119于所述旋转之前的位置,反之亦然。
图5显示传感器模块100的进一步示范性实施例,除非不同之处被描述于下面,否则所述传感器模块100的进一步示范性实施例对应于图4的传感器模块。所述载具102被划分为外区107及内区108。所述内区108具有方形形状,且位于所述载具102的中心。所述外区107被以围绕所述内区108的环的形式排列。所述外区107亦可被称为边缘区。于所述外区107中,所述载具102包括贯通孔130及对位孔106。借助所述对位孔106,所述载具102及依此所述感测器模块100可于定子模块内对准。每一个贯通孔130被排列于四个磁场传感器101之间,且因而定位于二个第一磁场传感器118与二个第二磁场传感器之间。所述第一磁场传感器118再一次由圆形符号表示,所述第二磁场传感器119再一次由方形符号表示。
贯通开口130有一部分是方形的,而有一部分是五角形的。平行于所述载具102的第一侧136,沿自所述第二侧137视之的第一方向111,在所述载具102的第四侧139的方向上,对位孔106被形成于所述外区107中,与所述对位孔106相邻,形成五角形贯通开口130;与所述五角形贯通开口130相邻,形成二个方形通路开口130,再形成一五角形通路开口130及再形成一对位孔106。因而,如所显示的,毗邻第四侧139的对位孔106被紧挨着所述五角形贯通开口130的平坦化角部排列。沿自所述载具102的第四侧139向第二侧137视之的第一方向111,参考所述第一侧136描述的配置于所述外区107中重复于所述载具102的第三侧138上。平行于所述载具102的第二侧137,沿自所述第一侧136视之的第二方向112,在所述载具102的第三侧138的方向上,对位孔106被形成于所述外区107中,与所述对位孔106相邻,形成五角形通路开口130;与所述五角形贯通开口130相邻,形成二个方形贯通开口130,再形成一五角形贯通开口130及再形成一对位孔106。因而,如所显示的,邻近第三侧138的对位孔106被紧挨着所述五角形通路130的平坦化角部排列。沿自所述第三侧138视之的第二方向112,在所述载具102的第一侧136的方向上,有关于所述第二侧137描述的配置于所述外区107中重复于所述载具102的第四侧139上。具有第一磁场传感器118或第二磁场传感器119的腹板135被安置于每一个贯通孔130之间。因此,所述载具102具有总共八个方形开口130及六个五角形开口130。代替此十四个开口130,可提供较少数量的开口130,特别是仅一个开口130。于一替代实施例中,可提供更多个且/或不同形状的开口130。于定子模块里面,亦即,当所述载具102被装设于定子模块中时,所述贯通开口130可被使用于导热元件的通道。贯通孔130具有槽形延伸109,所述槽形延伸109将所述贯通孔130拓宽至内区108内。此槽形加宽部109可被使用于实行电接触。除此之外,另外的贯通开口110被提供于所述内区108中,其可被使用于实行电接触。
所述载具102的第一侧136上的贯通开口130的每一个相对于所述载具102的第三侧138处的腹板135。所述第三侧128处的腹板135于中心相对于所述第一侧136上的贯通开口130。所述载具102的第三侧138上的贯通开口130的每一个相对于所述载具102的第一侧136处的腹板135。所述第一侧136上的腹板135于中心相对于所述第三侧138处的贯通开口130。第二磁场传感器119被排列于所述第一侧136上的腹板135上,而第一磁场传感器118位于与所述第三侧138相邻的每一个腹板135上。所述载具102的第二侧137处的贯通开口130的每一个相对于所述载具102的第四侧139处的腹板135。所述第四侧139处的腹板135于中心相对于所述第二侧137处的贯通开口130。所述载具102的第四侧139上的贯通开口130的每一个相对于所述载具102的第二侧137上的腹板135。因而,第二磁场传感器119位于所述第二侧137处的腹板135上,而第一磁场传感器118位于与所述第四侧139相邻的腹板135上。
所述外区107的面积大于整个载具102的面积的50%,特别是大于75%,特别是大于85%。
所述磁场传感器101分别被以五列115×五行116的第一网格103及第二网格104的形式排列。因此,所述位置检测模块100包括总共十列115×十行116的磁场传感器101,所述列115被调校至平行于所述第二方向112,而所述行116被调校至平行于所述第一方向111。在所述载具102的第一侧136处,所述贯通开口130被安置于图4所示的具有第一磁场传感器118的所述第一网格103的第一行153与具有第一磁场传感器118的第一网格103的第二行154之间。为清楚起见,所述第一网格103及所述第二网格104未被显示于图5中。在此方面,参考配合图4的描述。在所述载具102的第二侧137处,所述贯通开口130位于具有第一磁场传感器118的所述第一网格103的第一列151与具有第一磁场传感器118的第一网格103的第二列152之间。在所述载具102的第三侧138处,所述贯通开口130被安置于包括第二磁场传感器119的所述第二网格104的第四行157与包括第二磁场传感器119的第二网格104的第五行158之间。在所述载具102的第四侧139处,所述贯通开口130被安置于包括第二磁场传感器119的所述第二网格104的第四列155与包括第二磁场传感器119的第二网格104的第五列156之间。因此,所述贯通开口130基本上被安置于包围所述内区108的环状外区107中。可以考虑使所述贯通开口130被独占式地安置于包围所述内区108的环状外区107中。
若包括第一磁场传感器118的第一网格103及包括磁场传感器119的第二网格104于所述第一方向111及/或所述第二方向112上具有数量不同于5的磁场传感器101,则可以考虑,在所述载具102的第三侧138处,将所述贯通开口130安置于包括第二磁场传感器119的第二网格104的倒数第二行与包括第二磁场传感器119的第二网格104的最后一行之间,而在所述载具102的第四侧139处,将所述贯通开口130安置于包括第二磁场传感器119的第二网格104的倒数第二列与包括第二磁场传感器119的第二网格104的最后一列之间。
作为替代,可以非中心地相对于所述贯通开口130而定位所述腹板135。
图6显示具有平坦定子表面11的定子模块10的等角视图。所述平坦定子表面11被安置于定子模块壳体12的上侧处。转子40被安置于所述定子表面11上面。所述定子表面11是用于所述转子40的电驱动的定子总成14的一部分。具有定子表面11的定子总成14可被设计为印刷电路板。所述定子表面11是方形的,具有第一侧21、第二侧22、第三侧23及第四侧24,其中所述第一侧21相对于所述第三侧23,而所述第二侧22相对于所述第四侧24。所述定子表面11于所述第一侧21与所述第二侧22之间具有第一角部区25。再者,所述定子表面11具有第二角部区域26,所述第二角部区域26相对于所述第一角部区域25,亦即,位于所述第三侧23与所述第四侧24之间。侧21、22、23、24形成所述定子表面11的边缘,且定界所述定子表面11。
在所述定子表面11上面,所述转子40至少可于所述第一方向111及所述第二方向112上被驱动。所述定子表面11具有多个导体条16,所述导体条16基本上被调校至沿所述第一方向111。所述导体条16可被充电,且可被充电,使得所述转子40被驱动。所述导体条之间的空间17被安置于所述导体条16之间,借助所述空间17,所述导体条16彼此电绝缘。二个相邻导体条16于所述第二方向112上可具有所述第二距离的三十六分之五的第一导体条距离,所述第一导体条距离被定义为沿所述第一方向取向的导体条的二个中心线之间的距离。于所述定子表面11的下面,可提供导体条的一另外配置,其中所述导体条基本上被调校至沿所述第二方向112。可以所述第一距离的三十六分之五的距离安置这些导体条的中心线。
所述定子模块壳体12具有剖面27。定子模块可以所述剖面27的位准位于定子模块壳体12内。
图7显示图6的方形定子模块10绕沿所述第一方向111形成的轴线相对于图6旋转180°后的另一个等角视图,其中壳体12被局部切开,以使得定子模块10的内部变得可见。所述定子表面11被相应地安置于图7中的底处。所述定子模块10的另外元件被安置于所述定子表面11上面。直接位于所述定子总成14上面的是功率模块32,所述功率模块32对包括所述定子表面11的定子总成14供应电功率。于所述功率模块32上面,于所述剖面27的位准处,传感器模块100被安置,所述传感器模块100对应于图5中的传感器模块100。如图4及5中所描述的,于具有载具102的此传感器模块100上,此处不可见的磁场传感器被排列于定子表面11的方向上。再者,所述传感器模块100具有贯通孔130,其中导热元件34经由所述贯通孔130被引导至壳体12的底侧33。所述导热元件34被设计成将所述功率模块32及所述定子总成14运转期间产生的废热传导至所述定子模块壳体12的底侧33。出于所述目的,例如,通过所述导热元件34抵靠所述定子总成14,或被安置于所述导热元件14与所述定子总成14之间的导热膏热接触,所述导热元件34与所述定子总成14热接触。除此之外,所述导热元件34与所述定子壳体12的底侧33热接触,举例而言,所述热接触亦可通过所述导热元件34与所述底侧33的直接接触、或借助被安置于导热元件34与底侧33之间的导热膏来建立。因此,所述导热元件34于所述定子总成14与所述定子壳体12的底侧33之间形成热传导连接。风扇35被安置于所述底侧33上,所述风扇35可被使用于进一步冷却。除此之外,所述功率模块32的电接触可被引导通过所述贯通孔130。
所述导热元件34可以单件材料及/或与所述定子模块壳体12一体地被具体实施。导热元件34可包括铝或由铝制成。所述定子模块壳体12可包括铝或由铝制成。
通过引导所述导热元件34通过所述开口130,所述导热结构34被安置于所述壳体12的边际区36中,据此,所述壳体的中心区37保持所述导热结构空闲。所述传感器模块100的载具102的腹板135被各自安置于导热元件34之间。
代替图5的传感器模块,图1至4的传感器模块之中的一者亦可被提供于所述定子模块壳体12的里面。于是,与传感器模块相似,所述定子表面11可以是方形的、矩形的或平行四边形形状的。
所述定子表面11的第一侧可具有第一距离113的整数倍的长度,在此情况中为5倍的长度。所述定子表面11的第二侧可具有所述第二距离115的整数倍的长度,在此情况中为5倍的长度。
图8显示于图6的剖面27处通过所述定子模块壳体12的剖视图的简化示意性绘示。于所述剖面上,包括磁场传感器101的所述传感器模块100被安置于所述定子模块壳体12里面的所述载具102上。第一垂直凸起28面对所述载具102的第一侧136。第二垂直凸起29面对所述载具102的第二侧137。第三垂直凸起30面对所述载具102的第三侧138。第四垂直凸起31面对所述载具102的第四侧139。所述第一至第四垂直凸起28、29、30、31是图6中所显示的定子表面11的侧21、22、23、24进入磁场传感器平面的垂直凸起,所述磁场传感器平面通过所述磁场传感器101延伸。
所述定子模块壳体12及所述载具102具有一方形实施例。所述载具102的第一侧136面对所述定子表面11的第一侧21的第一凸起28。所述载具102的第二侧137面对所述定子表面11的第二侧22的第二凸起29。所述载具102的第三侧138面对所述定子表面11的第三侧23的第三凸起30。所述载具102的第四侧139面对所述定子表面11的第四侧24的第四凸起31。如图6中所显示的,于此情境中,所述定子模块壳体12的外边缘15可被垂直地安置于定子表面11的四侧21、22、23、24下面。作为替代,定子模块壳体12亦可具有较小尺寸,在此情况中,所述定子表面11凸出于所述定子模块壳体12上。
所述第一磁场传感器118的第一角部磁场传感器141被安置于图6中所显示的定子表面11的第一角部区25下且被指派给第一网格103。所述第一角部磁场传感器141被安置于所述第二方向112上自所述定子表面11的第一侧21偏移所述第二距离114的四分之一处。此意味着,平行于所述第二方向112的第一向量143具有自所述第一角部磁场传感器141至所述第一垂直凸起28的第二距离114的四分之一的长度。所述第一角部磁场传感器141被安置于所述第一方向111上自所述定子表面11的第二侧22偏移所述第一距离113的四分之一处。此意味着,平行于所述第一方向111的第二向量144具有为自所述第一角部磁场传感器141至所述第二正交凸起29的第一距离113的四分之一的长度。所述第二磁场传感器119的第二角部磁场传感器142被安置于图6中所显示的定子表面11的第二角部区域26下面,所述第二角部磁场传感器142被指派给所述第二网格104。所述第二角部磁场传感器142被安置于所述第二方向112上自所述定子表面11的第三侧23偏移所述第二距离114的四分之一处。此意味着,平行于所述第二方向112的第三向量145具有自所述第二磁场传感器142至所述第三正交凸起30的第二距离114的四分之一的长度。所述第二角部磁场传感器142被安置于所述第一方向111上自所述定子表面11的第四侧24偏移所述第一距离113的四分之一处。此意味着,平行于所述第一方向111的第四向量146具有自所述第二角部磁场传感器142至所述第四正交凸起31的第一距离113的四分之一的长度。
如图8中所显示的,四个垂直凸起28、29、30、31可与所述定子模块壳体12的侧面15重合。然而,若所述定子模块壳体12小于所述定子表面,则所述侧面15亦可向内偏移。
通过相对于所述定子表面11的四侧21、22、23、24的四个垂直凸起28、29、30、31,分别以所述第一距离113的四分之一的距离及所述第二距离114的四分之一的距离,将所述第一角部磁场传感器141安置于所述第一角部25下面而将所述第二角部磁场传感器142安置于所述第二角部26下面,所述第一网格103和所述第二网格104于所述定子模块壳体12的里面被调校,使得所述定子模块壳体可被旋转180°,而不改变全部磁场传感器101的位置。180°旋转将所述第一磁场传感器118移动至所述第二磁场传感器119的位置,反之亦然。此使得所述定子模块10于其应用中更具弹性。
图8中所显示的定子模块10是方形的。然而,对于矩形或平行四边形形状的定子表面而言,亦可提供所述第一角部磁场传感器141或所述第二角部磁场传感器142至所述四个垂直凸起28、29、30、31的距离。
图9显示通过定子模块10的剖面的简化示意性绘示,除非不同之处被描述于下面,否则所述定子模块10对应于图8的定子模块。所述定子表面的第一侧21的长度对应于所述第一网格103或所述第二网格104的二个相邻磁场传感器101之间于所述第一方向111上的第一距离113的五倍。所述定子表面的第二侧22的长度对应于所述第一网格103或所述第二网格104的二个相邻磁场传感器101之间于所述第二方向112上的第二距离114的十倍。继而,所述磁场传感器101被排列,使得多个定子模块10可被排成一直线。个别定子模块10亦可被旋转180°,而不改变所述磁场传感器101的排列。
对于所述定子模块10的各侧的长度而言,亦可提供二个距离113,114的其他整数倍,代替所述第一距离113的五倍或分别地所述第二距离114的十倍。
若在一平面驱动系统中,所述第二方向112上的另外距离将被覆盖,则可使用如图9中所显示的定子模块10。在此情况中,不一定如图8中所显示的将二个定子模块排成一直线,但可如图9中所显示的使用一个定子模块。
图10显示由如图6至8中所显示经组态的多个定子模块10及于所述定子表面11上面至少于所述第一方向111及所述第二方向112上可被驱动的转子40组成的平面驱动系统1。所述定子模块10的传感器模块的磁场传感器的排列的第一网格和第二网格在所述定子模块10的整个配置上连续。亦可提供另外定子模块10及若干转子40。而且,亦可代替二个相邻定子模块10而提供如图9中所显示的定子模块。若于二个方向111、112之中的一者上的长距离必须被覆盖,则此格外有意义。而且,可提供于二个方向111、112之中的一者上具有远多于十个磁场传感器的定子模块10。
通过利用与所述磁场传感器平面上的定子表面11的凸起具有所描述的为所述第一距离或分别地为所述第二距离的四分之一的距离的第一角部磁场传感器及第二角部磁场传感器配置如图6至8中所显示的定子模块10,所述第一网格及所述第二网格于所述定子模块10内连续,且所述定子模块10的各侧上面的多个磁场传感器的周期性排列被创建。于是,于位置检测期间,可使用二个或多个定子模块10的磁场传感器。
图11显示平面驱动系统的转子40的仰视图。因此,显示面对定子模块的转子40的平面基表面47。所述转子40具有第一磁体单元41及第二磁体单元51。所述第一磁体单元41具有五个磁体段42、43、44、45、46,所述磁体段42、43、44、45、46被并排地排列于所述第一方向111上。于所述平面驱动系统运转期间,倘若转子40于平面驱动系统中被驱动,则所述第一方向111被调校至平行于至此所显示的图的传感器模块之中的一者的第一方向111。作为替代,第一磁体单元41亦可相对于所述第一方向111偏差最大十五度的夹角而被安置。紧挨着第二磁体段43安置第一磁体段42。紧挨着所述第二磁体段43、与所述第一磁体段42相对地安置第三磁体段44。紧挨着所述第三磁体段44、与所述第一磁体段42及所述第二磁体段43相对地安置第四磁体段45。紧挨着所述第四磁体段45、与所述第一磁体段42、所述第二磁体段43及所述第三磁体段44相对地安置第五磁体段46。所述第一磁体段42以及所述第五磁体段46被与所述第一方向111正交地以及与所述转子40的平面底表面47正交地磁化。由此获得的磁场通过所述第一磁体段42及所述第五磁体段46延展至图11的图示平面外。所述第三磁体段44以相对于所述第一磁体段42或分别地所述第五磁体段46反平行的方式被磁化。由此获得的磁场通过所述第三磁体段44延展进图11的图示平面内。所述第一磁体段42及所述第五磁体段46于所述第一方向111上各自具有为所述第二磁体段43、所述第三磁体段44及所述第四磁体段45的宽度的一半的宽度。
所述第二磁体段43以相对于所述第一方向111反平行的方式被磁化。所述第四磁体段45以平行于所述第一方向111被磁化。所述第二磁体段43及所述第四磁体段45的磁化是可选的。作为替代,所述第二磁体段43及所述第四磁体段45亦可不被磁化或被完全省略。
所述第一磁体单元41可以是周期性连续的,且显示由于所述五个磁体段42、43、44、45、46的磁化的磁场路线。若一另外第一磁体单元41与所述第一磁体单元41直接相邻地被放置,则所述磁场的路线是周期性连续的。所述第一磁体单元41的第一周期性长度49对应于所述第一磁体单元41于所述第一方向111上的延伸。倘若同步地对全部五个磁体段42、43、44、45、46进行磁化,则所述五个磁体段42、43、44、45、46的磁化可绕与所述第一方向111正交且平行于所述基表面47的轴线逐步地旋转90度。
所述第二磁体单元51包括五个磁体段52、53、54、55、56,所述磁体段52、53、54、55、56被并排地排列于所述第二方向112上。因而,于所述平面驱动系统运转期间,倘若转子40于平面驱动系统中被驱动,则所述第二方向112被调校至平行于传感器模块的第二方向112。作为替代,第二磁体单元51亦可相对于所述第二方向112偏转最大十五度的夹角而被安置。而且,特别地,若所述传感器模块的多个磁场传感器的排列的第一方向与第二方向亦彼此正交,则所述第一与第二磁体单元41、51亦可彼此正交。于是,特别是,对于决定所述转子40的位置而言,可提供图2至5及图8及9的传感器模块。紧挨着第七磁性段53安置第六磁性段52。紧挨着所述第七磁体段53、与所述第六磁体段52相对地安置第八磁体段54。紧挨着所述第八磁体段54、与所述第六磁体段52及所述第七磁体段53相对地安置第九磁体段55。紧挨着所述第九磁体段55、与所述第六磁体段52、所述第七磁体段53及所述第八磁体段54相对地安置第十磁体段56。于此情境中,所述第六磁体段52及所述第十磁体段56被与所述第二方向112正交地且与所述转子40的平面基表面47正交地磁化。获得的磁场于所述第六磁体段52及所述第十磁体段56中自图11的图示平面延展出来。所述第八磁体段54以相对于所述第六磁体段52或分别地所述第十磁体段56反平行的方式被磁化。获得的磁场于所述第八磁体段54中延展进入图11的图示平面内。所述第六磁体段52及所述第十磁体段56于所述第二方向112上各自具有为所述第七磁体段53、所述第八磁体段54及所述第九磁体段55的宽度的一半的宽度。
所述第七磁体段53以相对于所述第二方向112反平行的方式被磁化。所述第九磁体段55以平行于所述第二方向112被磁化。所述第七磁体段53及所述第九磁体段55的磁化是可选的。作为替代,所述第七磁体段53及所述第九磁体段55亦可不被磁化或被完全省略。
与所述第一磁体单元41相似,所述第二磁体单元51可周期性地连续。
所述第一磁体单元41的五个磁体段42、43、44、45、46以及所述第二磁体单元51的五个磁体段52、53、54、55、56的磁化可被所描述的多个传感器模块的其中一者的磁场传感器检测,且可由此导出所述转子40的位置。
倘若同步对全部五个磁体段52、53、54、55、56进行磁化,则所述五个磁体段42、43、44、45、46的磁化可绕与所述第二方向112正交且平行于所述基表面47的轴线逐步地旋转90度。
图11的第一及第二磁体单元41、51具有矩形实施例。作为替代,所述第一及第二磁体单元41、51亦可是平行四边形形式的,其中所述第一及第二磁体单元41、51的平行四边形的各侧之间的夹角可对应于所述第一方向111与所述第二方向112之间的夹角。
为例示位置检测的量测原理,图12显示包括第一至第五磁体段42、43、44、45、46的第一磁体单元41与传感器模块的多个磁场传感器101的相对位置的示意代表图。因而,所述多个磁场传感器101的排列对应于图4、5、8或9所显示的排列之中的一者,其中所述第二网格104的多个第二磁场传感器119至少在一些区中在所述第一网格103的多个第一磁场传感器118之间被排列于中心。所述第一磁场传感器118被绘示为圆形的,而所述第二磁场传感器119被绘示为方形的。所述第一距离113及所述第二距离114各自为所述第一磁体单元41的第一周期性长度49的五分之六。所述第二磁性段43、所述第三磁性段44及所述第四磁性段45的宽度各自相当于所述第一周期性长度49的四分之一。于图12中,显示了有关于第一方向111,处于磁场传感器101上面的一位置中的磁体单元41,其中第一网格103的二个第一磁场传感器118于所述第二磁性段43的下面被排列于中心。由于所述第二、第三及第四磁性段43、44、45之中的每一者的第一周期性长度49的四分之一的宽度且由于磁场传感器101相对于彼此的相对距离,所述第二网格104的第二磁场传感器119未于所述第四磁性段45的下面被排列于中心,而于所述第五磁性段46的方向上稍许偏移。结果,所述第一网格103的第一磁场传感器118量测被平行于所述第一方向111安置的分量于此位置中的最大讯号,而所述第二网格104位于所述第四磁性段45下面的第二磁场传感器119不量测此分量的最大讯号,而量测较低讯号。若所述转子且依此所述第一磁体单元41稍许向右偏移,则所述第四磁性段45于所述第二网格104的第二磁场传感器119正上方偏移。然而,所述第二磁性段43同时进一步向右偏移,藉以使得此第二磁性段43不再位于所述第一网格103的第一磁场传感器118的正上方。现在,所述第二网格104的第二磁场传感器119量测平行于所述第一方向111的所述分量的最大讯号,而所述第一网格103的第一磁场传感器118量测此分量的较低讯号。此举导致对所述转子或分别地所述转子的磁体单元的磁化量测的值的良好覆盖。
如图12中所显示的所述第一网格103的或分别地所述第二网格104的磁场传感器101与所述第一磁体单元41相对于彼此的相对排列允许检测所述第一磁体单元41的位置且因此检测第一磁体单元41被装设的转子的位置。因而,所述第一磁体单元41被调校至所述第一方向111上。所述转子的第二磁体单元可类似于所述第一磁体单元41被安置,但被调校至所述第二方向112上,且对所述第一网格103或分别地所述第二网格104的磁场传感器101具有类似覆盖。
为例示位置检测的量测原理,图13显示包括传感器模块100的第一网格103中的第一磁场传感器118及第二网格104中的第二磁场传感器119的磁场传感器101相对于转子40的示意排列,所述传感器模块100的磁场传感器101的排列对应于图4、5及8的磁场传感器的排列。所述转子40具有第一磁体单元41及第二磁体单元51。再者,所述转子40具有第三磁体单元61及第四磁体单元71。所述四个磁体单元41、51、61及71如结合图11对第一磁体单元41所描述的被组态。所述传感器模块100可被装设于定子模块中,举例而言,于图6至8中所显示的定子模块10中。所述定子模块10和所述转子40形成平面驱动系统,于所述平面驱动系统中,与图6或10中所显示的实施例范例中相同,转子40可于定子表面上面被驱动。借助传感器模块100,可决定所述转子40的位置。
与图12中相同,所述四个磁体单元41、51、61、71各自由五个磁体段组成。所述四个磁体单元41、51、61、71被以方形的形式排列。所述第一磁体单元41与所述第三磁体单元61被排列于转子40的相对角部中,所述第二磁体单元51与所述第四磁体单元71亦被排列于转子40的相对角部中。所述第一磁体单元41具有第一周期性长度49。所述第二磁体单元51具有第二周期性长度59。所述第三磁体单元61具有第三周期性长度69。所述第四磁体单元71具有第四周期性长度79。所述第三周期性长度69可与所述第一周期性长度49一致。所述第四周期性长度79可与所述第二周期性长度59一致。如例如图2中所显示的,所述四个磁体单元41、51、61、71的四个周期性长度49、59、69、79各自相当于所述第一网格103的或分别地所述第二网格104的相邻磁场传感器101之间的距离的六分之五。然而,对于所述周期性长度而言,也可提供其他值。如图11中所显示的,所述第一磁体单元41由第一磁体段42、第二磁体段43、第三磁体段44、第四磁体段45及第五磁体段46组成。亦如图11中所显示的,所述第二磁体单元51由第六磁体段52、第七磁体段53、第八磁体段54、第九磁体段55及第十磁体段56构成。所述第三磁体单元61由第十一磁体段62、第十二磁体段63、第十三磁体段64、第十四磁体段65及第十五磁体段66构成。所述第三磁体单元61的第十一至第十五磁体段62、63、64、65、66在形状及磁化方面对应于所述第一磁体单元41的第一至第五磁体段42、43、44、45、46。所述第四磁体单元71由第十六磁体段72、第十七磁体段73、第十八磁体段74、第十九磁体段75及第二十磁体段76组成。所述第四磁体单元71的第十六至第二十磁体段72、73、74、75、76在型式及磁化方面对应于所述第二磁体单元51的第六至第十磁体段52、53、54、55、56。倘若同步地对全部磁体段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66进行磁化,则所述第一磁体单元41或分别地所述第三磁体单元61的磁体段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66的磁化可绕与所述第一方向111正交且平行于所述基表面47的轴线逐步地旋转90度。倘若同步地对全部五个磁体段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76进行磁化,则所述第二磁体单元51及所述第四磁体单元71的磁体段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76的磁化可绕与所述第二方向112正交且平行于所述地面表面47的轴线逐步地旋转90度。
在图13中所显示的转子40的位置,使得三个磁场传感器101被排列于四个磁体单元41、51、61、71之中的每一者下面。因于转子40的移动,可能发生二个或四个磁场传感器101被排列于四个磁体单元41、51、61、71之中的一者下面。于本文所显示的转子的位置,所述第二网格104的二个第二磁场传感器119于所述第二磁性段43下面被排列于中心。所述第一网格103的第一磁场传感器118被排列于所述第四磁性段45下面,但于所述第四磁性段45下面未被排列于中心,而于所述第五磁性段46的方向上偏移。所述第一网格103的第一磁场传感器118位于所述第十一磁体段62下面。所述第二网格104的二个第二磁场传感器119位于所述第十三磁性段64与所述第十四磁性段65之间的边界下面。若所述转子40不向右,亦即于所述第一方向111上偏移,则所述第一磁体单元41及所述第三磁体单元61下面的磁场传感器101被偏移,使得磁场传感器101于所述第一及第三磁体单元41、61的个别磁性段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66下面于中心规则地移动,而其他磁场传感器101于所述第一及第三磁体单元41、61的个别磁性段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66下面不被排列于中心。结果,由于所述第一及第三磁体单元41、61的个别磁性段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66下面处于中心的与于所述第一及第三磁体单元41、61的个别磁性段42、43、44、45、46、62、63、64、65、66下面不处于中心的磁场传感器101的量测值的关系,可进行良好位置检测,所述转子40于所述第一方向111上的位置可被很好地决定。
所述第二网格104的二个第二磁场传感器119亦于所述第十七磁体段73下面被排列于中心。所述第一网格103的第一磁场传感器118位于所述第十九磁性段75与所述第二十磁性段76之间的边界下面。所述第一网格103的第一磁场传感器118被排列于第六磁性段52下面。所述第二网格104的二个第二磁场传感器119被排列于所述第九磁体段55,然而,不于中心置中于所述第九磁体段55下面,而于所述第八磁体段54的方向偏移。若所述转子40现在不向下,亦即于所述第二方向112上移动,则所述第二磁体单元51及所述第四磁体单元71下面的磁场传感器101被偏移,使得磁场传感器101于所述第二及第四磁体单元51、71的各自磁性段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76下面被规则地排列于中心,而其他磁场传感器101于所述第二及第四磁体单元51、71的个别磁性段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76下面不被排列于中心。由于所述第二及第四磁体单元51、71的各自磁性段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76下面处于中心的与于所述第二及第四磁体单元51、71的各自磁性段52、53、54、55、56、72、73、74、75、76下面不处于中心的磁场传感器101的量测值的关系,可进行良好位置检测,因此所述转子40于所述第二方向112上的位置可被很好地决定。
为了改良位置检测,因此可以考虑,于所述转子40的第一位置,一些磁场传感器101于所述磁性段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76之中的一些下面被排列于中心,而其他磁场传感器位于其他位置,特别系,位于所述磁性段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76下面被排列于中心的位置之间的位置。因于所述转子40的小偏移,于所述转子40的第一位置,于所述磁性段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76下面位于中心的磁场传感器101不再于这些磁性段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76下被定位于中心。相反,现在,其他磁场传感器101于其他磁性段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76下面被排列于中心。若所述第一周期性长度49及所述第二周期性长度59不是所述第一距离113或所述第二距离114的整数倍,而与所述第一距离113或所述第二距离114成有理关系,则此是特别可能的。
所述第一磁体单元41与所述第三磁体单元61之间的距离可对应于所述第一周期性长度49。所述第二磁体单元51与所述第四磁体单元71之间的距离可对应于所述第二周期性长度59。
所述第一磁体单元41与所述第二磁体单元51及所述第四磁体单元71相邻。所述第二磁体单元51与所述第一磁体单元41及所述第三磁体单元61相邻。所述第三磁体单元61与所述第二磁体单元51及所述第四磁体单元71相邻。所述第四磁体单元71与所述第一磁体单元41及所述第三磁体单元61相邻。
作为替代,所述四个磁体单元41、51、61、71可如图14中所显示的被排列。于所述四个磁体单元41、51、61、71之间提供为所述第一、第二、第三或第四周期性长度49、59、69、79的十二分之一的距离85。如图12中所显示的,所述四个磁体单元41、51、61、71由个别磁体段42、43、44、45、46、52、53、54、55、56、62、63、64、65、66、72、73、74、75、76制成。所述第一磁体单元41包括对应于所述第一磁体单元41的第一周期性长度49的第一延伸81。所述第一磁体单元41具有矩形实施例,且第二尺寸82是所述第二磁体单元51的第二周期性长度59的二倍。所述第二磁体单元51具有对应于所述第二周期性长度59的第三尺寸83。亦为矩形的第二磁体单元51的第四延伸84具有所述第一磁体单元41的第一周期性长度49的两倍。与所述第一磁体单元41类似,所述第三磁体单元61包括所述第一延伸81及所述第二延伸82。与所述第二磁体单元51类似,所述第四磁体单元71包括所述第三延伸83及所述第四延伸84。借助所述定子模块的位置检测系统,此一转子亦可被很好地决定。
如图14所示,图13的转子40亦可具有所述四个磁体单元41、51、61、71的四个扩展81、82、83、84。
可以考虑,所述平面驱动系统由与对应于图9的定子模块相邻的另外的定子模块及另外的转子加以补充。通过将磁场传感器101排列于定子模块中,使得当另外的定子模块被提供时,所述磁场传感器101的排列周期性地连续,可跨越若干定子模块达成所述转子40的良好位置检测。若干转子的位置亦可被容易地决定。
所显示的实例可彼此组合,而不超出本发明的保护范围。
符号说明
1 平面驱动系统
10 定子模块
11 定子表面
12 定子模块壳体
14 定子总成
15 侧表面
16 导体条
17 导体条间隙
20 定子模块
21 第一侧
22 第二侧
23 第三侧
24 第四侧
25 第一角部区
26 第二角部区
27 剖面
28 第一垂直凸起
29 第二垂直凸起
30 第三垂直凸起
31 第四垂直凸起
32 功率模块
33 底侧
34 导热元件
35 风扇
36 边际区
37 中心区
40 转子
41 第一磁体单元
42 第一磁体段
43 第二磁体段
44 第三磁体段
45 第四磁体段
46 第五磁体段
47 平面基表面
49 第一周期性长度
51 第二磁体单元
52 第六磁体段
53 第七磁体段
54 第八磁体段
55 第九磁体段
56 第十磁体段
59 第二周期性长度
61 第三磁体单元
62 第十一磁体段
63 第十二磁体段
64 第十三磁体段
65 第十四磁体段
66 第十五磁体段
69 第三周期性长度
71 第四磁体单元
72 第十六磁体段
73 第十七磁体段
74 第十八磁体段
75 第十九磁体段
76 第二十磁体段
79 第四周期性长度
81 第一侧边缘
82 第二侧边缘
83 第三侧边缘
85 距离
100 传感器模块
101 磁场传感器
102 载具
103 第一周期性网格
104 第二周期性网格
105 中心
106 对位孔
107 外区
108 内区
109 槽形加宽部
110 附加贯通孔
111 第一方向
112 第二方向
113 第一距离
114 第二距离
115 列
116 行
118 第一磁场传感器
119 第二磁场传感器
120 向量
121 第一分量
122 第二分量
125 第一子排列
126 第二子排列
130 贯通开口
131 第一对角线
132 第二对角线
135 腹板
136 第一侧
137 第二侧
138 第三侧
139 第四侧
141 第一角部磁场传感器
142 第二角部磁场传感器
143 第一向量
144 第二向量
145 第三向量
146 第四向量
151 第一网格的第一列
152 第一网格的第二列
153 第一网格的第一行
154 第一网格的第二行
151 第二网格第四列
152 第二网格第五列
153 第二网格第四行
154 第二网格第五行

Claims (19)

1.一种平面驱动系统(1),包括:转子(40)及定子模块(10),其中所述定子模块(10)包括:定子模块壳体(12)、用于电驱动所述转子(40)的定子总成(14)及用于检测所述转子(40)的位置的传感器模块(100),其中所述转子(40)可于所述定子总成(14)的平面定子表面(11)上至少于第一方向(111)及于第二方向(112)上被驱动,其中所述传感器模块(100)包括载具(102)及多个磁场传感器(101)的二维排列,其中所述多个磁场传感器(101)被排列于所述载具(102)上,其中所述多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第一磁场传感器(118)的第一子排列(125),其中所述第一子排列(125)的所述多个第一磁场传感器(118)以第一周期性网格(103)的形式被排列,其中所述多个第一磁场传感器(118)以所述第一周期性网格(103)的形式被沿所述第一方向(111)及沿所述第二方向(112)排列,其中所述第一子排列(125)的相邻第一磁场传感器(118)在所述第一方向(111)上、在相关于彼此的第一距离(113)处被排列,其中所述第一子排列的相邻第一磁场传感器(118)在所述第二方向(112)上、在相关于彼此的第二距离(114)处被排列,其中所述多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第二磁场传感器(119)的第二子排列(126),其中所述第二子排列(126)的所述多个第二磁场传感器(119)被以第二周期性网格(104)的形式排列,其中所述多个第二磁场传感器(119)以所述第二周期性网格(104)的形式被沿所述第一方向(111)及沿所述第二方向(112)排列,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)在所述第一方向(111)上、在相关于彼此的一第一距离(113)处被排列,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)在所述第二方向(112)上、在相关于彼此的第二距离(114)处被排列,其中所述第一子排列(125)与所述第二子排列(126)彼此相对偏移一向量(120)地被排列,其中所述向量(120)于所述第一方向(111)上具有第一分量(121),而于所述第二方向(112)上具有第二分量(122),其中所述第一分量(121)小于所述第一距离(113),其中所述第二分量(122)小于所述第二距离(114),其中所述转子(40)包括第一磁体单元(41),其中所述第一磁体单元(41)包括具有第一周期性长度(49)的多个磁体的第一周期性排列,其中多个磁体的所述第一周期性排列于所述第一方向(111)上是周期性的,其中于所述平面驱动系统(1)运转期间,所述第一磁体单元(41)被取向于所述第一方向(111)上,其中所述转子(40)包括一第二磁体单元(51),其中所述第二磁体单元(51)包括具有第二周期性长度(59)的多个磁体的第二周期性列,其中多个磁体的所述第二周期性排列于所述第二方向(112)上是周期性的,其中于所述平面驱动系统(1)运转期间,所述第二磁体单元(51)被取向于所述第二方向(112)上,其中所述第一分量(121)小于所述第一周期性长度(49),其中所述第一距离(113)与所述第一分量(121)之间的差值小于所述第一周期性长度(49),其中所述第二分量(122)小于所述第二周期性长度(59),其中所述第二距离(114)与所述第二分量(122)之间的差值小于所述第二周期性长度(59)。
2.根据权利要求1所述的平面驱动系统(1),其中所述第一周期性长度(49)为第一有理数与所述第一距离(113)的乘积,其中所述第二周期性长度(59)为第二有理数与所述第二距离(114)的乘积,且其中所述第一有理数及所述第二有理数介于0.5与1之间。
3.根据权利要求2所述的平面驱动系统(1),其中所述第一有理数为六分之五,且其中所述第二有理数为六分之五。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述第一分量(121)介于所述第一距离(113)的0.35倍与0.65倍之间,且其中所述第二分量(122)介于所述第二距离(114)的0.35倍与0.65倍之间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述第一分量(121)对应于所述第一距离(113)的一半,且其中所述第二分量(122)对应于所述第二距离(114)的一半。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述第一距离(113)与所述第二距离(114)相等。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述第一方向(111)与所述第二方向(112)彼此之间正交。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述定子表面(11)为平行四边形,其中所述定子表面(11)的第一平行四边形侧的长度为所述第一距离(113)的第一整数倍,其中所述定子表面(11)的第二平行四边形侧的长度为所述第二距离(114)的第二整数倍,其中所述第一平行四边形侧被取向于平行于所述第一方向(111),且其中所述第二平行四边形侧被取向于平行于所述第二方向(112)。
9.根据权利要求8所述的平面驱动系统(1),其中所述定子表面(11)为矩形,特别是方形。
10.根据权利要求8或9所述的平面驱动系统(1),其中所述第一整数倍与所述第二整数倍一致。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的平面驱动系统(1),其中所述载具(102)被排列,使得所述第一子排列(125)的第一角部磁场传感器(141)被排列于所述定子表面(11)的第一角部区域(25)下面,其中所述定子表面(11)的所述第一角部区域(25)被排列在第一平行四边形侧与第二平行四边形侧的交会处,其中所述第一角部磁场传感器(141)于所述第一方向(111)上被定位于距离所述定子表面(11)的所述第二平行四边形侧所述第一距离(113)的四分之一处,其中所述第一角部磁场传感器(141)于所述第二方向(112)上被定位于距离所述定子表面(11)的所述第一平行四边形侧所述第二距离(114)的四分之一处,其中所述第二子排列(126)的第二角部磁场传感器(142)被排列于所述定子表面(11)的与所述第一角部区域(25)相对的第二角部区域(26)中,其中所述定子表面(11)的所述第二角部区域(26)被排列在第三平行四边形侧与第四平行四边形侧的交会处,其中所述第二角部磁场传感器(142)于所述第一方向(111)上被定位于距离所述定子表面(11)的所述第四平行四边形侧所述第一距离(113)的四分之一处,其中所述第四平行四边形侧相对于所述第二平行四边形侧,其中所述第二角部磁场传感器(142)于所述第二方向(112)上被定位于距离所述定子表面(11)的所述第三平行四边形侧所述第二距离(114)的四分之一处,其中所述第三平行四边形侧相对于所述第一平行四边形侧。
12.一种用于平面驱动系统(1)的定子模块(10),包括:定子模块壳体(12)及用于电驱动转子(40)的定子总成(14)以及用于检测所述转子(40)的位置的传感器模块(100),其中所述转子(40)可于所述定子总成(14)的平面定子表面(11)上至少于第一方向(111)及于第二方向(112)上被驱动,其中所述传感器模块(100)包括载具(102)及多个磁场传感器(101)的二维排列,其中所述多个磁场传感器(101)被排列于所述载具(102)上,其中多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第一磁场传感器(118)的第一子排列(125),其中所述第一子排列(125)的多个第一磁场传感器(118)以第一周期性网格(103)的形式被排列,其中所述多个第一磁场传感器(118)以所述第一周期性网格(103)的形式被沿所述第一方向(111)及沿所述第二方向(112)被排列,其中所述第一子排列(125)的相邻第一磁场传感器(118)于所述第一方向(111)上以相关于彼此的第一距离(113)被排列,其中所述第一子排列(125)的相邻第一磁场传感器(118)于所述第二方向(112)上以距离彼此第二距离(114)被排列,其中多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第二磁场传感器(119)的第二子排列(126),其中所述第二子排列(126)的所述多个第二磁场传感器(119)以第二周期性网格(104)的形式被排列,其中所述多个第二磁场传感器(119)以所述第二周期性网格(104)的形式沿所述第一方向(111)及沿所述第二方向(112)被排列,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)于所述第一方向(111)上距离彼此第一距离(113)被排列,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)于所述第二方向(112)上距离彼此第二距离(114)被排列,其中所述第一子排列(125)与所述第二子排列(126)彼此相对偏移一向量地被排列,其中所述向量于所述第一方向(111)上包括第一分量(121),而于所述第二方向(112)上包括第二分量(122),其中所述第一分量(121)小于所述第一距离(113),且其中所述第二分量(122)小于所述第二距离(114)。
13.根据权利要求12所述的定子模块(10),其中所述多个磁场传感器(101)包括霍尔传感器,且特别是2D或3D霍尔传感器。
14.根据权利要求12或13所述的定子模块(10),其中所述载具(102)包括电路板,特别为印刷电路板。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的定子模块(10),其中所述定子总成(14)被排列于所述定子模块壳体(12)的上侧上,其中所述载具(102)于所述定子模块壳体(12)中被排列于所述定子总成(14)下面,其中所述载具(102)具有贯通开口(130),其中所述定子模块壳体(12)包括导热结构(34),其中所述导热结构(34)被具体实施成将来自所述定子总成(14)的热量消散至所述定子模块壳体(12)相对于所述定子表面(11)的底侧(33),其中所述导热结构(34)自所述定子总成(14)经由所述贯通开口(130)被引导至所述定子模块壳体(12)的所述底侧(33),其中所述贯通开口(130)毗邻四个磁场传感器(101),其中所述四个磁场传感器(101)的二个第一磁场传感器(118)被指派给所述第一子排列(125),而所述四个磁场传感器(101)的二个第二磁场传感器(119)被指派给所述第二子排列(126)。
16.根据权利要求15所述的定子模块(10),其中所述载具(102)具有多个贯通开口(130)及通过所述贯通开口(130)引导的多个导热元件(34),其中所述贯通开口(130)各自毗邻四个磁场传感器(101),其中所述四个磁场传感器(101)的二个第一磁场传感器(118)被指派给所述第一子排列(125),而所述四个磁场传感器(101)的二个第二磁场传感器(119)被指派给所述第二子排列(126)。
17.根据权利要求15或16所述的定子模块(10),其中所述载具(102)具有内区域(108)及外区域(107),其中所述外区域(107)环绕所述内区域(108)而被排列,其中所述贯通开口(130)或所述多个贯通开口(130)被排列于所述外区域(107)中,其中所述外区域(107)包括所述传感器模块(100)的面积的至少50%。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的定子模块(10),其中所述磁场传感器(101)的排列确切地包括磁场传感器(101)的二个子排列(125,126)。
19.一种在平面驱动系统(1)中用于检测转子(40)的位置的传感器模块(100),其中所述传感器模块(100)包括载具(102)及多个磁场传感器(101)的二维排列,其中所述多个磁场传感器(101)被排列于所述载具(102)上,其中多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第一磁场传感器(118)的第一子排列(125),其中所述第一子排列(125)的所述多个第一磁场传感器(118)以第一周期性网格(103)的形式被排列,其中所述多个第一磁场传感器(118)以所述第一周期性网格(103)的形式被排列于第一方向(111)及于第二方向(112)上,其中所述第一子排列(125)的相邻第一磁场传感器(118)沿所述第一方向(111)在相关于彼此的第一距离(113)处被排列,其中所述第一子排列(125)的相邻第一磁场传感器(118)沿所述第二方向(112)在相关于彼此的第二距离(114)处被排列,其中多个磁场传感器(101)的所述二维排列包括多个第二磁场传感器(119)的第二子排列(126),其中所述第二子排列(126)的所述多个第二磁场传感器(119)以第二周期性网格(104)的形式被排列,其中所述多个第二磁场传感器(119)以所述第二周期性网格(104)的形式被排列于所述第一方向(111)上及于所述第二方向(112)上,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)沿所述第一方向(111)在相关于彼此的第一距离(113)处被排列,其中所述第二子排列(126)的相邻第二磁场传感器(119)沿所述第二方向(112)距离彼此第二距离(114)被排列,其中所述第一子排列(125)与所述第二子排列(126)彼此相对偏移一向量地被排列,其中所述向量于所述第一方向(111)上具有第一分量(121),而于所述第二方向(112)上具有第二分量(122),其中所述第一分量(121)小于所述第一距离(113),且其中所述第二分量(122)小于所述第二距离(114)。
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