CN111903045B - 定子模块 - Google Patents

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Abstract

一种用于二维驱动转子(200)的定子模块(10)，所述转子具有第一磁体单元和第二磁体单元，所述定子模块包括定子单元(100)，该定子单元包括用于与第一磁体单元的驱动磁体相互作用的第一定子段和用于与第二磁体单元的驱动磁体相互作用的第二定子段。各个定子段可以分别独立于其余定子段通电。所述定子单元(100)包括第一定子扇区、第二定子扇区、第三定子扇区和第四定子扇区。各个定子扇区的第一定子扇区在第二方向(14)上分别在相关定子扇区的所有并排布置的第二定子段上延伸，并且各个定子扇区的第二定子段在第一方向(12)上分别相关定子扇区的所有并排布置的第一定子段上延伸。定子扇区在第一方向和第二方向上的伸展分别小于包括磁体单元的磁体装置的伸展。

Description

定子模块
本发明涉及一种用于驱动平面驱动系统的转子的定子模块以及一种平面驱动系统。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2017 131 304.4的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
平面驱动系统尤其是可用于自动化技术中特别是在制造技术、处理技术和加工技术中。设备或机器的可运动元件可以借助于平面驱动系统在至少两个线性独立的方向上运动或定位。平面驱动系统可以包括具有平面定子和可在所述定子上沿至少两个方向运动的转子的永久激励电磁平面电动机。
在永久激励电磁平面电动机的情况下，通过以下方式将驱动力施加在所述转子上，即电流流过的导体与磁体装置的驱动磁体发生磁性相互作用。本发明特别是涉及平面驱动系统的设计，其中，平面电动机的驱动磁体布置在所述转子上并且所述平面电动机的电流流过的导体布置在固定布置的平面定子中。
在这种驱动系统的情况下，所述转子包括用于向第一方向驱动所述转子的至少一个第一磁体单元和用于向转子第二方向驱动所述转子的第二磁体单元，所述第二转子方向线性地独立于所述第一方向，例如与所述第一方向正交。所述平面定子包括至少一组第一可通电导体，其与所述第一磁体单元的磁体发生磁性相互作用以向所述第一方向驱动所述转子；以及一组第二可通电导体，其与所述第二磁体单元的磁体发生磁性相互作用以向第二方向驱动所述转子。通常可以彼此独立地向第一组导体和第二组导体通电，以使得能够在第一方向和第二方向上彼此独立地使得所述转子运动。如果第一组导体和第二组导体本身可以至少部分彼此独立地通电，则在一个定子上可以使得多个转子同时彼此独立地运动。
出版物WO 2013/059934A1、WO 2015/017933A1、WO 2015/179962A1、WO 2015/184553A1、WO 2015/188281A1、WO 2017/004716A1分别描述了平面驱动系统(位移装置)，它们包括具有永久激励的转子和包括多个可通电导体的定子的电磁平面电动机。
本发明的任务是说明一种用于平面驱动系统的改进的定子模块以及一种改进的平面驱动系统。
该任务通过根据独立权利要求的定子模块和平面驱动系统来解决。在从属权利要求中分别说明了扩展。
平面驱动系统包括定子模块和转子。所述转子具有磁体装置，其中所述磁体装置具有至少一个第一磁体单元和至少一个第二磁体单元。所述第一磁体单元具有长形的驱动磁体，该驱动磁体在第一转子方向上并排布置并且沿着垂直于所述第一转子方向定向的第二转子方向伸展。所述第二磁体单元具有在所述第二转子方向上并排布置并沿着所述第一转子方向伸展的长形的驱动磁体。所述定子模块具有带有至少一个定子扇区(Statorsektor)的定子单元，所述至少一个定子扇区在第一定子层中包括用于与所述第一磁体单元的驱动磁体相互作用的第一定子段，并且在布置在第一定子层下方的第二定子层中包括用于与所述第二磁体单元的驱动磁体相互作用的第二定子段。所述第一定子段具有长形的导体条，所述导体条沿着第一方向并排布置并且沿着垂直于所述第一方向定向的第二方向伸展。所述第二定子段具有沿所述第二方向并排布置并沿所述第一方向伸展的长形的导体条。各个定子段的导体条可分别独立于其余定子段的导体条通电。所述定子扇区的第一定子段沿所述第二方向在所述定子扇区的所有并排布置的第二定子段上延伸，并且所述定子扇区的第二定子段沿所述第一方向在所述定子扇区的所有并排布置的第一定子段上延伸。所述定子扇区在所述第一方向上的扇区宽度小于所述磁体装置在所述第一转子方向上的伸展，并且所述定子扇区在所述第二方向上的扇区长度小于所述磁体装置在所述第二转子方向上的伸展。
在这种平面驱动系统的情况下，所述定子模块的要被通电以驱动所述转子的表面可以特别好地适配于所述磁体装置的尺寸。特别地，所述定子的未被所述磁体装置覆盖、但在驱动所述转子时仍被通电的表面可以保持得较小。例如，在第一和第二方向上未被所述磁体装置覆盖的通电表面可以被限制为所述磁体装置在第一或第二转子方向上的延伸。
在平面驱动系统的一种扩展中，所述定子扇区在所述第一定子层中由三个可彼此独立通电的第一定子段组成，而在所述第二定子层中由三个可彼此独立通电的第二定子段组成。在这种平面驱动系统中，特别是在驱动具有磁体装置——所述磁体装置在两个转子方向上分别具有基本上三个磁化周期的宽度——的转子时，可以将待独立通电的定子段的数量和瞬时待通电的定子表面都保持得很小。
在平面驱动系统的一种扩展中，所述第一定子段在所述第一方向上的段宽度对应于所述第一磁体单元的磁化周期，而所述第二定子段在所述第二方向上的段宽度对应于所述第二磁体单元的磁化周期。由此，可以以所述第一磁体单元的磁化周期的倍数来改变向第一定子段的沿所述第一方向并排布置的导体条的通电，并且以所述第二磁体单元的磁化周期的倍数来改变向第二定子段的沿所述第二方向并排布置的导体条的通电。因此，可以将在转子运动时必须被同时通电的导体条的数量保持得很小。这减少了驱动转子所需的能量以及驱动转子时累积的热损耗。此外，在定子单元上方的两个独立驱动的转子可以特别紧密地彼此靠近，而其中一个转子不与驱动另一个转子的导体条相互作用。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述第一定子段在所述第二方向上的段宽度对应于所述第一磁体单元的磁化周期的三倍，而所述第二定子段在所述第一方向上的段宽度对应于所述第二磁体单元的磁化周期的三倍。因此，在转子运动时必须被同时通电的定子段的数量可以保持得很小。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述第一定子段的导体条之间的导体周期对应于所述第一磁体单元的磁化周期的六分之一，而所述第二定子段的导体条的导体周期对应于所述第二磁体单元的磁化周期的六分之一。
在这种定子段的情况下，定子段的导体条可以分别相互连接成具有公共星点的三相系统并且可以由公共三相电流产生单元供应电流。由此，可以利用少量的电流产生单元来操作该定子段。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述第一磁体单元在所述第一转子方向上的伸展对应于所述第一磁体单元的磁化周期，而所述第二磁体单元在所述第二转子方向上的伸展对应于第二磁体单元的磁化周期。由此，一方面可以在转子上施加较大的力，另一方面，所述磁体装置可以具有比较紧凑的尺寸。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述定子扇区被构造为正方形的，使得所述定子扇区在所述第一方向上的扇区宽度对应于所述定子扇区在所述第二方向上的扇区长度。这使得能够既在所述第一方向上又在所述第二方向上简单地将多个定子模块并排排列。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述定子扇区的外边缘以所述定子模块的外边缘终止，从而可以彼此连接地布置所述定子扇区和另一个定子模块的定子扇区，所述另一个定子模块的定子扇区以布置在所述定子模块旁的另一个定子模块的外边缘终止。在这种平面驱动系统中，可以通过多个定子模块的彼此连接的布置来创建无间隙、连续的定子表面，所述转子可以在该定子表面上不间断地运动。
在所述平面驱动系统的一种扩展中，所述定子单元包括三个另外的定子扇区，其中在所述第一方向和所述第二方向上所述定子单元的所述定子扇区和所述另外的定子扇区分别在两行中并排并彼此连接地布置，并且其中所述另外的定子扇区在第一和第二定子层上分别具有另外的第一定子段或另外的第二定子段。
在单个定子模块的定子单元中布置多个定子扇区的效果是，可以将所述定子模块中的公共操控电子设备用于电子操控所述单个定子扇区的定子段。因此，不必为各个定子扇区分别设置单独的操控电子设备。此外，所述定子模块的所有定子扇区的操控电子设备都可以借助于公共线路连接到更高级别的控制系统和/或连接到公共电源。
一种用于驱动转子的定子模块包括定子单元，所述转子具有第一磁体单元以及第二磁体单元，所述第一磁体单元具有在第一转子方向上并排布置且沿垂直于所述第一转子方向定向的第二转子方向伸展的长形的驱动磁体，所述第二磁体单元具有在所述第二转子方向上并排布置并沿所述第一转子方向上伸展的长形的驱动磁体。所述定子单元包括第一定子扇区、第二定子扇区、第三定子扇区和第四定子扇区。每个定子扇区在第一定子层中包括用于与所述第一磁体单元的驱动磁体相互作用的第一定子段，并且在布置在所述第一定子层下方的第二定子层中包括用于与所述第二磁体单元的驱动磁体相互作用的第二定子段。所述第一定子段具有沿第一方向并排布置并沿垂直于所述第一方向定向的第二方向伸展的长形的导体条，并且所述第二定子段具有沿所述第二方向并排布置并沿所述第一方向伸展的长形的导体条。各个定子段的导体条可以分别独立于其余定子段的导体条通电。第一、第二、第三和第四定子扇区的第一定子段在所述第二方向上分别在第一、第二、第三和第四定子扇区的所有并排布置的第二定子段上延伸。第一、第二、第三和第四定子扇区的第二定子段在所述第一方向上分别在第一、第二、第三和第四定子扇区的所有并排布置的第一定子段上延伸。这些定子扇区在所述第一定子层中由三个可以彼此独立通电的第一定子段组成，并且在第二定子层中由三个可以彼此独立通电的第二定子段组成。
当且仅当所述定子单元上一个定子段的所有导体条与另一定子段的所有导体条电绝缘时，这两个定子段才能彼此独立地通电。特别地，可彼此独立通电的定子段不包括在所述定子单元上彼此导电连接的导体条。此外，所述定子单元的用于使所述一个定子段的导体条可接触的所有连接端与所述定子单元的用于使另一个定子段的导体条可接触的所有连接端电绝缘。这不排除这两个定子段或这两个定子段的导体条的连接端在所述定子模块的其他单元、模块或部件上(例如在所述定子模块的功率模块上)彼此导电连接。
通过将所述定子单元划分为四个定子扇区，每个定子扇区具有可彼此独立通电的定子段，可以借助于所述定子单元有效地驱动所述转子。特别是，在任何时刻只需要向在所述转子附近的定子段通电。此外，通过使这些定子段彼此独立地通电，多个转子也可以在包括所述定子模块的平面驱动系统中彼此独立地运动。
在一个定子模块上布置多个定子扇区还具有以下效果：所述定子模块中的公共操控电子装置可用于电子操控各个定子扇区的定子段。因此，不必为各个定子扇区分别提供单独的操控电子设备。此外，所述定子模块的所有定子扇区的操控电子设备都可以借助于公共线路连接到更高级别的控制系统和/或连接到公共电源。
在所述定子模块的一种扩展中，所述第一定子段分别包括并排布置的六个导体条，并且所述第二定子段也分别包括并排布置的六个导体条。在这种定子段的情况下，各个定子段的导体条可以分别相互连接成具有共同星点的三相系统并且可以由公共三相电流产生单元提供电流。由此可以用少量的电流产生单元来操作所述定子段。
在所述定子模块的一种扩展中，所述第一定子段的导体条分别相互连接成三相系统，该三相系统对每个第一定子段具有一个公共星点，并且所述第二定子段的导体条也分别相互连接成三相系统，该三相系统对每个第二定子段具有一个公共星点。各个第一和第二定子段的三相系统可以彼此独立地通电。在这种定子模块中，可以用少量的电流产生单元给导体条通电。
在所述定子模块的一种扩展中，所述第一定子扇区的一个外边缘以所述定子模块的第一外边缘终止地布置，并且所述第一定子扇区的另一外边缘以所述定子模块的第二外边缘终止地布置。所述第二定子扇区的一个外边缘以所述定子模块的第一外边缘终止地布置，并且所述第三定子扇区的一个外边缘以所述定子模块的第二外边缘终止地布置。
由此，可以将所述定子模块的第一定子扇区布置为直接连接于第一另外的定子模块的第一另外的定子扇区，并且直接连接于第二另外的定子模块的第二另外的定子扇区，其方式是将所述第一另外的定子模块布置为连接于所述定子模块的第一外边缘，并且将所述第二另外的定子模块布置为连接于所述定子模块的第二外边缘。通过多个定子模块的这种无缝并排接合，可以创建连贯的定子表面，其中定子扇区也超出模块边界地彼此连接地布置，并且所述转子可以在所有定子模块的定子表面上不间断地运动。
在所述定子模块的一种扩展中，所述定子单元由第一、第二、第三和第四扇区组成。所述第三定子扇区的另一外边缘和所述第四定子扇区的一个外边缘以所述定子模块的第三外边缘终止地布置。所述第二定子扇区的另一外边缘和所述第四定子扇区的另一外边缘以所述定子模块的第四外边缘终止地布置。
特别地，所述第一定子扇区、所述第二定子扇区、所述第三定子扇区和所述第四定子扇区的两个外边缘可以分别以所述定子模块的外边缘之一终止，并且所述定子模块的整个表面可以被这些定子扇区无间隙地覆盖。由此，所述定子模块的整个表面也可以被为所述转子的电磁驱动而设置的定子段无间隙地覆盖，从而可以在所述定子模块的整个表面上将力无间隙地传递到所述转子上。多个定子模块可以彼此连接地布置并且从而无间隙地形成闭合的工作表面以用于所述转子的运动，在所述多个定子模块的情况下定子扇区分别覆盖定子模块的整个表面。
在所述定子模块的一种扩展中，这些定子扇区在所述第一方向上的扇区宽度小于所述转子的包括第一磁体单元和第二磁体单元的磁体装置在所述第一转子方向上的伸展，并且这些定子扇区在所述第二方向上的扇区长度小于所述磁体装置在所述第二转子方向上的伸展。
由此，在包括所述定子模块的平面驱动系统中，待通电以用于驱动所述转子的表面可以特别好地适配于所述磁体装置的尺寸。特别地，可以使所述定子的未被所述磁体装置覆盖、但是仍然将被通电以驱动所述转子的表面可以保持得很小。例如，在第一和第二方向上未被所述磁体装置覆盖的通电表面可以分别限于所述磁体装置在第一和第二转子方向上的伸展。
在所述定子单元的一种扩展中，所述第一定子段在所述第一方向上的段宽度对应于所述第一磁体单元的磁化周期，而所述第二定子段在所述第二方向上的段宽度对应于所述第二磁体单元的磁化周期。由此，可以以所述第一磁体单元的磁化周期的倍数来改变向第一定子段的沿所述第一方向并排布置的导体条的通电，并且以所述第二磁体单元的磁化周期的倍数来改变向第二定子段的沿所述第二方向并排布置的导体条的通电。因此，可以将在转子运动时必须被同时通电的导体条的数量保持得很小。
下面基于实施例并参考附图更详细地解释本发明。在此分别以示意图：
图1示出了具有定子模块的平面驱动系统；
图2示出了具有六个并排布置的定子模块的另一平面驱动系统的视图；
图3示出了具有磁体装置的用于平面驱动系统的转子；
图4示出了所述转子的磁体装置的磁体单元的俯视图；
图5示出了所述转子的磁体布置的俯视图；
图6示出了所述平面驱动系统的定子模块；
图7示出了具有定子单元的定子模块的俯视图，该定子单元具有第一、第二、第三和第四定子扇区；
图8示出了第一、第二、第三和第四定子扇区和磁体装置的分解图；
图9示出了所述磁体装置和定子扇区的第一定子段的俯视图；
图10示出了所述磁体装置和定子扇区的第二定子段的俯视图；
图11示出了所述磁体装置的磁体单元和定子扇区的侧视图；
图12是定子扇区和另一磁体单元的侧视图；
图13示出了第一定子扇区的第一定子段的三相系统的等效电路图；
图14示出了第一定子扇区的第二定子段的三相系统的等效电路图；
图15示出了第一定子扇区的第一和第二定子段的三相系统的等效电路图。
本发明主要涉及在出版物WO 2013/059934A1、WO 2015/017933A1、WO 2015/179962A1、WO 2015/184553A1、WO 2015/188281A1和WO 2017/004716A1中公开的平面驱动系统的扩展。所提到的出版物的公开内容也通过引用整体上成为本说明书的主题。
图1示出了具有定子模块10和转子200的平面驱动系统1。定子模块10包括模块壳体18和布置在模块壳体18的上侧上的定子单元100。定子单元100被构造为平面定子并且具有平坦或平面的定子表面11。定子表面11在定子单元100和定子模块10的整个上侧上延伸。定子单元100在定子表面11上包括可以被通以驱动电流的多个导体条125。可以借助于导体条125中的驱动电流产生磁场，所述磁场与转子200的、图1中未示出的驱动磁体相互作用地驱动转子200。
在操作期间，转子200布置为可在定子模块10的定子表面11上运动，并且可以既在第一方向12上又在垂直于第一方向12定向的第二方向14上被驱动。通过既在第一方向12上又在第二方向14上驱动转子200，该转子可以在定子表面11上在任何方向上被驱动。通常，在操作中可以在第一方向上和在线性独立于第一方向的第二方向上驱动转子200。转子200例如可以通过驱动磁体与导体条125中的合适的驱动电流之间的磁相互作用而保持浮在定子表面11上方。除了在第一方向12上和在第二方向14上驱动转子200之外，还可以在垂直于第一方向12和第二方向14定向的第三方向15上驱动转子200。通过在第三方向15上驱动转子200，可以改变转子200到定子表面11的距离，因此转子200在定子表面11上方升高或降低。
用于驱动和控制转子200的电子模块布置在模块壳体18中。这些电子模块可以包括例如用于产生驱动电流的功率模块和用于控制所述功率模块和所述驱动电流的控制模块。在模块壳体18的与定子表面11相对的下侧32上，布置有用于将定子模块10与多条连接线路16连接的连接端(在图1中未示出)。连接线路16例如可以是用于传输用于所述控制模块的控制信号的控制线路和用于为所述功率模块和/或所述控制模块提供电能的电源线路。特别地，用于产生所述驱动电流的电能可以经由所述电源线路被输送给所述功率模块。
在定子表面11的俯视图中，模块壳体18、定子单元100和定子表面11被构造为矩形的，特别是正方形的。定子模块10和模块外壳18在定子表面11和相对的下侧32之间有四个侧面33。这些侧面33分别垂直于定子表面11定向并且被构造为平坦的或平面的表面。定子模块10的侧面33分别与矩形的定子表面11齐平地终止于定子模块10的上侧。特别地，定子表面11在第一方向12和第二方向14上分别在两个侧面33之间延伸。
在定子模块10中，定子表面11在第一外边缘21、第二外边缘22、第三外边缘23和第四外边缘24处与定子模块10的侧表面33邻接。外边缘21、22、23、24在定子模块10的侧表面33处限制定子表面11或定子单元100的边界。
定子模块10的多个副本可以并排布置，使得相邻定子模块10的外边缘21、22、23、24彼此抵靠，并且定子模块10的定子表面11形成连贯的工作表面，所述转子可以在该工作表面上不间断地运动。因为定子模块10的侧表面33与定子表面11齐平地终止于外边缘21、22、23、24，所以两个并排布置的定子模块10的定子表面11可以几乎无缝地彼此连接地布置，其方式是布置具有彼此连接的侧表面33或彼此抵靠的外边缘21、22、23、24的定子模块10。
图2示出了另一平面驱动系统3的视图，该平面驱动系统具有六个并排布置的定子模块10。定子模块10如图1中所示的定子模块10那样构造。定子模块10并排地布置在两个沿第一方向12并排布置且沿第二方向14伸展的第一行、以及三个沿第二方向14并排布置且沿第一方向12伸展的第二行或第二列中。相邻的定子模块10分别彼此连接地布置，使得相邻的定子模块10的外边缘21、22、23、24彼此抵靠。由此，定子表面11形成了用于转子200的连贯的、平面的工作表面。转子200可以从定子模块10之一的定子表面11无缝运动到相邻定子模块10的定子表面11上或上方。
定子模块10原则上可以在第一方向12和第二方向14上彼此接合成任何尺寸的平面驱动系统。每个定子模块10可以经由自己的连接线路16被输送控制信号和/或能量。定子模块10的替代实施方式(这里未示出)也可以具有电连接元件，借助于所述电连接元件可以将控制信号和/或电能从一个定子模块10传输到相邻的定子模块10。这种连接元件例如可以布置在定子模块10的侧表面33上。这些连接元件可以被构造为插塞连接器或可以被构造为可彼此并列布置的接触面。
图3以从下方对转子200的下侧的视图示出了平面驱动系统1的转子200。在平面驱动系统1的操作期间，转子200的下侧被布置为面向定子模块10的定子表面11。转子200在所述下侧上具有磁体装置201。磁体装置201被构造为矩形的，特别是正方形的，并且包括多个磁体。转子200的下侧被构造为平坦的或平面的，特别是在磁体装置201的磁体的区域中。在操作中，具有磁体装置201的转子200的下侧基本上平行于定子表面11定向并且面向定子表面11布置。
磁体装置201包括第一磁体单元210、第二磁体单元220、第三磁体单元230和第四磁体单元240。第一磁体单元210和第三磁体单元230分别具有在第一转子方向206上并排布置并且沿着垂直于第一转子方向206定向的第二转子方向208伸展的长形的驱动磁体。第二磁体单元220和第四磁体单元240分别具有在第二转子方向208上并排布置并且沿着第一转子方向206伸展的长形的驱动磁体。在操作中，第一磁体单元210和第三磁体单元230用于在第一转子方向206上驱动转子200，并且第二磁体单元220和第四磁体单元240用于在第二转子方向208上驱动转子200。
转子200具有四个间隔件204，它们布置在磁体装置201的四个外侧上。间隔件204布置和成形在转子200上，使得即使并排布置的两个转子200的间隔件204彼此接触，也保持并排布置的两个转子200的磁体装置210之间的最小间隔。所述最小间隔的尺寸可以确定为使得相邻转子200的磁体装置之间的吸引力不超过最大力。所述最大力的大小可以被确定为使得排除以下情况：相邻转子200的下侧由于其磁体装置201的磁体之间的吸引力而离开平行于定子表面11的位置并且两个转子用彼此面对的下侧磁性地吸附在一起。间隔件204可被构造为在两个转子200接触时吸收能量。间隔件204可以具有可弹性变形的材料或由这种材料制成。
在磁体装置201的中间，转子200具有未被磁体装置201的磁体覆盖的留空表面209。转子200在留空表面209的区域中具有固定结构205。布置在转子200上的有效载荷或布置在转子200上的结构可以被固定在固定结构205上。固定结构205可以被构造为可从转子200的上侧进入的孔，特别是螺纹孔。
图4示出了转子200的磁体装置201的第一磁体单元210的俯视图。在图4所示的俯视图中，在平面驱动系统1操作时，定子模块10的定子表面11从图平面中看位于所示的第一磁体单元210之后或之下。如果没有描述差异，则图3中所示的第二、第三和第四磁体单元220、230、240与第一磁体单元210相同地构造而成。
第一磁体单元210被构造为矩形的。它在宽度方向251上具有宽度250，该宽度250小于第一磁体单元210在垂直于宽度方向251定向的长度方向253上的长度252。在第一磁体单元210的情况下，宽度方向251对应于第一转子方向206，而长度方向253对应于第二转子方向208。类似地，第三磁体单元230的宽度方向平行于第一转子方向206延伸，并且第三磁体单元230的长度方向平行于第二转子方向208延伸。第二磁体单元220的宽度方向和第四磁体单元240的宽度方向平行于第二转子方向208延伸。第二磁体单元220的长度方向和第四磁体单元240的长度方向平行于第一转子方向206延伸。
第一磁体单元210包括第一驱动磁体211、第一补偿磁体214、第二驱动磁体212、第二补偿磁体215和第三驱动磁体213，它们在下面也统称为磁体211、212、213、214、215。磁体211、212、213、214、215被构造为长形的并且沿着第一磁体单元210的宽度方向251延伸，也就是说，它们在该俯视图中具有矩形横截面，该矩形横截面在宽度方向251上的宽度小于其在长度方向253上的长度。
在宽度方向251上，第一驱动磁体211布置在第一磁体单元210的边缘上，而第三驱动磁体213布置在第一磁体单元210的相对的边缘上。第一补偿磁体214布置在第一驱动磁体211旁，第二驱动磁体212布置在第一补偿磁体214旁，第二补偿磁体215布置在第二驱动磁体212旁，而第三驱动磁体213布置在第二补偿磁体215旁。磁体211、212、213、214、215分别彼此连接地布置，特别是彼此没有间隙地连接布置。
第一磁体装置210内部的磁体、即第一补偿磁体214、第二驱动磁体212和第二补偿磁体215在第一转子方向206上和在宽度方向251上具有与第一磁体宽度216对应的宽度。位于边缘上的磁体、即第一和第三驱动磁体211、213在第一转子方向206上和在宽度方向251上具有与第二磁体宽度217对应的宽度。第二磁体宽度217对应于第一磁体宽度216的一半。磁体211、212、213、214、215在第二转子方向208上和在长度方向253上具有与第一磁体宽度216的八倍对应的磁体长度218。因此，第一磁体单元210沿着宽度方向251具有与第一磁体宽度216的四倍对应的宽度250。沿着长度方向253，第一磁体单元210具有长度252，该长度对应于其宽度250的两倍或第一磁体宽度216的八倍。
第一驱动磁体211和第三驱动磁体213分别具有朝向转子200的与转子200的下侧相对的上侧的方向定向的磁化。第二驱动磁体212具有从转子200的上侧朝向转子200的下侧的方向定向的磁化。第一补偿磁体214具有从第一驱动磁体211朝向第二驱动磁体212的方向定向的磁化，而第二补偿磁体215具有从第三驱动磁体213朝向第二驱动磁体212的方向定向的磁化。第一磁体单元210的磁体211、212、213、214、215以Halbach阵列结构布置，其中，驱动磁体211、212、213的场通过补偿磁体214、215的场在磁体装置201的面向转子200的下侧的一侧上被加强，并且在磁体装置201的面向转子200的上侧的一侧上被削弱或补偿。
第一磁体单元210产生磁场，该磁场在第一磁体单元210下方的区域中沿长度方向253基本上是均匀的，并且沿宽度方向251具有基本上谐和的分布、即正弦或余弦的分布。该谐和的场分布的周期性基本上对应于第一磁体单元210的宽度250。
除了由第一磁体单元210在宽度方向251上的有限延伸所引起的边缘效应外，由磁体211、212、213、214、215产生的磁场的场分布对应于由第一磁体单元210的磁体211、212、213、214、215沿着宽度方向251的重复周期抵靠排列(Aneinanderreihung)而可能产生的场分布。在这种彼此抵靠排列的情况下，各个磁体的磁化方向按照对应于第一磁体单元210的宽度250或第一磁体宽度216的四倍的磁化周期219重复。在这方面，第一磁体单元210的磁化周期219对应于第一磁体宽度216的四倍和第一磁体单元210的宽度250。第一磁体单元210的长度252和磁体长度218对应于磁化周期219的两倍。
图5示出了具有四个磁体单元210、220、230、240的转子200的磁体布置201的俯视图。与图4所示的俯视图一样，在图5所示的俯视图中定子模块10的定子表面11在平面驱动系统1操作时位于所示的磁体单元210、220、230、240之后或之下。
磁体装置201被构造为矩形的，特别是正方形的。磁体装置201在第一转子方向206上的伸展对应于磁体装置201在第二转子方向208上的伸展。
在磁体装置201中，第一磁体单元210和第三磁体单元230以其宽度方向251(对应于图4)沿第一转子方向206布置，并且以其长度方向253沿第二转子方向208布置。第二磁体单元220和第四磁体单元240以其宽度方向251沿第二转子方向208布置并且以其长度方向253沿第一转子方向206布置。因此，第一磁体单元210和第三磁体单元230相对于第二磁体单元220和第四磁体单元240旋转了90°。磁体单元210、220、230、240布置在磁体装置201的中间的留空表面209周围。
在磁体装置201的情况下，第一磁体单元210和第三磁体单元230的长形的磁体211、212、213、214、215、特别是驱动磁体211、212、213在第一转子方向206上并排布置，并沿垂直于第一转子方向206定向的第二转子方向208伸展。第二磁体单元220和第四磁体单元240的长形的磁体、特别是驱动磁体在第二转子方向208上并排布置并且沿着第一转子方向206伸展。
第一磁体单元210和第三磁体单元230在第一转子方向206上的宽度250或伸展对应于第一磁体单元210和第三磁体单元230的磁化周期219。第二磁体单元220和第四磁体单元240在第二转子方向208上的宽度250或伸展对应于第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219。第一磁体单元210和第三磁体单元230在第二转子方向208上的长度252或伸展分别对应于第二和第四磁体单元220和240的两倍磁化周期219。第二磁体单元220和第四磁体单元240在第一转子方向208上的长度252或伸展分别对应于第一磁体单元220和第三磁体单元240的两倍磁化周期219。
在磁体装置201的外边缘上，第一磁体单元210的在第二转子方向208上延伸的外部纵向边缘260与第四磁体单元240的在第二转子方向208上延伸的外部横向边缘261齐平地布置。第二磁体单元220的在第一转子方向206上延伸的外部纵向边缘260与第一磁体单元210的在第一转子方向206上延伸的外部横向边缘261齐平地布置。第三磁体单元230的在第二转子方向208上延伸的外部纵向边缘260与第四磁体单元240的在第二转子方向208上延伸的外部横向边缘261齐平地布置。第四磁体单元240的在第一转子方向206上延伸的外部纵向边缘260与第三磁体单元230的在第一转子方向206上延伸的外部横向边缘261齐平地布置。
第一和第二磁体单元210、220，第二和第三磁体单元220、230，第三和第四磁体单元230、240以及第四和第一磁体单元240、210分别通过间隙254彼此间隔开地布置。间隙254分别位于第一磁体单元210的在第一转子方向206上延伸的内部横向边缘263与第四磁体单元240的在第一转子方向206上延伸的内部纵向边缘262之间，位于第四磁体单元240的在第二转子方向208上延伸的内部横向边缘263与第三磁体单元230的在第二转子方向208上延伸的内部纵向边缘262之间，位于第三磁体单元230的在第一转子方向206上延伸的内部横向边缘263与第二磁体单元220的在第一转子方向206上延伸的内部纵向边缘262之间，以及位于第二磁体单元220的在第二转子方向208上延伸的内部横向边缘263与第一磁体单元210的在第二转子方向208上延伸的内部纵向边缘262之间。
磁体装置201在第一转子方向206上的伸展202即磁体装置201的宽度、以及磁体装置201在第二转子方向208上的伸展203即磁体装置201的长度，与磁体单元210、220、230、240的宽度250、磁体单元210、220、230、240的长度252和空隙254的宽度256的总和相对应。
空隙254可以在彼此抵靠的磁体单元210、220、230、240的外部纵向边缘260和外部横向边缘261的方向上分别具有宽度256，该宽度对应于磁体单元210、220、230、240的磁化周期219的十二分之一。
磁化周期219例如可以是40mm。磁体装置210、220、230、240的宽度250也可以是40mm并且它们的长度是80mm。第一磁体宽度216可以是10mm。磁体装置201在第一转子方向206上的伸展202和磁体装置201在第二转子方向208上的伸展203可以分别为123.33mm。
图6以等轴视图示出了没有转子200的平面驱动系统1的定子模块10。定子单元100包括第一定子扇区110、第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114。定子扇区110、112、113、114自身分别包括彼此电绝缘的导体条125的一部分。每个导体条125完全布置在定子扇区110、112、113、114之一中。定子扇区110、112、113、114被构造为矩形的。特别地，定子扇区110、112、113、114可以构造为正方形的，使得定子扇区110、112、113、114在第一方向12上的伸展对应于定子扇区110、112、113、114在第二方向14上的伸展。
定子扇区110、112、113、114彼此连接地在第一方向12上布置成两个并排的行，并且在第二方向14上也布置成两个并排的行。相邻行的定子扇区110、112、113、114也分别彼此连接地布置。在第一方向12上，定子单元100包括具有第一定子扇区110和第二定子扇区112的一行，以及具有第三定子扇区113和第四定子扇区114的另一行。在第二方向14上，定子单元100包括具有第一定子扇区110和第三定子扇区113的一行，以及具有第二定子扇区112和第四定子扇区114的另一行。
定子扇区110、112、113、114在第一方向12和第二方向14上分别具有的伸展是定子单元100或定子模块10在相应方向上的伸展的一半。定子扇区110、112、113、114的边界因此在第一方向和第二方向12、14上分别在定子单元100的中间延伸，并且在定子单元100的中心相交。定子扇区110、112、113、114分别包括定子单元100的面积的四分之一，即定子单元100的一个象限。
图7示出了具有定子单元100和定子扇区110、112、113、114的定子模块10的俯视图。定子扇区110、112、113、114在外侧与定子模块10齐平地终止。特别地，第一定子扇区110的第一外边缘161和第二定子扇区112的第一外边缘171以定子模块10的第一外边缘21终止地布置。第一定子扇区110的第二外边缘162和第三定子扇区113的第二外边缘182以定子模块10的第二外边缘22终止地布置。第三定子扇区113的第一外边缘181和第四定子扇区114的第一外边缘191以定子模块10的第三外边缘23终止地布置。第二定子扇区112的第二外边缘172和第四定子扇区114的第二外边缘192以定子模块10的第四外边缘24终止地布置。
定子扇区110、112、113、114在定子单元100的内部彼此连接地布置。第一定子扇区110的第一内边缘163布置在第二定子扇区112的第一内边缘173上。第二定子扇区112的第二内边缘174布置在第四定子扇区114的第二内边缘194上。第三定子扇区113的第一内边缘183布置在第四定子扇区114的第一内边缘193上。第三定子扇区113的第二内边缘184布置在第一定子扇区110的第二内边缘164上。
在定子模块10的情况下，定子扇区110、112、113、114的第一内边缘163、173，183、193分别位于第一线上，而定子扇区110、112、113、114的第二内边缘164、174、184、194位于第二线上。所述第一线垂直于所述第二线。所述第一线布置在定子模块10和定子单元100的中间。特别地，所述第一线布置在定子模块10的第二和第四外边缘22、24与定子单元100之间的中央。所述第二线也布置在定子模块10和定子单元100的中间。特别地，所述第二线布置在定子模块10的第一和第三外边缘21、23与定子单元100之间的中央。所述第一线形成定子单元100的沿第二方向14定向的第一中心线，而所述第二线形成定子单元100的沿第一方向12定向的第二中心线。
在定子扇区110、112、113、114内，导体条125布置在彼此叠置的多个定子层或定子平面中，其中每个定子层仅具有沿第一方向12或沿第二方向14伸展的导体条125。在导体条125的定向和布置方面以及在定子层方面，定子扇区110、112、113、114基本上相同地构造。
图8示出了具有四个彼此叠置的定子层的第一定子扇区110的分解图。如果没有描述差异，则第二、第三和第四定子扇区112、113、114构造得与第一定子扇区110相同。第一定子扇区110具有第一定子层104、布置在第一定子层104下方的第二定子层106和布置在第二定子层106下方的两个另外的定子层108。第一定子层104仅包括沿着第一方向12并排布置并且沿着第二方向14长形伸展的导体条125。第二定子层106仅包括沿着第二方向14并排布置并且沿着第一方向12长形伸展的导体条125。
总体上，第一定子扇区110交替地包括仅具有沿第二方向14伸展的长形导体条125的定子层104、108和仅具有沿第一方向12伸展的长形导体条125的定子层106、108。特别地，布置在第二定子层106下方的另外的定子层108中的第一定子层仅包括沿第二方向14伸展的导体条125，布置在另外的定子层108中的第一定子层下方的另外的定子层108中的第二定子层仅包括沿第一方向伸展的导体条125。
在定子模块10的替代实施方式中，第一定子扇区110可以包括在图8中所示的定子层104、106、108下方的另外的定子层。在此情况下，第一定子扇区110可以分别交替地包括具有仅沿着第一方向12伸展的导体条125的定子层和具有仅沿着第二方向14定向的导体条125的定子层。
第一定子扇区110的导体条125在定子层104、106、108内分别组合为定子段120、121。在每个定子层104、106、108中，第一定子扇区110分别包括三个并排并彼此连接地布置的定子段120、121。每个定子段120、121分别包括六个并排布置的导体条125。第一定子扇区110在第一定子层104中包括三个第一定子段120，并且在第二定子层106中包括三个第二定子段121。第一定子段120分别包括沿第一方向12并排布置并沿第二方向14伸展的长形导体条125中的六个并排的导体条。第二定子段121分别包括沿第二方向14并排布置并沿第一方向12伸展的长形导体条125中的六个并排的导体条。在另外的定子层108中，第一定子扇区110分别交替地包括三个第一定子段120、或者三个第二定子段121。
定子单元100的第一定子扇区110因此在第一定子层104中以及在另外的定子层108中的第一定子层中仅包括沿第二方向14延伸的导体条125，并且在第二定子层106中以及在另外的定子层108中的第二定子层中仅包括沿第一方向12延伸的导体条125。
第一定子段120和第二定子段121除了其定向外具有相同的尺寸。特别地，第一定子段120在第一方向12上的尺寸对应于第二定子段121在第二方向14上的尺寸，并且第一定子段120在第二方向14上的尺寸对应于第二定子段121在第一方向12上的尺寸。
定子段120、121彼此叠置地布置，使得第一定子扇区110的第一定子层104和第一另外的定子层108的每个第一定子段120在第二方向14上在第一定子扇区110的第二定子层106和第二另外的定子层108的三个并排布置的第二定子段121上方延伸。此外，第一定子扇区110的第二定子层106和第二另外的定子层108的第二定子段121在第一方向12上在第一定子扇区110的第一定子层104和第一另外的定子层108的所有并排布置的第一定子段120上方延伸。
在平面驱动系统1的操作中，转子200可以在定子单元100上方取向，使得第一转子方向206沿着第一方向12定向，而第二转子方向208沿着第二方向14定向。在操作中，第一磁体单元210和第三磁体单元230可以与由第一定子段120的导体条125产生的磁场相互作用，以便产生转子200沿第一方向12的驱动。在操作中，第二磁体单元220和第四磁体单元240可以与由第二定子段121的导体条125产生的磁场相互作用，以便产生转子200沿第二方向14的驱动。
替代地，与图8所示的不同，转子200也可以取向为使得第一转子方向206沿第二方向14定向，而第二转子方向208沿第一方向12定向。在这种情况下，第一和第三磁体单元210、230与第二定子段121的磁场一起作用以向第二方向14驱动转子200，而第二和第四磁体单元220、240与第一定子段120的磁场一起作用以向第一方向12驱动转子200。
图9示出了磁体装置201的俯视图和第一定子扇区110的第一定子段120的俯视图。只要没有描述差异，第二、第三和第四定子扇区112、113、114就被构造成与第一定子扇区110相同。
第一定子节段120在第一方向12上具有段宽度122，该段宽度122对应于转子200的磁体装置201的第一和第三磁体单元210、230的磁化周期219以及转子200的磁体装置201的第一和第三磁体单元210、230的宽度250。第一定子段120在第二方向14上具有段长度123，该段长度对应于第一和第三磁体单元210、230的磁化周期219的三倍以及第一和第三磁体单元210、230的宽度250的三倍。第一定子扇区110的第一定子段120的导体条125的导体周期134对应于第一和第三磁体单元210、230的磁化周期219的六分之一。导体条125的导体周期134包括导体条125本身的宽度，即导体条125的金属化表面的宽度，以及在相邻区域导体条125之间用于电绝缘的空隙的宽度。因此，第一定子段120的导体条125的导体周期134表示相邻导体条125的沿着第二方向14定向的中心线之间的距离。
由于包括第一定子段120的定子层104、108中的第一定子扇区110由在第一方向12上并排布置的三个第一定子段120组成，所以第一定子扇区110在第一方向12上具有扇区宽度115，该扇区宽度115对应于第一磁体单元210和第三磁体单元230的磁化周期219的三倍。第一定子扇区110在第二方向14上具有扇区长度116，其对应于扇区宽度115或第一磁体单元210以及第三磁体单元230的磁化周期219的三倍。
因此，第一定子扇区110在第一方向12上的扇区宽度115小于磁体装置201在第一转子方向206上的宽度202，并且小于磁体装置201在第二转子方向208上的长度203。第二方向14上的扇区长度116因此小于磁体装置201在第二转子方向208上的长度203，并且小于磁体装置201在第一转子方向206上的宽度202。磁体装置201的宽度202和长度203分别比扇区宽度115和扇区长度116大空隙254的宽度256。例如，磁体装置201的宽度202和长度203分别比扇区宽度115和扇区长度116大磁化周期219的十二分之一。
图10示出了磁体装置201的俯视图和第一定子扇区110的第二定子段121的俯视图。只要没有描述不同之处，第二、第三和第四定子扇区112、113、114就构造得与第一定子扇区110相同。
第二定子段121在第二方向14上具有段宽度122，该段宽度对应于转子200的磁体装置201的第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219以及转子200的磁体装置201的第二和第四磁体单元220、240的宽度250。第二定子段121在第一方向12上具有段长度123，其对应于第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219的三倍以及第二和第四磁体单元220、240的宽度250的三倍。第一定子扇区110的第二定子段121的导体条125的导体周期134对应于第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219的六分之一。导体条125的导体周期134包括导体条125本身的宽度，即导体条125的金属化面的宽度，以及设置在相邻导体条125之间的用于电绝缘的空隙的宽度。因此，第二定子段121的导体条125的导体周期134表示相邻导体条125的沿着第一方向12定向的中心线的间距。
第一定子扇区110在第一方向12上的扇区宽度115对应于第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219的三倍。第一定子扇区110在第二方向14上的扇区长度116对应于扇区宽度115和第二和第四磁体单元220、240的磁化周期219的三倍。
各个定子段120、121中每个的导体条125可以分别与其余定子段120、121的导体条125无关地被通以驱动电流。特别地，定子段120、121中的一个中的驱动电流不一定取决于定子段120、121中的另一个中的驱动电流。此外，定子段120、121中的一个的导体条125可以被施加驱动电流，而另一个、例如相邻的定子段120、121的导体条125没有电流。可以例如分别从单独的功率模块或从单独的电流产生单元或定子模块10的功率模块的输出级向不同定子段120、121的导体条125施加驱动电流。
各个定子段120、121的导体条125分别连接到多相传感器系统，这些多相传感器系统可以彼此独立地通电。特别是，定子段120、121的导体条125分别与三相系统连接，并且这些导体条125被施加三相驱动电流。在此情况下，这些驱动电流的第一相U、第二相V和第三相W彼此间分别具有120°的相移。
在图9和图10中示出了在第一定子段120和第二定子段121的导体条125上的相U，V，W的分布。定子段120、121分别具有用于所述驱动电流的第一相U的第一前向导体(Hinleiter)131和第一反向导体(Rueckleiter)132，用于所述驱动电流的第二相V的第二前向导体141和第二反向导体142以及用于所述驱动电流的第三相W的第三前向导体146和第三反向导体147。由于各个定子段120、121可以彼此独立地通电，所以施加给各个定子段120、121的驱动电流可以不同。特别地，施加给不同定子段120、121的各个第一相U可以分别不同。此外，施加给不同定子段120、121的各个第二相V可以分别不同，施加给不同定子段120、121的各个第三相W可以分别不同。
定子段120、121之一的前向导体131、141、146和反向导体132、142、147分别沿着定子段120、121的宽度方向并排布置。在图9中所示的第一定子段120的情况下，所述宽度方向相应于第一方向12。在图10中所示的第二定子段121的情况下，所述宽度方向相应于第二方向14。
第一前向导体131分别布置在定子段120、121的第一纵向侧上。在第一定子段120的情况下，第一纵向侧沿第二方向14定向，而在第二定子段121的情况下沿第一方向12定向。在定子段120、121的情况下，在第一前向导体131之后，在所述宽度方向上按第三反向导体147、第二前向导体141、第一反向导体132、第三前向导体146和第二反向导体142的顺序并排并且彼此连接地布置着该序列。
在定子段120、121的情况下，第一相U在第一前向导体131上从定子段120、121的第一侧导向定子段120、121的与所述第一侧相对的第二侧，并且在第一反向导体132上从所述第二侧导向所述第一侧。第二相V在第二前向导体141上从定子段120、121的第一侧导向定子段120、121的第二侧，并且在第二反向导体142上从所述第二侧导向所述第一侧。第三相W在第三前向导体146上从定子段120、121的第一侧导向定子段120的第二侧，并且在第三反向导体147上从所述第二侧导向所述第一侧。
因此，相U，V和W分别在定子段120、121的第一侧上馈入前向导体131、141、146，在定子段120、121的第二侧上馈入反向导体132、142、147。此外，相U，V和W分别在定子段120、121的第二侧上从前向导体131、141、146耦合输出，并且在定子段120、121的第一侧上从反向导体132、142、147耦合输出。
在第一定子段120的情况下，第一和第二侧分别平行于第一方向12取向。在第二定子段121的情况下，第一和第二侧分别平行于第二方向14取向。
各个相U，V，W的前向导体131、141、145的导体条125分别彼此偏移半个磁化周期219。各个相U，V，W的反向导体132、142、146的导体条125分别彼此偏移半个磁化周期219。第一相U的前向导体131的导体条125相对于第一相U的反向导体132的导体条125偏移磁化周期219的三分之一地布置。第二相V的前向导体141的导体条125相对于第二相V的反向导体142的导体条125偏移磁化周期219的三分之一地布置。第三相W的前向导体145的导体条125相对于第三相W的反向导体146的导体条125偏移磁化周期219的三分之一地布置。借助于驱动电流的三个相U，V，W，可以在导体条125中在定子表面11上方产生行波磁场。
在多个定子层104、106、108上彼此叠置的第一定子段120的第一前向和反向导体131、132可以分别串联连接。类似地，在多个定子层104、106、108上彼此叠置的第一定子段120的第二前向和反向导体141、142以及第三前向和反向导体146、147可以分别串联连接。特别地，相U，V，W可以分别在定子层104、106、108之一上耦合输入到第一定子段120之一的前向导体131、141、146中，然后分别穿过在相关的第一定子段120的所有定子层104、106、108上的分配给相关的相U，V，W的所有前向和反向导体131、141、146、132、142、147，最后在定子层104、106、108之一上组合在星形点中。类似于第一定子段120，也可以将在多个第二定子层104、106、108上彼此叠置的第二定子段121的第一前向和反向导体131、132、第二前向和反向导体141、142以及第三前向和反向导体146、147串联连接。
图11以侧视图示出了第一磁体单元210和第一定子扇区110的第一定子层104的第一定子段120。只要没有描述差异，第二、第三和第四磁体单元220、230、240，第二和另外的定子层106、108，第二定子段121以及第二、第三和第四定子扇区112、113、114就类似地构造和布置。
第一磁体单元210的宽度250和第一定子段120的段宽度122对应于第一磁体单元210的磁化周期219。借助于第一定子段120的三相系统——该三相系统包括前向和后向导体131、141、146、132、142、147——中的驱动电流，在定子表面上方产生具有近似谐和分布的行波磁场。第一磁体单元210的磁体211、212、213、214、215在产生的行波场中对齐。当该行波场沿第一定子段120传播的情况下，第一磁体单元210的磁体211、212、213、214、215跟随所述行波场，并且驱动力施加在转子200上。
图12以侧视图示出了另一磁体单元302和三个第一定子段120。可以代替磁体装置201的第一磁体单元210和第三磁体单元230和/或代替磁体装置201的第二磁体单元220和第四磁体单元240而设置所述另一磁体单元302。只要下面没有描述差异，所述另一磁体装置在其尺寸和其取向方面与第一和第三磁体装置210、230和/或第二和第四磁体装置220、240相对应。
相对于图4中所示的第一磁体单元210，所述另一磁体装置302具有代替第一驱动磁体211的第一补偿磁体308，代替第一补偿磁体214的第一驱动磁体304以及代替第二驱动磁体的第二补偿磁体310，代替第二补偿磁体215的第二驱动磁体306，以及代替第三驱动磁体213的第三补偿磁体312。
第一驱动磁体304具有从转子200的上侧朝着转子200的下侧定向的磁化。第二驱动磁体306具有从转子200的下侧朝着转子200的上侧定向的磁化。第一补偿磁体308具有向第一驱动磁体304的方向定向的磁化。第二补偿磁体310具有从第二驱动磁体306向第一驱动磁体304的方向定向的磁化。第三补偿磁体312具有向第二驱动磁体306的方向定向的磁化。
另一磁体单元302的磁化周期对应于磁体单元210、220、230、240的磁化周期219，其中与磁体单元210、220、230、240的磁体211、214、212、215、213的磁化相比，另一磁体单元302的磁体308、304、310、306、312偏移了第一磁体宽度216或磁化周期219的四分之一。转子200可以包括分别代替第一磁体单元210和第三磁体单元230的另一磁体单元302。替代地或附加地，转子200可以包括分别代替第二磁体单元220和第四磁体单元240的另一磁体单元302。类似于结合图11所描述的方式，以这种方式构造的转子可以借助于由第一定子段120中的驱动电流产生的行波场来加以驱动。
图13示出了第一定子扇区110的第一定子段120的等效电路图。在图13所示的等效电路图中，第一定子段120的所有彼此叠置和串联连接的导体条125被示出为唯一的导体。特别地，所示的第一前向导体131包括第一定子段120的在各个定子层104、108中彼此叠置并串联连接的所有前向导体131，并且所示的第一反向导体132包括第一定子段120的在各个定子层104、108中彼此叠置并串联连接的所有第一反向导体132。类似地，所示的第二前向导体141、第二反向导体142、第三前向导体146和第三反向导体147分别包括第一定子段120的在各个定子层104、108中彼此叠置并串联连接的所有第二前向导体141、第二反向导体142、第三前向导体146和第三反向导体147。
各个第一定子段110的导体条125或前向和反向导体131、132、141、142、146、147分别连接到第一三相系统150。在各个第一定子段120的沿着第一方向12定向的第一侧152上，分别布置用于馈送第一相U的第一连接点154，用于馈送第二相V的第二连接点155和用于馈入第三相W的第三连接点156。第一连接点154连接到布置在定子层104、108之一中的第一前向导体131。第二连接点155连接到布置在定子层104、108之一中的第二前向导体141。第三连接点156连接到布置在定子层104、108之一中的第三前向导体146。此外，在各个第一定子段120的第一侧152上分别布置有星形点157。在星形点157中，定子层104、108中的一个的第一反向导体132，定子层104、108中的一个的第二反向导体142和定子层104、108中的一个的第三反向导体147彼此连接。
图14示出了第一定子扇区110的第二定子段121的等效电路图。在图14所示的等效电路图中，如在图13中所示的第一定子段120的等效电路图中那样，第二定子段121的彼此叠置并且串联连接的所有导体条125作为唯一的导体示出。
第二定子段121的导体条125或前向和反向导体131、132、141、142、146、147分别连接成第二三相系统151。在第二定子段121的沿第二方向14定向的第一侧153上，分别布置用于馈入第一相U的第一连接点154，用于馈入第二相V的第二连接点155以及用于馈入第三相W的第三连接点156。第一连接点154连接到布置在定子层106、108之一中的第一前向导体131。第二连接点155连接到布置在定子层106、108之一中的第二前向导体141。第三连接点156连接到布置在定子层106、108之一中的第三前向导体146。此外，在各个第二定子段121的第一侧153上分别布置有星形点157。在每个星形点157中，定子层106、108之一的第一反向导体132，定子层106、108之一的第二反向导体142和定子层106、108之一的第三反向导体147彼此连接。
图15示出了具有针对图13描述的并且代表第一定子段120的第一三相系统150和针对图14描述的并且代表第二定子段121的第二三相系统151的第一定子扇区110的等效电路图。第一三相系统150和第二三相系统151相对彼此旋转90°地布置。特别地，第一定子段120的第一侧152和第二定子段121的第一侧153彼此垂直地布置。
比较图15和图7中的第一定子扇区110的图示表明，沿着第一定子扇区110的第二内边缘164布置第一定子段120的沿着第一定子段120的第一侧152布置的连接点154、155、156。此外，沿着第一定子扇区110的第一内边缘163布置第二定子段121的沿着第二定子段121的第一侧153布置的连接点154、155、156。特别地，第一定子扇区110的第一定子段120的连接点154、155、156布置在第一定子扇区110的第二内边缘164上，并且第一定子扇区110的第二定子段121的连接点154、155、156布置在第一定子扇区110的第一内边缘163上。
第一定子段120的星形点157布置在第一定子扇区110的第二内边缘164上，并且第二定子段121的星形点157布置在第一定子扇区110的第一内边缘163上。
只要在下面没有描述差异，第二定子扇区112、第三定子扇区113和第四定子扇区114的等效电路图就分别对应于图15中所示的第一定子扇区110的等效电路图。
第二定子扇区112的第一定子段120的第一侧152沿着第二定子扇区112的第二内边缘174布置。此外，第二定子扇区112的第二定子段121的第一侧153沿着第二定子扇区112的第一内边缘173布置。特别地，第二定子扇区112的第一定子段120的连接点154、155、156布置在第二定子扇区112的第二内边缘174上，并且第二定子扇区112的第二定子段121的连接点154、155、156布置在第二定子扇区112的第一内边缘173上。
第二定子扇区112的第一定子段120的星形点157布置在第二定子扇区112的第二内边缘174上，并且第二定子扇区112的第二定子段121的星形点157布置在第二定子扇区112的第一内边缘173上。
由于第一定子扇区110的第一内边缘163对应于第二定子扇区112的第一内边缘173并且第一定子扇区110的第二内边缘164与第二定子扇区112的第二内边缘174齐平地布置在定子模块10的第二中心线上，所以第二定子扇区112的等效电路图相对于第一定子扇区110的等效电路图以镜像方式布置在第一定子扇区110的第一内边缘163上或第一定子扇区110的第二定子段121的第一侧153上。
第三定子扇区213的第一定子段120的第一侧152沿着第三定子扇区113的第二内边缘184布置。此外，第三定子扇区113的第二定子段121的第一侧153沿着第三定子扇区113的第一内边缘183布置。特别地，第三定子扇区113的第一定子段120的连接点154、155、156布置在第三定子扇区113的第二内边缘184上，并且第三定子扇区113的第二定子段121的连接点154、155、156布置在第三定子扇区113的第一内边缘183上。
第三定子扇区113的第一定子段120的星形点157布置在第三定子扇区113的第二内边缘184上，并且第三定子扇区113的第二定子段121的星形点157布置在第三定子扇区113的第一内边缘183上。
由于第一定子扇区110的第二内边缘164对应于第三定子扇区113的第二内边缘174，并且第一定子扇区110的第一内边缘163与第三定子扇区113的第一内边缘173齐平地布置在定子模块10的第一中心线上，所以第三定子扇区113的等效电路图相对于第一定子扇区110的等效电路图以镜像方式布置在第一定子扇区110的第二内边缘164上或在第一定子扇区110的第一定子段120的第一侧152上。
第四定子扇区114的第一定子段120的第一侧152沿着第四定子扇区114的第二内边缘194布置。此外，第四定子扇区114的第二定子段121的第一侧153沿着第四定子扇区114的第一内边缘193布置。特别地，第四定子扇区114的第一定子段120的连接点154、155、156布置在第四定子扇区114的第二内边缘194上，并且第四定子扇区114的第二定子段121的连接点154、155、156布置在第四定子扇区114的第一内边缘193上。
第四定子扇区114的第一定子段120的星形点157布置在第四定子扇区114的第二内边缘194上，并且第四定子扇区114的第二定子段121的星形点157布置在第四定子扇区114的第一内边缘193上。
由于第二定子扇区112的第二内边缘174对应于第四定子扇区114的第二内边缘194，并且第二定子扇区112的第一内边缘173与第四定子扇区114的第一内边缘193齐平地布置在定子模块10的第二中心线上，所以第四定子扇区114的等效电路图相对于第二定子扇区112的等效电路图以镜像方式布置在第二定子扇区112的第二内边缘174上或在第二定子扇区112的第一定子段120的第一侧152上。
由于第三定子扇区113的第一内边缘183对应于第四定子扇区114的第一内边缘193，并且第三定子扇区113的第二内边缘184与第四定子扇区114的第二内边缘194齐平地布置在定子模块10的第一中心线上，所以第四定子扇区114的等效电路图相对于第三定子扇区113的等效电路图以镜像方式布置在第三定子扇区113的第一内边缘183上或在第三定子扇区113的第二定子段121的第一侧153上。
总体上，第一、第二、第三和第四定子扇区110、112、113、114的第一定子段120的连接点154、155、156因此位于定子模块10和定子单元100的第二中心线上。第一、第二、第三和第四定子扇区110、112、113、114的第二定子段121的连接点154、155、156均位于定子模块10和定子单元100的第一中心线上。第一定子扇区110的外边缘21、22、23、24或外边缘161、162，第二定子扇区112的外边缘171、172，第三定子扇区113的外边缘181、182以及第四定子扇区114的外边缘191、192都没有定子段120、121的连接点154、155、156。
定子模块10的定子单元100具有图7中所示的接触结构102，用于接触第一和第二定子段120、121。接触结构102被构造为十字形的，并且分别沿着定子模块10和定子单元100的第一中心线和第二中心线取向。因此，接触结构102在第一和第二方向12、14上位于定子扇区110、112、113、114的在定子单元100和定子模块10内部的界限上。特别地，第一和第二定子段120、121的布置在第一中心线上和第二中心线上的连接点154、155、156形成了用于接触定子段120、121的接触结构102。
定子单元100可以被构造为多层单元，其中，具有导体条125的定子层104、106、108分别经由绝缘的中间层相互连接。例如，定子单元100可以被实施为印刷电路或印刷电路板，也被称为printed circuit board(PCB)。定子单元100特别是可以构造为多层的印刷电路板，其中，定子层104、106、108分别布置在所述印刷电路板的不同的层中。导体条125在所述电路板的层上可以具有在10μm和500μm之间的厚度，特别地，导体条125可以具有在50μm和250μm之间的厚度。
为了实现根据图13、14和15中所示的等效电路图的定子段120、121的三相系统150、151的前向导体和反向导体131、141、146、132、142、147的互连，定子单元100可以在定子段120、121的区域中分别具有连接结构。这些连接结构可以布置在导体段125上或在定子段120、121的导体条125之间。
这些连接结构的一部分可以被构造为水平连接结构，其将布置在同一定子层104、106、108内的各个定子段120、121中的导体条125彼此连接。所述水平连接结构与要连接的导体条125布置在相同的定子层104、106、108上。所述水平连接结构可以在定子层104、106、108中分别在其中导体条125并排布置的方向12、14上延伸。在第一定子段120的情况下——其中导体条125沿着第二方向14伸展并且沿着第一方向12并排布置，所述水平连接结构可以沿着第一方向12延伸。在其中布置有第二定子段121的定子层104、106、108中，所述水平连接结构可以沿第二方向14延伸。像导体条125一样，所述水平连接结构可以被构造为定子单元100的电路板的层的印制导线或印制导线段。
所述连接结构的一部分可以被构造为垂直连接结构，所述垂直连接结构将布置在不同定子层104、106、108中的各个定子段120、121中的导体条125彼此连接。例如，用于所述驱动电流的第一相U的第一前向和反向导体131、132可以经由所述垂直连接结构串联连接。同样，用于所述驱动电流的第二相V的第二前向和反向导体141、142和用于所述驱动电流的第三相W的第三前向和反向导体146、147可以经由所述垂直连接结构串联连接。所述垂直连接结构可以被构造为定子单元100的印刷电路板的各个定子层104、106、108之间的贯通接触部或通孔(垂直互连通路)。
先前附图的示意图示出了导体条125，每个导体条作为被构造为矩形的并且在整个段长度123上延伸的导体结构。导体条125可以被构造在定子单元100的远离所述连接结构的区域中，如在先前附图中示意性示出的。然而，特别是在所述连接结构的区域中，导体条125的形状也可以与先前附图的示意图示不同。特别地，第一定子段120的导体条125可以在第一方向12上的所述连接结构的区域中构造得比在远离所述连接结构的区域中更窄。同样地，第二定子段121的导体条125可以在朝第二方向14的所述连接结构的区域中比在远离所述连接结构的区域中变窄。
与在先前附图中示意性示出的相比，第一定子段120的导体条125也可以在第二方向14上构造得更短。与在先前附图中示意性示出的相比，第二定子段121的导体条125也可以在第一方向12上构造得更短。特别地，各个第一定子段120的导体条125在第二方向14上不必分别完全在第一定子段120上延伸，并且各个第二定子段121的导体条125在第二方向14上不必分别完全在第二定子段121上延伸。取而代之的是，水平连接结构和/或垂直连接结构可以布置在定子扇区110、112、113、114的外边缘161、162、171、172、181、182、191、192和内边缘163、164、173、174、183、184、193、194的区域中。
定子扇区110、112、113、114分别被构造为正方形，并且在每个定子层104、106、108中要么在第一方向12上分别包括三个第一定子段120，要么在第二方向14上分别包括三个第二定子段121。在定子模块10的替代实施方式中，定子扇区110、112、113、114也可以分别构造为矩形的，并且在第一和/或第二方向12、14上包括多于三个的第一或第二定子扇区120、121。
例如，定子扇区110、112、113、114在第一方向12上可以具有比在第二方向14上更大的伸展。在这种情况下，在其中布置有第一定子段120的定子层104、108中可以分别在第一方向12上并排布置多于三个的第一定子段120。然后，布置在其他定子层106、108中的第二定子段121可以在第一方向12上在各个定子层104、108的所有并排布置的第一定子段120上延伸。特别地，第二定子段121可以在第一方向12上具有段长度，该段长度对应于一个定子扇区的各个定子层104、108的所有并排布置的第一定子段120的伸展。
定子扇区110、112、113、114也可以在第二方向14上具有比在第一方向12上更大的伸展。在这种情况下，可以在其中布置有第二定子段121的定子层106、108中分别在第二方向14上并排布置多于三个的第二定子段121。然后，布置在其他定子层104、108中的第一定子段120可以在第二方向14上在各个定子层106、108的所有并排布置的第二定子段121上延伸。特别地，第一定子段120在第二方向14上可以具有段长度，该段长度对应于一个定子扇区的各个定子层104、108的所有并排布置的第二定子段121的伸展。
磁体单元210、220、230、240分别包括五个磁体211、212、213、214、215，并且每个磁体单元的宽度分别对应于磁体单元210、220、230、240的磁化周期219。磁体单元210、220、230、240的替代实施方式还可以具有对应于磁化周期219的整数倍或半整数倍的宽度。具有这种磁体单元的磁体装置尤其在最初通过引用并入的出版物中描述。
附图标记列表
1 平面驱动系统
3 其他平面驱动系统
10 定子模块
11 定子表面
12 第一方向
14 第二方向
15 第三方向
16 连接线路
18 模块壳体
21 第一外边缘
22 第二外边缘
23 第三外边缘
24 第四外边缘
32 下侧
33 侧表面
100 定子单元
102 接触结构
104 第一定子层
106 第二定子层
108 另外的定子层
110 第一定子扇区
112 第二定子扇区
113 第三定子扇区
114 第四定子扇区
115 扇区宽度
116 扇区长度
120 第一定子段
121 第二定子段
122 段宽度
123 段长度
125 导体条
131 第一前向导体
132 第一反向导体
134 导体周期
136 导体长度
138 导体周期
141 第二前向导体
142 第二反向导体
146 第三前向导体
147 第三反向导体
150 第一三相系统
151 第二三相系统
152 第一侧
153 第一侧
154 第一连接点
155 第二连接点
156 第三连接点
157 星形点
161 第一外边缘
162 第二外边缘
163 第一内边缘
164 第二内边缘
171 第一外边缘
172 第二外边缘
173 第一内边缘
174 第二内边缘
181 第一外边缘
182 第二外边缘
183 第一内边缘
184 第二内边缘
191 第一外边缘
192 第二外边缘
193 第一内边缘
194 第二内边缘
200 转子
201 磁体装置
202 磁体装置的宽度
203 磁体装置的长度
204 间隔件
205 固定结构
206 第一转子方向
208 第二转子方向
209 留空面
210 第一磁体单元
211 第一驱动磁体
212 第二驱动磁体
213 第三驱动磁体
214 第一补偿磁体
215 第二补偿磁体
216 磁体宽度
217 磁体宽度
218 磁体长度
219 磁化周期
220 第二磁体单元
230 第三磁体单元
240 第四磁体单元
250 磁体单元的宽度
251 宽度方向
252 磁体单元的长度
253 长度方向
254 空隙
256 空隙的宽度
260 外部纵向边缘
261 外部横向边缘
262 内部纵向边缘
263 内部横向边缘
302 另外的磁体单元
304 第一驱动磁体
306 第二驱动磁体
308 第一补偿磁体
310 第二补偿磁体
312 第三补偿磁体

Claims (11)

1.具有定子模块(10)和转子(200)的平面驱动系统(1)，
其中，所述转子(200)具有磁体装置(201)，
其中，所述磁体装置(201)具有至少一个第一磁体单元(210)和至少一个第二磁体单元(220)，
其中，所述第一磁体单元(210)具有长形的驱动磁体(211、212、213、304、306)，所述驱动磁体在第一转子方向(206)上并排布置并且沿着垂直于所述第一转子方向(206)定向的第二转子方向(208)伸展，
其中，所述第二磁体单元(220)具有在所述第二转子方向(208)上并排布置并且沿着所述第一转子方向(206)伸展的长形的驱动磁体(211、212、213、304、306)，
其中，所述定子模块(10)具有带有至少一个定子扇区(110、112、113、114)的定子单元(100)，所述至少一个定子扇区包括在第一定子层(104)中的第一定子段(120)用于与所述第一磁体单元(210)的驱动磁体(211、212、213、304、306)相互作用，以及包括在布置在所述第一定子层(104)下方的第二定子层(106)中的第二定子段(121)用于与所述第二磁体单元(220)的驱动磁体(211、212、213、304、306)相互作用，
其中，所述第一定子段(120)具有长形的导体条(125)，所述导体条沿第一方向(12)并排布置并且沿垂直于所述第一方向(12)定向的第二方向(14)伸展，
其中，所述第二定子段(121)具有沿所述第二方向(14)并排布置并且沿所述第一方向(12)伸展的长形的导体条(125)，
其中，各个定子段(120、121)的导体条(125)能够分别独立于其余定子段(120、121)的导体条(125)通电，
其中，所述定子扇区(110、112、113、114)的第一定子段(120)在所述第二方向(14)上在所述定子扇区(110、112、113、114)的所有并排布置的第二定子段(121)上面延伸，
其中，所述定子扇区(110、112、113、114)的第二定子段(121)在所述第一方向(12)上在所述定子扇区(110、112、113、114)的所有并排布置的第一定子段(120)上面延伸，
其特征在于，
所述定子扇区(110、112、113、114)在所述第一方向(12)上的扇区宽度(115)小于所述磁体装置(201)在所述第一转子方向(206)上的伸展(202)，以及
所述定子扇区(110、112、113、114)在所述第二方向(14)上的扇区长度(116)小于所述磁体装置(201)在所述第二转子方向(208)上的伸展(203)，
其中，所述定子扇区(110、112、113、114)在所述第一定子层(104)中由三个能够彼此独立通电的第一定子段(120)组成，并且在所述第二定子层(106)中由三个能够彼此独立通电的第二定子段(121)组成，以及
其中，所述转子的磁体装置(201)分别具有在所述第一转子方向(206)和所述第二转子方向(208)上的基本上三个磁化周期(209)的宽度。
2.根据权利要求1所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一定子段(120)在所述第一方向(12)上的段宽度(122)对应于所述第一磁体单元(210)的磁化周期(219)，
其中，所述第二定子段(121)在所述第二方向(14)上的段宽度(122)对应于所述第二磁体单元(121)的磁化周期(219)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一定子段(120)在所述第二方向(14)上的段宽度(122)对应于所述第一磁体单元(210)的磁化周期(219)的三倍，
其中，所述第二定子段(121)在所述第一方向(12)上的段宽度(122)对应于所述第二磁体单元(121)的磁化周期(219)的三倍。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一定子段(120)的导体条(125)的导体周期(134)对应于所述第一磁体单元(210)的磁化周期(219)的六分之一，
其中，所述第二定子段(120)的导体条(125)的导体周期(134)对应于所述第二磁体单元(220)的磁化周期(219)的六分之一。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一磁体单元(210)在所述第一转子方向(206)上的伸展(250)对应于所述第一磁体单元(210)的磁化周期(219)，并且所述第二磁体单元(220)在所述第二转子方向(208)上的伸展(250)对应于所述第二磁体单元(220)的磁化周期(219)。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述定子扇区(110、112、113、114)被构造为正方形的，使得所述定子扇区(110、112、113、114)在所述第一方向(12)上的扇区宽度(115)对应于所述定子扇区(110、112、113、114)在所述第二方向(14)上的扇区长度(116)。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述定子扇区(110、112、113、114)的外边缘(161、162、171、172、181、182、191、192)以所述定子模块(10)的外边缘(21、22、23、24)终止，使得所述定子扇区(110、112、113、114)和另一定子模块(10)的定子扇区(110、112、113、114)能够彼此连接地布置，所述另一定子模块(10)的定子扇区(110、112、113、114)以布置在所述定子模块(10)旁的另一定子模块(10)的外边缘(21、22、23、24)终止。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述定子单元(100)包括三个另外的定子扇区(110、112、113、114)，
其中，在所述第一方向(12)上和在所述第二方向(14)上，所述定子单元(100)的所述定子扇区和所述另外的定子扇区(110、112、113、114)分别在两行中并排以及彼此连接地布置，
其中，所述另外的定子扇区(110、112、113、114)在第一和第二定子层(104、106)中分别具有另外的第一或第二定子段(120、121)。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一定子段(120)分别包括六个并排布置的导体条(125)，
其中，所述第二定子段(121)分别包括六个并排布置的导体条(125)。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述第一定子段(120)的导体条(125)分别组合为三相系统，所述三相系统分别具有用于每个第一定子段(120)的公共星形点，
其中，所述第二定子段(121)的导体条(125)分别组合为三相系统，其分别具有用于每个第二定子段(121)的公共星形点，
其中，各个第一和第二定子段(120、121)的三相系统能够彼此独立地通电。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的平面驱动系统(1)，其中，所述定子单元(100)包括四个定子扇区，所述定子扇区由第一定子扇区(110)、第二定子扇区(112)、第三定子扇区(113)和第四定子扇区(114)组成，
其中，所述第一定子扇区(110)的一个外边缘(161)和所述第二定子扇区(112)的一个外边缘(171)以所述定子模块(10)的第一外边缘(21)终止地布置，
其中，所述第一定子扇区(110)的另一外边缘(162)和所述第三定子扇区(113)的一个外边缘(182)以所述定子模块(10)的第二外边缘(22)终止地布置，
其中，所述第三定子扇区(113)的另一外边缘(181)和所述第四定子扇区(114)的一个外边缘(191)以所述定子模块(10)的第三外边缘(23)终止地布置，
其中，所述第二定子扇区(112)的另一外边缘(172)和所述第四定子扇区(114)的另一外边缘(192)以所述定子模块(10)的第四外边缘(24)终止地布置。
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