TWI449306B - 線性馬達 - Google Patents

Description

線性馬達

本發明係關於一種產生直線運動的線性馬達。

概言之，線性馬達之結構可在彼此相對的一驅動器與一定子之間產生直線上的推力。永久磁鐵式線性馬達之建構方式為將一固定磁鐵設置在一驅動器與一定子其中之一者處，並施加多相位交流電至另一者以在該馬達與該定子之間產生電磁力，藉以產生推力。

習知的線性馬達之結構為將一旋轉式馬達展開並設置在一直線上，並由一電樞鐵心與一永久磁鐵產生一強大的磁性拉力。因此，系統精確度會降低，且維持一預定間隙之一導引機構上的摩擦與損耗會變得非常嚴重。

本發明之一態樣係提供一種線性馬達，其可防止在一平板型線性馬達中磁性拉力的產生，並加寬產生推力的一電樞鐵心的凸極與面對該凸極的一永久磁鐵之間一間隙的有效區域，藉此改善效率。

本發明之另一目的係提供一種線性馬達，其可防止做為一第二構件的永久磁鐵由於其重量造成的撓曲，藉此達到長距離的輸送。

在一態樣中，一線性馬達包括：一第一構件，其包括複數電樞模組，每一電樞模組包含一磁芯，自該磁芯突出的複數凸極、及線圈，其中一單相位電流流通的線圈被纏繞於該等凸極的一部份或全部、或是該等凸極之間的磁芯；及一第二構件，其包括一或多個永久磁鐵模組，其每一者包括複數永久磁鐵，且該永久磁鐵模組朝向該磁芯突出而被設置在該電樞模組之兩個凸極之間，其中，該等複數永久磁鐵之磁極在該線性馬達的移動方向上交替，其中，具有一預定相位差的電力被供應至每個電樞模組的線圈，使得根據一行進磁場的推力，係藉由使用設置在該移動方向上S數目的電樞模組與P數目的永久磁鐵做為一個單元而產生，且該第一構件與該第二構件其中之一者為一驅動器，而另一者為一定子，使得該驅動器與該定子藉由所產生的推力而相對於彼此移動。

在一具體實施例中，在每個電樞模組中，該等線圈可被纏繞於該等凸極，使得在該等電樞模組之每一者中相鄰的凸極具有不同的極性，且在一永久磁鐵模組中每個永久磁鐵所具有的極性皆不同於在相鄰該永久磁鐵模組上垂直於該移動方向之另一永久磁鐵模組中一永久磁鐵的極性。

在一具體實施例中，該永久磁鐵模組之永久磁鐵的磁化方向可以面向兩個相對應的凸極。

在一具體實施例中，在該永久磁鐵模組中一磁通量通過的永久磁鐵之橫截面可具有長方形或平行四邊形的形狀。

在一具體實施例中，至少一永久磁鐵模組之永久磁鐵的一位置偏離可以在小於該移動方向上該永久磁鐵寬度之範圍內不同於另一永久磁鐵模組的位置偏離。

在一具體實施例中，該第二構件另可包括連接該等永久磁鐵模組的一連接零件，該連接零件具有在該移動方向上拉長的凹處以固定該等永久磁鐵模組，且該等永久磁鐵模組之每一者具有一突出部被插入到該連接零件的凹處當中，其中，該永久磁鐵模組的突出部與該連接零件的凹處彼此可滑動地耦合。

在一具體實施例中，該等永久磁鐵模組的數目可以相同於或小於該等凸極的數目。

在一具體實施例中，該磁芯可具有一圓環形狀或一多邊形環形狀，且突出四個或更多的偶數凸極，藉以具有點對稱性或線對稱性，且該等永久磁鐵模組的數目可以相同於該等凸極的數目。

在一具體實施例中，該磁芯可具有環繞該第二構件且線對稱性的一弧形，該等凸極可自該磁芯突出以具有線對稱性，且該等永久磁鐵模組之數目可以比該等凸極的數目少一個。

在一具體實施例中，每個凸極在垂直於該移動方向上之一末端的一區段可具有兩條輻射線，使得該凸極與對應於該凸極的永久磁鐵之間的一間隙在該凸極與該永久磁鐵彼此相對的整個表面上一致。該線圈可被纏繞在該凸極靠近該磁芯的部份。

在一具體實施例中，兩個或更多的凸極可在相同方向上自該磁芯突出，且該等永久磁鐵模組的數目可比該等凸極的數目少一個。

在一具體實施例中，該第二構件另可包括一連接零件，其連接該等永久磁鐵模組，且該永久磁鐵模組可自該連接零件朝向該磁芯而突出。

在一具體實施例中，該第一構件或該第二構件之長度可較長於包括該S數目的電樞模組與該P數目的永久磁鐵的單元。

在一具體實施例中，該電樞模組的磁性體可具有一層狀的形式。

以下將參照附屬圖式詳細說明一種線性馬達的具體實施例。

根據本發明的線性馬達之驅動原理幾乎類似於在韓國專利申請案編號10-2009-0090806(註冊編號10-0964538)中所揭示之線性馬達的驅動原理。因此，現在將說明在10-2009-0090806中揭示之圓柱形線性馬達的結構與驅動原理。

在10-2009-0090806中揭示的圓柱形線性馬達可包括一第一構件與一第二構件。第1圖與第2圖分別例示一內磁鐵式線性馬達的電樞與永久磁鐵，其中該等永久磁鐵(該第二構件)位於內部，而該等電樞(該第一構件)位於外部。

如第1圖所示，該第一構件包括複數電樞模組10，其在一移動方向上以一預定間隔設置。每個電樞模組10具有一環形的磁芯11、至少四個凸極12，其在一輻射方向上自該磁芯11突出，及被纏繞於凸極12的線圈13。此處該環形並不限於一圓環，且可包括形成一封閉電路的長方形與八邊形環。

如第2圖所示，該第二構件包括複數永久磁鐵模組20，其在該移動方向上以一預定間隔設置。每個永久磁鐵模組20包括在一圓周方向上形成的永久磁鐵21。此處永久磁鐵21之磁極數目相同於線圈13所纏繞之凸極12的數目。

電流被供應至線圈13，使得一行進磁場形成於被線圈13纏繞的個別之凸極12中。在此，可提供電樞模組10中至少一者的線圈13之電流與被供應至另一電樞模組10的線圈之電流彼此具有相位差，使得在具有線圈13纏繞的凸極12之末端處的電磁極與對應於該等電磁極的永久磁鐵21之間形成一吸引力與一排斥力而產生一移動推力。

該等第一構件與第二構件其中之一者藉由被固定而做為一定子，另一者則做為一驅動器。該驅動器與該定子相對於彼此移動，並在電樞模組10的凸極12與永久磁鐵21之間維持一預定的間隙。

在每個電樞模組10中相鄰的凸極12之電磁極性彼此不同，使得一高密度磁通量平滑地流動在凸極12與對應於凸極12的永久磁鐵21之間。例如，在電樞模組10具有四個凸極12的案例中，線圈13可分別被纏繞於凸極12，使得當一單一相位電流流通線圈13時，在一順時針方向上距離一預定基準點的第一凸極與第三凸極具有相同的極性，而第二凸極與第四凸極具有相同的極性。

例如，如第1圖所示，來自第一凸極或第三凸極的一磁通量通過對應於該第一凸極的第一永久磁鐵或第三凸極的第三永久磁鐵，再經一永久磁軛、該等第二永久磁鐵與第四永久磁鐵，而被施加於該等第二凸極與第四凸極，其再通過該磁芯，然後施加於該等第一凸極與第三凸極，藉此形成一磁通量封閉迴路。再者，電樞模組10之組裝效率可藉由改變被纏繞於每個電樞模組10的凸極12上，單一相位電流流通的線圈13之纏繞方向來改善。線圈13可利用一條線彼此連接。

當該線性馬達被應用於該驅動器的移動速度不高的地方時，被供應給線圈13的電力頻率不高，因此該線性馬達可利用無層狀的磁芯11來製造。因此，可節省製造成本，並可達成具有高耐久性的線性馬達之大量生產。當該線性馬達需要高傳遞速率時，被供應至線圈13的電力頻率為高。因此，該磁芯11以層狀的形式使用，如此可以降低在該磁芯11中所產生的渦電流損失與遲滯損失。

如第2圖所示，在每個永久磁鐵模組20中，與電樞模組10之凸極12之數目相同的永久磁鐵21，即偶數的四個或更多個永久磁鐵21被設置在該圓周方向上，並固定於一鐵磁體的磁軛22，而相鄰的永久磁鐵21具有不同的極性。在此，永久磁鐵21在該中央方向上(也就是在該輻射方向上)被磁化，使得自具有線圈13纏繞的凸極12所輻射的一磁通量經由個別對應於凸極12的永久磁鐵21而被施加於磁軛22，或是自永久磁鐵21所輻射的一磁通量被施加於個別對應於永久磁鐵21的凸極12。意即，永久磁鐵21被磁化成外部N磁極/內部S磁極，或是外部S磁極/內部N磁極。永久磁鐵21的磁場在垂直於產生推力的方向(該驅動器的移動方向)，即輻射方向上形成，藉此增進該磁電路的效率。

相鄰的永久磁鐵模組A 20A與永久磁鐵模組B 20B彼此之間相隔一預定間距，或是將一非磁性間隔器23插入在兩個模組20A與20B之間，並設置成使得在該圓周方向上彼此對應定位的兩個永久磁鐵21具有不同的極性。例如，如第2圖所示，永久磁鐵模組A 20A包括永久磁鐵21，其自該圓周方向的一基準點以N、S、N及S磁極的順序而依序地設置，而相鄰於永久磁鐵模組A 20A的永久磁鐵模組B 20B包括自該基準點以S、N、S及N磁極的順序而依序地設置的永久磁鐵21。末端定子24可設置在該第二構件的兩端。

第3圖例示根據第1圖與第2圖中所示，由至少兩個電樞模組10與至少兩個永久磁鐵模組20之組合所產生的一直線推力的原理，並揭示沿著第1圖之線A-A’取出的一橫截面圖的一部份。

在第3圖中，U、V與W代表位於第1圖所示的電樞模組10U、10V與10W中，基於該圓周方向相同位置的凸極12，而S與N代表被設置成面向凸極U、V與W的永久磁鐵21。

因為如上述參照第1圖所示，供應一單一相位電流至每個電樞模組10的線圈，可施加三相電流至一組三個的電樞模組10U、10V與10W。意即，在三相電流的案例中，每個具有與相鄰模組有120°相位差的電流分別被供應至電樞模組10U、10V與10W的線圈。或者是，每個具有與相鄰模組有60°相位差的電流可被供應至各電樞模組10的線圈。例如，每個具有60°相位差的X相位、Y相位及Z相位的電流被依序被供應至三個連續的電樞模組，而Y相位電流流通的一線圈被連接的方向可自X相位及Z相位電流流通的線圈改變180°。

同時，如第3圖所示，當交替設置在該移動方向上的該等永久磁鐵S與N的磁極間距為τ(二分之一周期，180°)，三個電樞模組10U、10V與10W以對應於2/3τ(120°)的間距設置。

當具有一峰值(P)的交流(AC,Alternating current)電流通過被纏繞在正(+)方向上S磁極與N磁極的該等永久磁鐵之間的凸極V的線圈而被供應，而使該凸極V成為一N磁極時，具有大小對應於峰值/二的平方根之AC電流通過被纏繞在負(-)方向上該等凸極U與凸極W的線圈而被供應，而使該等凸極U及凸極W成為S磁極。因此，對應於該N磁極的凸極V施加一吸引力至該S磁極的永久磁鐵，並施加一排斥力至該N磁極的永久磁鐵，因此移動該等永久磁鐵至右方。雖然根據小於對應於該N磁極的凸極V磁力的磁力，一排斥力與一吸引力分別在該等S磁極與N磁極的永久磁鐵及成為該等S磁極的凸極U及凸極W之間產生，但該吸引力與該排斥力彼此抵消，因此該等凸極U及凸極W不會影響該等永久磁鐵的移動。

該等永久磁鐵移動二分之三磁極間距，因此該凸極W位在該等S與N磁極的永久磁鐵之間。在此狀態下，當其相位前進120°的電流通過每個凸極的線圈而被供應，且具有峰值(P)的電流通過被纏繞在該正(+)方向上該凸極W的線圈而被供應時，該凸極W成為一N磁極。此外，其大小對應於該峰值/二的平方根之AC電流通過被纏繞在該負(-)方向上該等凸極U及凸極V的線圈被供應，使得該等凸極U與凸極V成為S磁極。因此，在對應於該N磁極的凸極W與該S磁極的永久磁鐵之間產生一吸引力，且在該凸極W與該N磁極的永久磁鐵之間產生一排斥力，藉以移動該等永久磁鐵至右方。根據小於對應於該N磁極的凸極W磁力的磁力而成為該等S磁極的該等凸極U及凸極V，分別在該等永久磁鐵S與永久磁鐵N上產生一排斥力與一吸引力。但是，該吸引力與該排斥力彼此抵消。

重複前述的作業以移動該等永久磁鐵至右方。意即，施加於該等電樞模組的三相電流在該等凸極U、V與W中產生一行進磁場，因此產生移動該等磁鐵至右方的一推力。

雖然已基於假設該等線圈在相同方向上被纏繞於該等凸極U、V、W進行說明，線圈可在相反方向上被纏繞於彼此相對應之相鄰電樞模組的凸極。意即，該等線圈可在相同方向上被纏繞於該等凸極U及凸極W，且該線圈可在相反於被纏繞於該等凸極U及凸極W之線圈的纏繞方向上被纏繞於該凸極V。即使在此案例中，可供應具有一相位差的電流以產生在相同方向上移動該等永久磁鐵的推力。

在一詳細案例中，用於移動該等永久磁鐵的推力正比於該等凸極與該等永久磁鐵之接觸表面積總和、施加於該等線圈的電流大小、被纏繞於該等凸極之線圈匝數、及每個永久磁鐵之磁力大小。

第3圖的第一示例揭示三相電樞模組與二磁極永久磁鐵之基本組合，而第3圖的第二示例揭示三相電樞模組與四磁極永久磁鐵的組合。這兩個示例具有產生推力的相同基本原理。再者，亦可得到三相電樞模組與八磁極永久磁鐵之組合。

意即，基於對應於一馬達常數之倍數的數目S之電樞模組與數目P之永久磁鐵模組的組合之磁電路被視為產生推力的馬達之基本單元。在此，如果該等電樞模組利用三相電力來驅動，則該馬達常數為三，而如果該等電樞模組利用五相電力來驅動，則該馬達常數為五。一般會使用等於或大於三之一奇數的馬達常數，並由該馬達常數決定施加於每個電樞模組之線圈的電流之相位差。

在此，該推力中的漣波隨著S與P的最小公倍數增加而降低。再者，當S對P的比例(即一繞組因數)靠近一時，該磁電路的對稱效率即增加。表1揭示在三相馬達的案例中電樞模組與永久磁鐵模組的組合。就效率與漣波方面而言，九個電樞模組與八或十個永久磁鐵之組合較有利。

當該等數目S之電樞模組面向該等數目P之永久磁鐵模組在該等電樞模組與該等永久磁鐵模組之間具有一間隙的一區域之長度(在該移動方向上的長度)稱之為該馬達的一單位長度，能夠產生移動該驅動器之推力的一有效距離僅在當由多個電樞模組構成之第一構件與由多個永久磁鐵模組構成之第二構件其中之一者等於或長於該單位長度時才可被確保。再者，該第一構件與該第二構件之重疊部份的長度被製成與該單元長度的自然數倍數一樣地長，意即，重複地連接該馬達的基本單元，所以該推力可正比於該重疊部份的長度而增加。

當該磁電路的基本單元重複地連接，且構成該基本單元的永久磁鐵之數目(P)為一奇數時，如果該第一基本單元的永久磁鐵開始於一N磁極(或一S磁極)，則其結束於一N磁極(或一S磁極)。因為該第二基本單元的永久磁鐵開始於一S磁極(或一N磁極)，該第二基本單元的每個電樞模組需要被提供與該第一基本單元的相對應電樞模組為相反相位的電流。

例如，當連接具有基本單元(S,P)=(6,5)的兩個馬達時，如有一種三相電流以uUVvwW的順序被施加至該第一基本單元的六個電樞模組時，需要以UuvVWw的順序施加一三相電流至該第二基本單元的六個電樞模組。在此，U、V、W(或u、v、w)彼此之相位差為120°，小寫的u、v與w代表供應與大寫的U、V與W相反相位的電流。

再者，馬達可利用兩相的電力來驅動。在此例中，即使當相位差為90°的兩相電流在電樞模組隔著該等永久磁鐵之磁極間距的一半(τ/2)之狀態下被供應至兩個電樞模組，即可產生能夠移動該等永久磁鐵至一側的推力。

因為第1圖與第2圖中所示之馬達的橫截面將所有該等元件皆對稱地設置，由每個電樞與一永久磁鐵所產生的一磁性拉力被抵消，且在導引該驅動器之直線運動的一導件不會產生外力。因此可以延長該導件的壽命。

在第1圖中，電樞模組10的磁芯具有一圓形形狀，但可具有為點對稱性或線對稱性的多邊形形狀，例如六邊形、八邊形與十邊形。為了確保安全狀態，該磁芯11具有一長方形外緣，且在該長方形之磁芯11的角落上可形成孔洞，藉以便於耦合於一相鄰的電樞模組10。

同時，如第1圖到第3圖所示之具體實施例係關於具有設置在該圓周方向上的四個凸極之一四槽式馬達，但當為了高容量、高速度或類似者而需要高磁通量時，可以配置具有八個凸極的八槽式馬達，因此有需要增加馬達的橫截面。當增加一凸極的截面積以增加流通該電樞模組的磁通量時，該磁通量流通的一磁芯在該輻射方向上的增加正比於該截面積的增加，並因此增加該馬達的截面積。在此例中，藉由增加凸極的數目而非增加該凸極的截面積，可增加磁通量的量，而可維持該磁芯的厚度，這對於將馬達小型化或改善推力而言為有利。

第1圖到第3圖例示一內磁鐵式線性馬達的具體實施例，其中一電樞模組的一第一構件位在外部，而一永久磁鐵模組的一第二構件位在內部。但是，第4圖例示一外永久磁鐵式線性馬達的具體實施例，其中一電樞模組位在內部，而一永久磁鐵模組位在外部。

該外永久磁鐵式線性馬達的作業原理相同於該內磁鐵式線性馬達的作業原理，除了一凸極在一輻射方向上自一磁芯朝向一外側圓周突出，且面向該凸極的一永久磁鐵係固定在一環狀磁軛的內部。

請參照第1圖與第4圖，三相電流在該移動方向上以UVW、UVW與UVW的順序被施加至電樞模組10。但是，該三相電流可用UuU、VvV與WwW的順序而施加於其上。

第一構件配置成獨立的電樞模組，而不彼此連接(一鐵磁體，其與該第一構件的磁芯為相同材料)。為此原因，如果具有相同大小的電力被提供至該等個別的電樞模組，則一磁通量以相同的大小獨立地流通每個電樞模組，其使得由該等電樞模組產生的推力有較少的變化，並因此降低該推力中的漣波。因為該通過每個凸極的磁通量均勻地散佈而不會被集中在一特定的凸極中，即使當該電樞模組的磁芯之截面積較小時，仍可造成一高磁通量的流動。再者，該磁通量由獨立的磁電路流動在該等電樞模組中，因此不會有磁通量以該驅動器之移動方向相同的方向流動。因此，該磁通量僅在垂直於該移動方向的方向上流動，可確實減低無關於推力的磁通量洩漏，並增進馬達效率。

在10-2009-0090806中揭示的線性馬達具有一封閉式結構，其中一環狀的電樞模組環繞一永久磁鐵模組，而永久磁鐵的第二構件僅被固定在一可移動線圈式馬達的兩端。此態樣不會對於在短距離內需要高精度之傳遞裝置造成任何問題；但是，在將該馬達應用到一長距離傳遞裝置的案例中，該等永久磁鐵的重量會產生撓曲，因此造成問題。

韓國專利申請編號10-2009-0099828(註冊編號10-0964539)提出一種開放式馬達的具體實施例，其利用在10-2009-0090806中揭示之線性馬達的作業原理，而修改一馬達的截面(基於垂直於該移動方向的一平面)，即電樞模組與永久磁鐵模組之截面形狀，藉此在該移動方向上將每一個第二構件置於地面，或是以預定的間距將它們支撐在地面上。

第5圖例示10-2009-0099828中揭示的一開放式線性馬達的一個具體實施例。

類似第1圖到第3圖所述之線性馬達，第5圖所示之線性馬達包括一第一構件，其包含在一移動方向上設置成一直線的複數電樞模組；及一第二構件，其包含在該移動方向上以預定間距設置的複數永久磁鐵模組。該第二構件與一支撐機構可被整合在一起。

如第5圖所示，不像第1圖中形成一環狀的封閉電路之電樞模組，根據本發明之電樞模組包括一磁芯，其具有C形或一弧形，如同第1圖所示之電樞模組的磁環之圓周一部份被移除；及複數凸極，其自該磁芯朝向該永久磁鐵模組突出，藉此至少能形成線對稱性(雙邊對稱性)，且具有線圈纏繞該等個別的凸極。

該弧形可為一圓弧，其形式為一圓形的一部份，或可為一多邊形封閉迴路的一部份，例如為一六邊形、八邊形與十邊形環的一部份。同時，該弧形可形成多邊形弧或多邊形或圓弧的組合。在此，該弧形可為至少一線對稱性的形狀。

如果可能的話，該等複數凸極可設置成相對於該永久磁鐵模組的中心為點對稱性，因此有助於抵消在該等凸極與該等永久磁鐵之間產生的磁性吸引力。如果難以達到點對稱性，該等複數凸極可設置成達到相對於垂直軸與水平軸的線對稱性。

再者，該永久磁鐵模組包括與具有纏繞在該電樞模組中的線圈之凸極數目相同數目的永久磁極，且這種永久磁鐵設置成面向其個別相對應的凸極。

包括該等複數磁鐵模組的第二構件可被固定在該移動方向上整個截面之上的一支撐機構(基座)，或以預定間距被固定至該支撐機構。做為用於固定該第二構件的支撐機構之基座可經由在該移動方向上於該第二構件的兩端處對準的複數固定螺栓而固定於底部。

在一基本模型的電樞模組與永久磁鐵模組中線圈被纏繞於每一個凸極的案例下，在該圓周方向上距離該C形磁鐵本體之中心最遠的凸極(P1或P4)產生僅朝向較靠近該C形磁鐵本體之中心的相鄰凸極(P2或P3)流動之磁通量。意即，一磁通量的封閉迴路僅在該凸極P1(或P4)中的一個方向上形成，且因此在其中無法流過高磁通量。

因此，如第5圖之右側圖式所示，該電樞模組另可包括附屬凸極14(P0與P5)，其分別設置在該C形磁鐵本體的兩端，且並無線圈被纏繞於其上，因此，該永久磁鐵模組另可包括附屬永久磁鐵25，其分別對應於該等附屬凸極14(一附屬凸極式模型)而定位，使得在具有纏繞於其上的線圈的凸極當中即使在距離該C形磁鐵本體的中心最遠的凸極(P1或P4)之處亦可形成一磁通量的封閉迴路。在此例中，可省略該永久磁鐵模組的附屬永久磁鐵25。

同時，該第一構件可以包括一滾軸31，且一第二構件可包括一導軌32，使得該第一構件可在該移動方向上移動，而維持該第一構件的凸極與該第二構件的相對應永久磁鐵之間的一預定間隙。在此，可提供形成線對稱性之複數對的滾軸31與導軌32。滾軸31可被提供在該電樞模組中該等凸極之間，同樣地，導軌32形成在該永久磁鐵模組中該等永久磁鐵之間。

第6圖例示施加於一電樞模組的連接電力之一範例。

一U相位的電樞模組配置成一C形磁性體，並包括朝向該第二構件突出的複數凸極(在第6圖中為四個)，及被纏繞於該等個別凸極並流通相同相位之電流的纏繞線圈U1、U2、U3及U4。一V相位電樞模組與一W相位電樞模組具有與該U相位電樞模組相同的結構。

做為每個電樞模組的線圈連接方法，可以選擇一串聯連接、一並聯連接、一串聯-並聯連接或類似者。

對於環繞該電樞模組之凸極纏繞該等線圈的方法，該等線圈可經纏繞使得當相同相位的電流被供應至該等電樞模組的個別線圈時，在相鄰的凸極中形成不同的磁極。

例如，如果該等線圈U1與U3為順時針纏繞，該等線圈U2與U4可以逆時針方向纏繞。當然，所有線圈U1、U2、U3與U4可以相同方向纏繞，且當導線在之後才連接時，該等線圈U1、U2、U3與U4可被連接成當導線在之後才連接時於相鄰的凸極中形成不同的磁極。

本發明揭示一種採用在10-2009-0090806與10-2009-0099828中揭示的線性馬達之作業原理的修改示例，其可降低包括一永久磁鐵模組之第二構件的重量，與改善組裝效率。

在第1圖中，來自具有纏繞於其上的線圈13的凸極12之磁通量通過相對應的永久磁鐵21被施加於磁軛22，在通過相鄰的永久磁鐵21，然後流動到相鄰的凸極12當中。為了使該磁通量更為平滑，永久磁鐵21可附著至磁軛22(其為一磁性體)，或是被嵌入磁軛22中。但是，因為磁軛22為一磁性體，每個永久磁鐵模組的重量降低受到限制。

意即，第1圖、第4圖與第5圖係關於其中來自被一線圈纏繞的一凸極之磁通量通過一永久磁鐵、一磁軛、一相鄰的永久磁鐵，並流動到一相鄰的凸極中之結構。在此結構中，兩個永久磁鐵，與為固定該等永久磁鐵的一磁性體之一磁軛位在該磁通量要流動到的凸極與該相鄰的凸極之間。

在根據本發明的線性馬達中，具有纏繞於其上的線圈之凸極更為突出，且每個永久磁鐵設置在該等凸極之間，使得即使當一單一永久磁鐵放置在該等凸極之間時磁通量可連續。

根據本發明的線性馬達可包含產生一磁通量的線圈之一第一構件，及橫跨該磁通量的一永久磁鐵的一第二構件。

第7圖例示根據本發明一具體實施例之一線性馬達的截面與包括永久磁鐵的一第二構件。第7圖揭示一封閉式線性馬達。

該第一構件包括複數電樞模組50，其在一移動方向上配置成一列，且每個電樞模組50包括一磁芯51、複數凸極52與線圈53。電樞磁芯51連接各個凸極52，且有相同相位電流流通的線圈53被纏繞於各個凸極52或凸極52之間的磁芯51上。

該第二構件包括複數永久磁鐵模組61，其每一者包括永久磁鐵62，及與永久磁鐵模組61連接的一連接零件63。每個永久磁鐵模組61自連接零件63朝向電樞模組50之磁芯51突出，並放置在兩個凸極52之間，且該等複數永久磁鐵的磁極可在該馬達的移動方向上以交替的方式設置。

電流被供應至線圈53，藉此在每個電樞模組50的凸極52中形成一移動磁場。電樞模組50中至少一者的線圈53可被提供有與被供應至另一電樞模組50之線圈的電流有一相位差的電流，使得在被纏繞於凸極12上的線圈13形成的電磁極與對應於該等電磁極的永久磁鐵21之間的一吸引力與一排斥力而產生一移動推力。

該第一構件與該第二構件中任一者為固定於該支撐機構的一定子，而另一者為一驅動器。該驅動器與該定子相對於彼此移動，而在電樞模組50的凸極52與永久磁鐵模組61的永久磁鐵62之間維持一預定的間隙。

在每一電樞模組50中，相鄰凸極52的電磁極性呈現出彼此不同，使得一對兩個相鄰凸極52形成一磁通量封閉迴路，藉此促使一高密度磁通量平滑地流動在兩個凸極52與相對應的永久磁鐵62之間。在第7圖中，藉由四個凸極52與四個永久磁鐵62形成四個磁通量封閉迴路。為此目的，在每個電樞模組50中，相同相位的電流流通的線圈53被纏繞於各個凸極52、或是凸極52之間的磁芯51，同時改變該纏繞方向使得在每個電樞模組50中呈現出相鄰凸極52彼此不同的電磁極性。

在10-2009-0090806與10-2009-0099828中揭示的線性馬達中，一第二構件包括複數永久磁鐵模組，其在該移動方向上以預定的間距設置，且每個永久磁鐵模組包括複數永久磁鐵，其設置在該圓周方向上，並固定於為一鐵磁體的磁軛。自一電樞模組的一凸極輻射出的一磁通量流通一永久磁鐵、該磁軛與一相鄰的永久磁鐵。

意即，不僅是該第一構件，該第二構件亦被模組化，藉以防止該磁通量在該馬達(或該線性馬達)的移動方向上流動。這是因為該第二構件的永久磁鐵被固定於一鐵磁體的磁軛上。

根據本發明，自一凸極輻射的一磁通量僅透過一單一永久磁鐵被施加於一相鄰的凸極。因為該一鐵磁體的磁軛並不存在，所以不需要參照該移動方向模組化該第二構件，且僅該第一構件被模組化，所以可形成一磁通量封閉電路，其中一磁通量垂直地流動到該移動方向。

產生一推力的原理相同於在10-2009-0090806與10-2009-0099828中揭示的線性馬達之原理。因此，該第二構件在該移動方向上(在當其垂直地切割至該移動方向時相同的截面上)相同位移的永久磁鐵需要經設置，使得在該移動方向上相同位移的永久磁鐵之磁極與交替於相鄰的永久磁鐵之磁極如第2圖之永久磁鐵模組A 20A，其中永久磁鐵自該圓周方向的基準點以N、S、N及S的順序設置)。同時，在該圓周方向上相同角度的永久磁鐵(設置在該移動方向上的永久磁鐵)需要經設置使得其該等磁極交替於該等相鄰永久磁鐵的磁極(如第2圖中，當永久磁鐵自永久磁鐵模組A 20A的圓周方向之基準點以N、S、N與S的順序設置時，相鄰於永久磁鐵模組A 20A的永久磁鐵模組B 20B之永久磁鐵以與永久磁鐵模組A 20A之相反極性的S、N、S與N的順序設置)。再者，因為由凸極傳出的磁通量經由一永久磁鐵直接進入一相鄰的凸極，而不會通過一磁軛，該永久磁鐵需要突出在一磁通量流通的兩個相鄰凸極之間，且該永久磁鐵的磁化方向需要面向該等兩個凸極。

在揭示一馬達的截面之第7圖之左側圖式中，輻射狀地提供四個永久磁鐵62，且每個永久磁鐵62朝向相鄰的兩個凸極52(在該圓周方向上)被磁性化，並朝向凸極52之間的磁芯51突出。相對於該圓周方向45°逆時針設置的四個永久磁鐵62而其分別具有磁化方向S/N、N/S、S/N與N/S者被依序地設置。再者，朝向該磁芯51輻射狀突出的四個永久磁鐵62連接至具有一圓形截面形狀的連接零件63。

再者，在例示於第7圖之右側上第二構件的圖式中，在圓周方向上位在相同角度的永久磁鐵62在該移動方向上具有交替的N與S磁極。固定於單一永久磁鐵模組61在該圓周方向上位在相同角度的永久磁鐵連接至具有一圓形截面形狀且在該移動方向上具有拉長的棒狀之連接零件63。連接零件63的截面形狀並不限於圓形。

設置在該圓周方向上相同角度處的永久磁鐵可個別地固定於連接零件63；但是，如同第7圖所示之第二構件，它們被固定於一單一永久磁鐵模組61，且永久磁鐵模組61可連接至連接零件63。

如第7圖中該馬達的橫截面所示，具有環狀磁芯51的電樞模組50包括四個凸極52，且四個永久磁鐵62突出在該等凸極52之間。四個永久磁鐵62被分別固定於對應於永久磁鐵62的四個永久磁鐵模組61。在如第7圖所示的封閉式電動馬達中，磁芯51並不限於一圓環狀，且可具有形成一封閉電路之一長方形環、一八邊形環或類似者。同時，該磁芯51可具有點對稱性或線對稱性的多邊形形狀，而非一圓形。為了便於耦合於一相鄰的電樞模組，在該磁芯51的角落上或在凸極52的末端處可形成通孔54。

再者，在需要高容量、高速度或類似者的高磁通量，因而需要增加馬達的截面面積的案例中，該馬達可經修改使得凸極的數目為二的倍數，例如六或八，且永久磁鐵模組的數目相同於凸極的數目。

在磁通量流動於一凸極與一永久磁鐵之間的案例中，該磁通量的洩漏可在當該凸極與該永久磁鐵之間的間隙較小時降低，該磁通量垂直於該凸極與該永久磁鐵的表面流動，且該凸極與該永久磁鐵之間的間隙在該凸極與該永久磁鐵彼此面對的整個表面之上為一致。該凸極與該永久磁鐵之間的間隙可由考慮該線性馬達的精確度、速度、重量或類似者來決定，且該永久磁鐵的磁化方向可被決定使得該磁通量可垂直於該表面流動。

同時，為了使該凸極與該永久磁鐵之間的間隙在該凸極與該永久磁鐵彼此面對的整個表面之上一致，較靠近該磁芯51的一部份凸極52具有纏繞於其上的線圈53，且較遠離該磁芯51的一部份凸極52擁有圓形區段及兩條輻射線的形式，也就是較靠近該磁芯51之一部份弧形呈現出更長於較遠離該磁芯51之一部分弧形，且其面向永久磁鐵62的一部份藉由使用該等兩條輻射線係線性地連接該等兩個弧形之末端而呈現出平行於永久磁鐵62。

固定設置在該圓周方向上相同角度處的永久磁鐵62之永久磁鐵模組61由一非磁性體形成，且具有複數開口用於固定永久磁鐵62在該移動方向上。可使用任何既有的方法來固定永久磁鐵62至永久磁鐵模組61的開口。

該第二構件的連接零件63具有在該移動方向上拉長的複數凹處，以連接及固定永久磁鐵模組61。同時，永久磁鐵模組61可具有在該移動方向上拉長的突出部，其插入到連接零件63的該等凹處當中。因此，永久磁鐵模組61的該突出部可以藉由插入與推入之滑動方法來耦合於連接零件63的凹處。

在該移動方向上產生推力的原理相同於第3圖中所示者。例如，在設置於該移動方向上的兩個永久磁鐵62構成對應於三個電樞模組50U、50V及50W的案例中，此成為電樞模組的三個相位與永久磁鐵之兩個磁極的組合，如第3圖之上方圖式所示。在該移動方向上S數目的電樞模組與P數目的永久磁鐵之組合成為用於產生推力之馬達的基本單元，且此已經在以上參照第3圖完整地說明。

第8圖例示永久磁鐵模組61，其每一者具有配置成在該移動方向上交替磁極之複數永久磁鐵62。永久磁鐵62中自一電樞模組50的凸極52傳出或進入凸極52的磁通量通過之區段可具有一長方形或平行四邊形的形狀。

當自凸極52傳出或進入凸極52的磁通量均勻分佈時，通過凸極52與永久磁鐵62的磁通量之大小正比於凸極52的表面重疊於永久磁鐵50之表面的一部份之面積。推力由於磁通量之變化而產生。例如，在當做一驅動器的第二構件在該移動方向上移動之案例中，當永久磁鐵62運動時，通過凸極52與永久磁鐵62之磁通量的大小為凸極52與永久磁鐵62之表面的摺積的結果。

假設凸極52面向永久磁鐵62的表面具有一長方形形狀(該寬度在該移動方向上，且該長度在第7圖之左側橫截面上的輻射方向上)，且在該移動方向上的移動時，具有長方形表面的永久磁鐵62重疊凸極52的長方形表面，一部份的面積成為一梯形形狀，如第8圖之右上方圖式所示。當兩個表面彼此開始重疊、兩個表面彼此完全地重疊、完全重疊的兩個表面開始隔開、部分重疊的兩個表面彼此完全地隔開時，即產生尖銳連接的一個點(兩條直線彼此會合的一個點)。

意即，一推力正比於磁通量中的變化，也就是正比於凸極52與永久磁鐵62之重疊表面之面積的變化，且由微分凸極52與永久磁鐵62之重疊表面之面積所得到的數值係關聯於該推力。因此，在右上方圖式中所示之尖銳連接的點之案例中，該推力可在該點經歷突然的改變，且會造成漣波。

但是，具有一平行四邊形表面之永久磁鐵62重疊凸極52的長方形表面而在該移動方向上移動時，一部份之面積整體為一梯形形狀。但是，直線被平滑地連接，因此可以降低漣波的產生。意即，施加偏斜至一磁通量通過的該永久磁鐵，意即，該永久磁鐵被扭轉，使得作用在該永久磁鐵與該凸極之間的一掣動力根據該移動的進行而造成一輕微的相位差，即使當造成推力稍微降低時降低了在一推力中產生漣波的掣動力。

在該第二構件中，假設因為固定於每個永久磁鐵模組61的一永久磁鐵62需要不同於一相鄰的永久磁鐵模組61之一相對應永久磁鐵62的一磁極，其放置在與在該移動方向上另一永久磁鐵模組61上相對應永久磁鐵62之相同位置處。意即，在第9圖中，在一永久磁鐵模組A 61A中一永久磁鐵的一位置偏離(OFF_A)具有與其它永久磁鐵模組B 61B、永久磁鐵模組C 61C與永久磁鐵模組D 61D之位置偏離(OFF_B、OFF_C與OFF_D)相同的數值。

在此例中，當凸極52與永久磁鐵62的該等表面彼此重疊，而該第二構件在該移動方向上移動時，在相同時間產生尖銳連接的點(如第8圖之右上方圖式所示之點)，增加漣波。

為了排除此問題，該永久磁鐵的位置偏離可被控制成在每個永久磁鐵模組61彼此不同或永久磁鐵模組61中至少一者不同。在此例中，因為該永久磁鐵需要具有與一相鄰永久磁鐵模組61之一相對應永久磁鐵62不同的磁極，該永久磁鐵的位置偏離需要被設定為相對小於一單一永久磁鐵模組61的寬度之數值(在該移動方向上的長度)。例如，當永久磁鐵模組61的寬度為L，其位置偏離OFF_A、OFF_B、OFF_C與OFF_D的絕對值中至少一者或兩者或更多者在小於0.1L的範圍內呈現差異，使得如第8圖之右上方圖式中所示之尖銳連接的點並非在相同時間產生，藉此防止漣波的增加。

第10圖例示根據本發明一具體實施例的一開放式線性馬達。如第10圖所示的線性馬達為第7圖中所述之線性馬達的修正，用於應用至具有一長型第二構件的一長距離傳遞裝置。在第10圖中，參考編號64代表一基座，參考編號55代表一滾軸，而參考編號65代表一固定螺栓，用於將一支撐機構固定在地板上。

第10圖中所述之開放式線性馬達近乎相同於第7圖的線性馬達，除了電樞模組50的磁芯51具有藉由移除形成一封閉電路之一環狀磁芯51的一部份圓周區段所得到的一弧形或C形，使得一拉長的第二構件可連接至一支撐機構，例如一基座64，而凸極52被設置在該磁芯51處以形成雙邊對稱，而非形成點對稱。因此，參照第5圖所述之電樞模組的磁芯與凸極的具體實施例可應用至第10圖所示之具體實施例。

在第7圖所示的該封閉式線性馬達中，該電樞模組之凸極52的數目為偶數的四或更大，而永久磁鐵模組61的數目需要相同於凸極52的數目。但是，在該開放式線性馬達中，凸極52的數目為三或更高，而不限於一偶數或一奇數，且永久磁鐵模組61的數目小於凸極的數目。第10圖例示具有五個凸極52與四個永久磁鐵的一具體實施例，而第11圖例示具有三個凸極52與兩個永久磁鐵模組61，及四個凸極52與三個永久磁鐵模組61的一具體實施例。但是，本發明並不限於該例示，且亦可使用具有兩個凸極52與一單一永久磁鐵模組61的具體實施例。

在一電樞模組內設置奇數個凸極的案例中，除了位在該磁芯中心處的一單一凸極之外的偶數之凸極可被設置成在一可使用的範圍內形成雙邊對稱。

或者是，如果奇數的凸極被設置在該電樞模組處，偶數的凸極而非一單一凸極可被設置以形成雙邊對稱，使得一磁性吸引力之左側方向與右側方向的分量彼此抵消(該單一凸極被設置在不會產生左側方向與右側方向分量的磁性吸引力的位置)。同時，該等凸極可被設置在由除了該單一凸極之外的其餘偶數的凸極所產生的(精確而言為該等凸極與該等相對應永久磁鐵之間所產生的)磁性吸引力之向上方向與向下方向的分量可以儘可能地抵消僅具有由該單一凸極所產生的向上方向與向下方向的分量之一磁性吸引力的位置處。

或者是，不僅是該等凸極的位置，也包括在每個凸極上的線圈匝數，分別對應於該凸極的該等永久磁鐵的強度等皆可被控制，使得在每個凸極與一相對應永久磁鐵之間產生的磁性吸引力可彼此抵消。

為了維持在一第一構件中電樞模組之間一預定的間隙，如第12圖所示，具有一預定形狀的一凹處形成在每個電樞模組的至少一凸極(如果可能的話，係對稱定位的凸極)之一末端，且該等電樞模組可藉由使用一間隔器而彼此耦合，該間隔器具有一突出部，其形狀對應於該凹處，且具有另一突出部，其寬度對應於該等電樞模組之間的間隙。

或者是，如第13圖所示，一孔洞形成在該等電樞模組之每一者的一磁芯及/或至少一凸極(如果可能的話，係對稱定位的凸極)之末端，且該等電樞模組藉由使用具有一孔洞與一貫通螺栓的一間隔器而彼此耦合。依此方式，可以維持該等電樞模組之間的一預定間隙。

同時如第14圖所示，具有對應於該第二構件的橫截面(垂直於該移動方向)之一凹處的末端定子或支架，其可被設置在該第二構件的兩個末端，所以永久磁鐵模組61可穩定地固定，藉此不會移動。

第15圖例示第10圖所示之開放式線性馬達的修改。在第10圖中，參考編號54為一組裝孔，藉以在相鄰的電樞模組之間維持間隙一致。在第15圖中，電樞模組50的C形磁芯51被拉直，藉此凸極52以直角或在相同方向上自該磁芯51突出，且並排地設置。同時，該第二構件的永久磁鐵62在並排設置的兩個凸極52之間朝向該線性磁芯51突出。設置在該移動方向上的複數永久磁鐵62可被固定於永久磁鐵模組61。因為凸極52之間的永久磁鐵模組61為並排地設置，一支撐機構型式的一基座做為用於連接該等複數永久磁鐵模組61的連接零件63，意即，整合該基座與連接零件63，使得該等複數永久磁鐵模組61可直接地固定至該基座。

線圈53可被纏繞於每個凸極52較接近於該磁芯51的部份(朝向該磁芯51突出的永久磁鐵62不會達到的部份)，如第15圖所示，或線圈53可被纏繞於兩個凸極52之間的磁芯51，如第16圖所示。

在該等線圈被纏繞於凸極52的具體實施例中，如第15圖所示，該等線圈在五個凸極52當中不會被纏繞於第一凸極與第五凸極52(意即位在兩端的凸極52)。因此，該等線圈不會被纏繞於每一個凸極上，並僅可纏繞部份的凸極。同時，在如第15圖所示的具體實施例中，該等線圈可在相同方向上纏繞該等第二凸極與第四凸極，而該第三凸極可以不具有纏繞於其上的線圈。

如第10圖之線性馬達的案例，電樞模組50的每個凸極52之突出角度不同，因此在製造模具時需要高的成本，且在增進精度時會有限制。但是，如第15與16圖所示之該等線性馬達，每個電樞模組50的磁芯51與凸極52係成一直角，而該基座與永久磁鐵模組61亦成一直角，因此可增進製造精度，並節省模具的成本。

第17圖例示根據本發明一具體實施例中驅動一線性馬達的伺服系統之示意組態。在第17圖中，除了一線性馬達78之外的元件可以利用在一相關技術之線性馬達中所使用的元件。

該伺服系統可以包括一驅動放大器72，其用於自外部供應的電力71產生要施加至用於移動一物體79之線性馬達78的電流；一電流感測器76，其用於偵測自驅動放大器72施加至線性馬達78的電流；一線性感測器77，其用於偵測線性馬達78的一驅動器之位置或速度；以及一控制器75，其用於根據基於由電流感測器76及/或線性感測器77偵測的一信號之一控制命令來控制驅動放大器72。驅動放大器72可包括轉換AC電力71成為直流(DC,Direct current)之一轉換器73；及產生馬達驅動所需要的電流之一變流器74。

變流器74可以產生適用於線性馬達78的驅動方式之電力，例如兩相式AC、三相式AC、兩相式整流電流、三相式整流電流或類似者，並供應該電力至該線性馬達的電樞模組。該驅動器的位置與速度與用於移動該驅動器之推力的大小可藉由根據控制器75的一命令改變該電流之大小、頻率等來控制。

如上所述，在根據本發明一具體實施例的線性馬達中，可避免由於在一平板式線性馬達中通常產生的一磁性拉力所造成的一導件之磨耗，且即使為小尺寸亦可達到一高推力或一高傳遞速度，且每個元件經模組化，藉此便於組裝且允許有多種修改。

再者，根據本發明一具體實施例的線性馬達可防止由於一第二構件的重量所造成的撓曲，並可用於長距離輸送。

同時，根據本發明一具體實施例的線性馬達可達到該第二構件的重量降低，並增進組裝效率。

同時，根據本發明一具體實施例的線性馬達可降低在推力中的漣波。

再者，根據本發明一具體實施例的線性馬達可增進製造精度並節省模具的成本。

雖然本發明已經配合該等示例性具體實施例揭示及說明，本技術專業人士將可瞭解，在不背離由後附申請專利範圍所定義的本發明之精神與範圍之下可進行修改與變化。

10．．．電樞模組

10U、10V、10W．．．電樞模組

11．．．磁芯

12．．．凸極

13．．．線圈

14．．．附屬凸極

20．．．永久磁鐵模組

20A．．．永久磁鐵模組A

20B．．．永久磁鐵模組B

21．．．永久磁鐵

22．．．磁軛

23．．．非磁性間隔器

24．．．末端定子

25．．．附屬永久磁鐵

31．．．滾軸

32．．．導軌

50．．．電樞模組

50U、50V、50W．．．電樞模組

51．．．磁芯

52．．．凸極

53．．．線圈

54．．．組裝孔；通孔

55．．．滾軸

61．．．永久磁鐵模組

61A．．．永久磁鐵模組A

61B．．．永久磁鐵模組B

61C．．．永久磁鐵模組C

61D．．．永久磁鐵模組D

62．．．永久磁鐵

63‧‧‧連接零件

64‧‧‧基座

65‧‧‧固定螺栓

71‧‧‧自外部供應的電力；AC電力

72‧‧‧驅動放大器

73‧‧‧轉換器

74‧‧‧變流器

75‧‧‧控制器

76‧‧‧電流感測器

77‧‧‧線性感測器

78‧‧‧線性馬達

79‧‧‧物體

本發明之實作將詳細參照以下圖式詳細說明，圖式中類似的編號代表類似的元件。

第1圖例示一內磁鐵式線性馬達之電樞模組，其具有位在內部的一永久磁鐵、一第二構件、及位在外部的一電樞、一第一構件；

第2圖例示該內磁鐵式線性馬達的一永久磁鐵模組；

第3圖例示根據第1圖所示之電樞模組與第2圖所示之永久磁鐵模組之組合產生一直線推力的基本原理；

第4圖例示一外磁鐵式線性馬達；

第5圖例示一開放式線性馬達的橫截面；

第6圖例示連接施加於一電樞模組的電力之方法的示例；

第7圖例示根據本發明一具體實施例之一封閉式線性馬達的橫截面與包括永久磁鐵的一第二構件；

第8圖例示一磁通量通過一永久磁鐵的該長方形區段與平行四邊形區段之示例；

第9圖例示在至少一永久磁鐵模組中永久磁鐵的一位置偏離不同於另一永久磁鐵的位置偏離之示例；

第10圖例示根據本發明一具體實施例的一開放式線性馬達；

第11圖例示根據本發明一具體實施例中該等凸極之數目與該等永久磁鐵模組之數目已在一開放式線性馬達中修改的一修改示例；

第12與13圖例示藉由使用間隔器維持電樞模組之間一間隙的示例；

第14圖例示用於穩定地固定一永久磁鐵模組的一末端定子；

第15與16圖例示根據本發明另一具體實施例之一開放式線性馬達；以及

第17圖例示根據本發明一示例性具體實施例之用於驅動一線性馬達的一伺服系統之示意性組態。

50．．．電樞模組

50U、50V、50W．．．電樞模組

51．．．磁芯

52．．．凸極

53．．．線圈

61．．．永久磁鐵模組

62．．．永久磁鐵

63．．．連接零件

Claims (14)

1. 一種線性馬達，其包含；一第一構件，其包括複數電樞模組，而每一電樞模組包含一磁芯、自該磁芯突出的複數凸極、及線圈，其中，一單相的電流流通的線圈被纏繞於該等凸極的一部份或全部、或是該等凸極之間的磁芯；以及一第二構件，其包括一或多個永久磁鐵模組，其每一者包括複數永久磁鐵，該永久磁鐵模組朝向該磁芯突出而被設置在該電樞模組的兩個凸極之間，其中，該等複數永久磁鐵的磁極在該線性馬達的一移動方向上交替，至少一永久磁鐵模組之永久磁鐵的一位置偏離可以在小於該移動方向上該永久磁鐵寬度之範圍內不同於另一永久磁鐵模組的位置偏離，其中，具有一預定相位差的電力被供應至每個電樞模組之線圈，使得根據一行進磁場的一推力，其藉由利用在該移動方向上設置的S數目之電樞模組與P數目之永久磁鐵做為一個單元而產生，以及一驅動器，其為該第一構件與該第二構件其中之一者，而另一者為一定子，使得該驅動器與該定子藉由該產生的推力而相對於彼此移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，在每個電樞模組中，該等線圈可被纏繞於該等凸極，使得在該等電樞模組之每一者中相鄰的凸極具有不同的極性，且使得一永久磁鐵模組中每個永久磁鐵所具有的極性不同於在相 鄰該永久磁鐵模組上垂直於該移動方向之另一永久磁鐵模組中一永久磁鐵的極性。
3. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該永久磁鐵模組的永久磁鐵之磁化方向面向兩個相對應的凸極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，在該永久磁鐵模組中一磁通量通過的永久磁鐵之橫截面具有一長方形或平行四邊形的形狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該第二構件另包含連接該等永久磁鐵模組的一連接零件，而該連接零件具有在該移動方向上被拉長的凹處，以固定該等永久磁鐵模組，以及一突出部，其為該等永久磁鐵模組之每一者所具有，且被插入到該連接零件的凹處當中，其中，該永久磁鐵模組的突出部與該連接零件的凹處彼此可滑動地耦合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該等永久磁鐵模組的數目相同於或小於該等凸極的數目。
7. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該磁芯具有一圓環形狀或一多邊形環形狀，且自該磁芯突出四個或更多的偶數凸極，藉以具有點對稱性或線對稱性，且該等永久磁鐵模組的數目相同於該等凸極的數目。
8. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該磁芯具有環繞該第二構件且具線對稱性的一弧形，該等凸極自該磁芯突出以具有線對稱性，且該等永久磁鐵模組之數目比 該等凸極的數目少一個。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之線性馬達，其中，每個凸極在垂直於該移動方向上之一末端的一區段具有兩條輻射線，使得該凸極與對應於該凸極的永久磁鐵之間的一間隙在該凸極與該永久磁鐵彼此相對的整個表面上一致。
10. 如申請專利範圍第9項所述之線性馬達，其中，該線圈被纏繞於在該凸極靠近該磁芯的部份上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，兩個或更多的凸極在相同方向上自該磁芯突出，且該等永久磁鐵模組的數目比該等凸極的數目少一個。
12. 如申請專利範圍第11項所述之線性馬達，其中，該第二構件另包含一連接零件，其連接該等永久磁鐵模組，且該等永久磁鐵模組在自該連接零件朝向該磁芯的相同方向上突出。
13. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該第一構件或該第二構件之長度較長於包括該S數目的電樞模組與該P數目的永久磁鐵之單元。
14. 如申請專利範圍第1項所述之線性馬達，其中，該電樞模組的磁性體具有一層狀的形式。