[發明專利]用于電機繞組的線圈單元及應用該線圈單元的平面電機

在審

• 申請號: 201210587411.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103904804A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 鄭樂平;張志鋼;張曉文;李卿
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: H02K3/24
• 分類號: H02K3/24
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種用于電機繞組的線圈單元及應用該線圈單元并具有多個自由度的磁浮平面電機。

背景技術

在許多需要精密定位的應用器件中，如貼片機、封裝光刻機，都采用直線電機或者平面電機來完成運動臺的伺服定位功能。為了同時獲得多個運動自由度，通常是通過多個直線電機或者平面電機相互堆疊實現，因而導致運動臺結構復雜，質量增加，模態降低，定位精度、控制帶寬和運動速度下降。

此外，還有一種可行的方案是設計一個可以同時提供多個自由度的平面電機，完成多個自由度的運動定位。在該平面電機結構里，為了獲得良好的定位精度，除了要求磁鋼陣列所形成的磁通密度具有良好的空間正弦性外，還要解決一個更為棘手的電機散熱問題。然而通常的散熱裝置由于局限在散熱本身，而沒有對線圈進行特殊的改造，所以效果不理想，影響了平面電機的精密定位能力。另外，磁浮電機在工作時，無論在運動還是在靜止狀態下，都需要線圈中持續通入電流，以產生能夠維持自身重力的懸浮力，相應地，線圈繞組中將持續產生熱量，并以輻射的形式散發出去。這種發熱方式既會影響磁性材料的性能，也會對超精密定位產生不利影響。為此，在磁浮電機的應用中，往往希望線圈繞組與磁鋼陣列之間的磁隙盡可能小，以提高推力比，降低懸浮所需要的電流值，從而降低發熱的影響。然而，降低磁隙又會使線圈繞組的發熱對磁鋼陣列的影響加劇，因此必須對散熱情況進行仔細考慮。

因此，如何提供一種能夠有效散熱的用于電機繞組的線圈單元及應用該線圈單元的平面電機是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。

發明內容

本發明提供一種用于電機繞組的線圈單元及應用該線圈單元的平面電機，以克服現有技術中平面電機難以散熱的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于電機繞組的線圈單元，所述單元線圈由導電薄帶圍繞線軸旋轉構成，所述導電薄帶的厚度方向平行于所述繞線軸，且所述導電薄帶的周邊設有冷卻裝置。

作為優選，所述導電薄帶的截面為矩形或圓角矩形。

作為優選，所述冷卻裝置設置在所述導電薄帶的外圍，所述冷卻裝置上分別設有入口和出口，所述冷卻裝置內設有與所述入口和出口對應的通道。

作為優選，所述冷卻裝置包括設置在所述導電薄帶的外圍的第一冷卻裝置和設置在所述導電薄帶內徑處的第二冷卻裝置，所述第一冷卻裝置和第二冷卻裝置上均分別設有入口和出口，所述第一冷卻裝置和第二冷卻裝置內部均設有與所述入口和出口對應的通道。

作為優選，所述冷卻裝置包括設置在所述導電薄帶的外圍的第一冷卻裝置和設置在所述導電薄帶內徑處的第二冷卻裝置，所述第一冷卻裝置和第二冷卻裝置相互連通。

作為優選，所述冷卻裝置上分別設有入口和出口，所述冷卻裝置內部設有與所述入口和出口對應的通道。

作為優選，所述冷卻裝置由電絕緣材料制成。

作為優選，所述導電薄帶之間設有一絕緣體層。

本發明還提供一種平面電機，包括磁鋼陣列和線圈繞組陣列，所述磁鋼陣列設置在所述線圈繞組陣列的底部，所述線圈繞組陣列由多個上述的線圈單元組成。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明通過將導電薄帶的厚度方向平行于繞線軸纏繞，并在導電薄帶的周邊配置相應的冷卻裝置，使得導電薄帶與冷卻裝置之間的接觸面積增大，從而提高散熱面積，進一步提高了平面電機的散熱效果。

附圖說明

圖1為本發明一具體實施方式中平面電機的結構示意圖；

圖2為本發明實施例1中線圈單元的結構示意圖；

圖3為本發明實施例2中線圈單元的結構示意圖；

圖4為本發明實施例3中線圈單元的結構示意圖。

圖中：1-磁鋼陣列，2-線圈繞組陣列，10、20、30-線圈單元，11、21、31-導電薄帶，12、22、32-繞線軸，13、23、33-冷卻裝置，231、331-第一冷卻裝置，232、332-第二冷卻裝置，14-絕緣體層。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

請參照圖1，本發明提供的平面電機，包括磁鋼陣列1和線圈繞組陣列2，所述磁鋼陣列1設置在所述線圈繞組陣列2的底部，所述線圈繞組陣列2由多個線圈單元組成。

實施例1