[发明专利]用于自轴承电机的位置反馈

说明书

本申请要求于2007年6月27日提交的名称为“POSITION FEEDBACK FOR SELF BEARING MOTOR(用于自轴承(self bearing) 电机的位置反馈)”的美国临时专利申请60/946,686(代理人案号： 390P012911-US(-#1))的利益，该申请的全部内容通过引用并入本申请。

本申请案与如下申请相关：于2007年6月27日提交的名称为 “COMMUTATION OF AN ELECTROMAGNETIC PROPULSION AND GUIDANCE SYSTEM”的美国专利申请11/769,688(代理人案号： 390-012197-US(PAR))；于2007年6月27日提交的名称为 “REDUCED-COMPLEXITY SELF-BEARING BRUSHLESS DC MOTOR”的美国专利申请11/769,651(代理人案号：390-012750-US (PAR))；于2007年6月27日提交的名称为“MOTOR STATOR WITH LIFT CAPABILITY AND REDUCED COGGING CHARACTERISTICS”的 美国临时专利申请60/946,693(代理人案号：390P012912-US(-#1))； 以及于2007年6月27日提交的名称为“ROBOT DRIVE WITH MAGNETIC SPINDLE BEARINGS”的美国临时专利申请60/946,687(代 理人案号：390P012913-US(-#1))，上述所有申请的全部内容均通过引 用并入本申请。

技术领域

当前所公开的实施例针对位置确定、尤其是针对为电机提供非接触 式、无损性的位置确定。

背景技术

电机系统可能需要对电抗元件(例如转子)的偏心率和取向进行测 量，以便保持定子和电抗元件之间的理想间隙以产生理想大小的动力、 轴向刚度、以及径向刚度并恰当控制电抗元件的运动。例如，在自轴承 电机中，间隙信息通常可以从接近传感器获得，接近传感器可以检测定 子与转子之间在不同位置处的间隙。接近传感器常常由可以确定转子相 对于定子的取向的其它测量设备(比如位置分解器(position resolver)) 来加以补充。

在某些应用中，材料必须在受控的清洁气氛中加工，在这种情况下， 微观污染物可能是严重问题。在这些应用中，清洁度可能直接关系到成 品率，这进而影响成本。其它应用可能包括利用具有强腐蚀性气体和高 温的恶劣气氛的加工步骤。由于环境恶劣，具有接触式轴承的电机会磨 损、产生颗粒状污染物并最终导致出故障。在出故障以前，轴承还可能 表现出不可接受大小的振动和跳动。尽管自轴承电机可以为这些应用提 供了可行的替代方案，但是可能不期望的是：为了测量电抗元件的准确 位置而利用电缆或其它导体穿透或侵入到所述恶劣环境中。光学技术也 可能是不利的，因为这些技术可能需要进入恶劣环境中的“窗口”，这 同样可能损害包含该环境的外壳的完整性。

发明内容

将会有利的是：提供具备附接于电机电抗元件(比如转子)的传感 器和标尺(scale)的系统，以提供精确的位置及偏心率测量。

将会有利的还有：具有一种传感器系统，其利用磁通密度以便精确 测量转子的位置以及精确测量可以附接于电抗元件或与电抗元件集成 在一起的标尺。

将会有利的是：具有一种电机反馈系统，其在不使用两种类型的传 感器的情况下同时测量转子相对于定子的偏心率和取向。

附图说明

在下面结合附图所作出的描述中说明所公开实施例的前述方面及 其它特征，附图：

图1A及1B示出了适于实施所公开实施例的示例性电机的示意图；

图2示出了示例性的机器人传送器，其中可以使用所述示例性的实 施例；

图3示出了示例性的基片加工装置，其中可以使用所述示例性的实 施例；

图4示出了利用所述示例性实施例的自轴承电机的示意图；

图5示出了根据所公开的实施例的示例性感测机构；

图6示出了图5中的感测机构的磁路等效图；

图7示出了示例性的增量式标尺；

图8示出了另一示例性传感器系统实施例；

图9A及图9B示出了附加的增量式标尺示例性实施例；