平面驱动系统和用于运行平面驱动系统的方法
文献发布时间:2023-06-19 18:27:32
技术领域
本发明涉及一种平面驱动系统。本发明还涉及一种用于运行平面驱动系统的方法。
本专利申请要求要求保护欧洲专利申请EP20176561.7的优先权,其公开内容通过引用结合于此。
背景技术
平面驱动系统可以在不同的领域中应用。可能的示例是自动化技术、尤其是制造技术、操作技术和工艺技术。借助于平面驱动系统可以使例如可以是设备或机器的组成部分的运动元件沿至少两个线性无关的方向移动或定位。平面驱动系统可以包括永久励磁的电磁平面马达,该平面马达具有平面定子和至少一个在该定子上方沿至少两个方向运动的转子。
平面驱动系统的定子可以具有多个可通电的定子导体。转子可以具有带有多个永磁体的磁体装置。转子的驱动能够通过给定子的定子导体通电来进行。以这种方式,能够在通电的定子导体与转子的磁体装置之间引起磁性的相互作用,由此转子能够悬浮地保持在定子上方以及在该定子上方运动。
发明内容
本发明的任务在于,给出一种改进的平面驱动系统,该平面驱动系统适合于在定子与转子之间的数据传输。此外,本发明的任务还在于,给出一种用于运行平面驱动系统的相应的方法。
所述任务通过独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中给出本发明的进一步有利的实施方式。
根据本发明的第一方面提出一种平面驱动系统。该平面驱动系统具有定子和转子。该定子具有多个可通电的定子导体。该转子具有带有至少一个转子磁体的磁体装置。在定子的通电的定子导体与转子的磁体装置之间能够引起磁性的相互作用,以便驱动转子。定子构造用于这样实施定子导体的通电,使得借助于通电的定子导体能够产生交变磁场。转子具有至少一个转子线圈,在所述转子线圈中由于交变磁场可以感应出交流电压。平面驱动系统构造用于将数据从定子传输至转子。为此目的,定子构造用于暂时影响定子导体的通电,以便由此暂时引起关于交流电压的变化,该交流电压能够在转子的所述至少一个转子线圈中感应到。
所提出的平面驱动系统适合于可靠地将数据从定子传输至转子。在此,定子的通电的定子导体用作初级绕组或者说初级线圈,借助于其产生随时间变化的磁场。为此目的,可以在所涉及的定子导体中引起在时间上变化的电流或交流电。转子的所述至少一个转子线圈用作次级绕组或者说次级线圈,在其中由于交变磁场而感应出交流电压。定子构造用于暂时影响定子导体的通电。这引起关于通过定子产生的交变磁场的变化,并且因此也引起关于交流电压的变化,该交流电压在转子的所述至少一个转子线圈中可感应到的。通过定子导体的通电的时间上的影响,可以以相应的方式暂时引起感应电压方面的变化,并且基于此可以实现将信息从定子传输至转子。
下面详细描述可考虑用于平面驱动系统的其它可能的细节和实施方式。
对定子的定子导体的通电的影响例如可以这样进行,使得与定子导体的未受影响的通电相比产生较弱或较强的交变磁场,并且因此以相应的方式在转子的所述至少一个转子线圈中感应出较小或较大的交流电压。此外存在如下可能性,即由于定子导体的通电的影响抑制或基本上抑制产生交变磁场,并且由此在转子线圈中没有感应生成交流电压或仅感应生成小的或可忽略的小的交流电压。
为了将数据信号或符号从定子传输至转子,可以间歇地或脉冲式影响对定子导体的通电,以便由此在通过定子产生的交变磁场方面并且由此在所述至少一个转子线圈中感应出的交流电压方面引起间歇地或脉冲式出现的变化。为了检测电压感应的变化并且由此发送数据信号,转子可以如以下还要详细解释的那样具有用于测量在转子线圈中感应出的交流电压的电压测量装置。通过评估所测量的感应电压可以推断出由定子产生的数据信号或者可以求得这些数据信号。
通过定子产生交变磁场并且在转子的所述至少一个转子线圈中感应生成交流电压不仅可以在数据通信的范围内使用,而且也可以用于将能量无线地或感应地从定子传输至转子。
就此而言,根据一个实施方式,转子具有整流器,该整流器用于将感应出的交流电压转换成直流电压。利用直流电压可以给至少一个另外的装置供电,所述另外的装置可以是转子的组成部分和/或布置在转子上。整流器可以是桥式整流器或者同步整流器。此外,整流器可以实施为电压放大器或倍压器。
在另一个实施方式中,平面驱动系统具有主控制装置。借助于该主控制装置可以控制平面驱动系统的运行。例如,这包括定子导体的通电。从定子到转子的数据传输也可以由主控制装置控制或发动。
在另一个实施方式中,该实施方式就此而言可以用于从定子到转子的数据传输,定子具有影响装置,用于暂时影响定子导体的通电。定子的影响装置可以由平面驱动系统的主控制装置来操控。主控制装置为此可以将相应的操控信号或者数据信号传输给影响装置,借助于该影响装置可以执行对定子导体的通电的暂时影响。
在另一个实施方式中,定子构造用于通过基于脉冲宽度调制(英语为Puls WidthModulation,PWM)的电流调节来实施对定子导体的通电。影响装置构造用于暂时影响电流调节。通过借助于影响装置影响电流调节,可以以可靠的方式影响对定子导体的通电,以便引起在交变磁场方面的并且由此在所述转子的至少一个转子线圈中可感应的交流电压方面的相应的改变。
在上述实施方式中,待通电的定子导体可被加载借助于脉冲宽度调制有节拍的电压,并且因此被加载通过PWM时钟频率或通过脉冲宽度调制的时间光栅预先给出的周期性电压脉冲。以这种方式,在通电的定子导体中产生的电流能够与交流电分量、所谓的纹波电流叠加。这原因在于用作初级线圈的定子导体的平滑作用,由此在通电的定子导体中流动的电流这样跟随脉冲宽度调制的电压,使得存在锯齿状或者三角形的电流变化曲线。在此,电流可以围绕平均值来回摆动。纹波电流的出现与随时间变化的磁场相关联,使得如上面所说明的那样能够在转子的所述至少一个转子线圈中感应出交流电压。
在另一个实施方式中,在该实施方式中利用基于脉冲宽度调制的电流调节可以在定子的通电的定子导体中产生纹波电流并且由此产生交变磁场,用于将数据从定子传输至转子的影响装置构造为这样影响电流调节,使得在通电的定子导体中引起关于纹波电流的变化。
例如,可以在通电的定子导体中暂时抑制纹波电流的出现。以相应的方式,由此能够暂时抑制或者基本上抑制交变磁场的产生以及因此抑制或基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中感应出交流电压。
也可能的是,通过所述影响在通电的定子导体中引起增大或减小的纹波电流。在此,纹波电流可以具有相对于未受影响的状态增大或减小的摆幅(峰谷值,英语:Peak-to-Peak Amplitude)。
如上面所说明的,转子的驱动基于定子的通电的定子导体与转子的磁体装置之间的磁性的相互作用。在此,转子能够悬浮地保持在定子上方并且也能够附加地运动。如下面将更详细地解释地,定子的定子导体可以互连成彼此独立地通电的多相系统。为了驱动转子,可以根据转子的位置同时给定子导体的一部分或多相系统通电。转子的驱动可以基于在通电的定子导体中流过的电流的平均值。而由脉冲宽度调制的通电决定的纹波电流可以对转子的驱动没有或仅有很小的并且由此可忽略的影响。
在电流调节的范围内,可以为定子导体或定子的多相系统预先给定不同的额定电流值,从而不同的电流也可以平均地流动通过定子导体。与叠加的纹波电流相比,这种电流变化可以显著更长或者涉及显著更大的时间间隔。就此而言,电流调节可以被称为直流电流调节或DC电流调节(英语为Direct Current)。
为了实施电流调节,定子根据另一个实施方式具有多个电流调节装置、与定子导体或多相系统连接的末级装置和电流测量装置。末级装置可以包括多个末级。电流测量装置可以构造用于检测定子导体或多相系统的实际电流值。这可以通过采样实现。实际电流值可与额定电流值一起被传输给电流调节装置。电流调节装置可以构造用于基于实际电流值和额定电流值产生控制信号。可以是脉冲宽度调制的控制信号的控制信号可被施加到末级装置上。基于此,可以借助于末级装置将脉冲宽度调制的或有节拍的电压脉冲施加到定子的定子导体或多相系统上,由此周期性地给它们通电。末级装置可以为此目的被供应中间电路电压。中间电路电压可以由定子的中间电路提供。
如上说明的,平面驱动系统可以包括主控制装置。主控制装置可以构造用于产生用于定子的定子导体或多相系统的通电的额定电流值。额定电流值能被传输给之前提到的电流调节装置。
主控制装置还可以构造用于确定平面驱动系统的系统时钟率,平面驱动系统的运行的时间过程可以根据该系统时钟率进行。就此而言,基于系统时钟率可以预先给定电流调节的时间上的参数、如PWM时钟频率。
PWM时钟频率可以位于kHz范围内,例如位于两位数的kHz范围内并且例如为64kHz。这以相应的方式适用于交变磁场的频率并且因此适用于在转子线圈中感应出的交流电压的频率。
如以上说明的,定子的定子导体根据另一个实施方式互连成可彼此独立地通电的多相系统。每个多相系统可包括由定子导体构成的多个线圈。就此而言,多相系统也可以被称为线圈系统或多线圈系统。为了驱动转子,可以同时给多相系统的一部分通电或者以脉冲宽度调制的方式给所述部分通电。多个多相系统的通电能够时间上同步地或基本上时间上同步地进行。
定子还可以构造为向其多相系统施加多相电流。在此,通电的多相系统的每个线圈都可以被供给电流的相应的相位。为此目的借助于定子实施的电流调节可以基于中央对齐的脉冲宽度调制(英语:Center Aligned PWM)进行,其中多相系统的线圈被施加关于脉冲宽度调制的PWM时钟频率或时间光栅在中央彼此定心的电压脉冲。
定子的多相系统可以是三相系统或三线圈系统,其分别包括三个由定子导体构成的并且分别以共同的星形接点互连的线圈。在平面驱动系统的运行中,这种线圈系统可被施加三相电流。参考该设计方案,末级装置可以以具有三重半桥的电路的形式实现。
此外,在多相系统的独立通电方面,定子还可以构造为对于每个多相系统实施自身的电流调节。为此,定子可以为每个多相系统具有电流调节装置和末级装置。定子也可以对于每个多相系统具有一个电流测量装置。替代地,定子可以包括用于多个多相系统的每个组的电流测量装置,这能够实现定子的成本有利的结构形式。
在另一个实施方式中,平面驱动系统的定子包括一个或多个定子模块。在具有多个定子模块的设计方案中,这些定子模块能够侧向并排地布置。这样的定子模块可以具有多个上述组件,即多个定子导体或者多相系统、电流调节装置、末级装置和电流测量装置。此外,所述定子模块或每个定子模块可以包括中间电路和模块控制装置。模块控制装置例如可以以FPGA(英语为Field Programmable Gate Array)的形式实现。此外,模块控制装置可以具有所涉及的定子模块的电流调节装置并且根据实施方式必要时具有至少一个另外的装置。
定子模块的模块控制装置的前述另外的装置可以是上述的并且用于将数据从定子传输至转子的影响装置,该影响装置可以用于影响对定子导体或至少一个多相系统的通电。对于影响装置还可以使用以下的设计方案。
在另一个实施方式中,影响装置构造用于抑制在电流调节时实施的对定子导体或对定子的至少一个多相系统的电压脉冲的加载。在此,可以以有针对性的方式暂时关断单个或多个电压脉冲。电压脉冲的关断与在所涉及的定子导体或者多相系统中流动的纹波电流的抑制相结合,由此能够抑制或者基本上抑制交变磁场的产生并且由此抑制或者基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中出现感应电压。通过放出电压脉冲(这也可被称为消隐)此外可以减少或抑制定子和转子之间的寄生电容耦合,该寄生电容耦合可能对在转子中在数据传输的范围内为了检测感应电压的变化而实施的电压测量产生不利影响。
在另一个实施方式中,在该实施方式中定子的定子导体如上所述互连成可彼此独立通电的多相系统并且在电流调节时向通电的多相系统施加在中央彼此定心的电压脉冲,影响装置构造为影响至少一个多相系统的电流调节,使得向多相系统加载具有一致的脉冲宽度的电压脉冲。所述实施方式基于:在电流调节时通常或者在未受影响的状态下利用具有不同脉冲宽度的、在中央彼此定心的电压脉冲电操控多相系统,由此纹波电流也在多相系统中流动。如果电压脉冲具有相同的脉冲宽度,则不发生纹波电流。因此,通过用具有一致的脉冲宽度的、在中央彼此定心的电压脉冲来暂时操控多相系统,可以引发对多相系统中流动的纹波电流的抑制,并且因此也抑制或者基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中的感应电压的出现。
为了实现上述设计方案,可以考虑设置用于将数据从定子传输至转子的影响装置的以下实施方式。在此,影响装置构造成,中断由定子的至少一个用于电流调节的电流调节装置产生的控制信号或由至少一个电流调节装置产生的控制信号的传输,从而控制信号不被施加到至少一个末级装置上。取而代之地,所述至少一个末级装置可以这样运行或者说操控,使得引起抑制在至少一个多相系统中的纹波电流,并且因此可以抑制或者说基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中感应电压的出现。这例如可以通过以下方式实现,即借助于影响装置改变的控制信号被施加到所述至少一个末级装置上。
为此目的,影响装置例如可以具有数据控制装置和中断装置。借助于该中断装置可以中断由至少一个电流调节装置产生的控制信号。也可以借助于该中断装置实施将改变的控制信号施加到至少一个末级装置上。该数据控制装置可被用于操控或暂时操控中断装置,以便暂时执行中断并且因此暂时执行对至少一个多相系统中的纹波电流的抑制。数据控制装置可以由平面驱动系统的主控制装置来操控,该主控制装置可以向数据控制装置传输数据信号。基于此,数据控制装置可以操控中断装置。
在另一个实施方式中,影响装置构造为用于影响或改变在电流调节时所使用的额定电流值。以这种方式,例如可将受影响的或改变的额定电流值传输给至少一个电流调节装置。由此能够影响至少一个多相系统的电流调节,以便由此暂时引起关于交变磁场和交流电压的变化,该交流电压能够在转子的所述至少一个转子线圈中感应出的。
在另一个实施方式中,影响装置构造用于影响至少一个电流调节装置并且由此影响由所述至少一个电流调节装置产生的控制信号。由此可以将被影响的或改变的控制信号施加到至少一个末级装置上。以这种方式也能够影响至少一个多相系统的电流调节,并且能够引起关于交变磁场和交流电压的变化,该交流电压能够在转子的所述至少一个转子线圈中感应出的。
定子可以具有影响装置,或者在具有多个定子模块的定子的设计方案中,每个定子模块分别具有一个影响装置。借助于影响装置可以暂时影响一个或多个多相系统的电流调节。也可能的是,定子对于每个多相系统并且由此对于每个电流调节装置具有一个自身的影响装置。一个或多个影响装置可以分别集成到定子模块的模块控制装置中。此外,一个或多个影响装置可以由平面驱动系统的主控制装置来操控。为此,主控制装置可以将相应的控制信号或数据信号传输给一个或多个影响装置。以这种方式,可以影响至少一个多相系统的电流调节。
在平面驱动系统的运行中,多个多相系统可以同时被通电,以驱动转子。在具有多个定子模块的定子的设计方案中,多个同时通电的多相系统也可以是多个相邻的定子模块的组成部分。在对多个多相系统同时通电时,转子以及因此转子的所述至少一个转子线圈可以位于多个多相系统的影响范围内并且经受所产生的交变磁场的影响,该交变磁场通过分别由在多相系统中流动的纹波电流引起的多个交变磁场的叠加而形成。在转子线圈中感应出的交流电压可以与所产生的交变磁场有关。
关于从定子到转子的数据传输,存在影响至少一个多相系统的通电的可能性。只要影响多个多相系统的通电,那么这就可以借助于定子的一个或多个影响装置来实施。此外,多个多相系统的影响可以在时间上彼此同步地进行。
在从定子到转子的数据传输方面,定子根据另一个实施方式构造用于以调制的形式实施对定子导体的或至少一个多相系统的通电的暂时影响。在该设计方案中,在使用调制的情况下进行从定子到转子的数据传输。以这种方式可以实现安全的数据传输。所使用的调制例如可以是相位调制、振幅调制或频率调制。
在使用调制的情况下从定子到转子的这种数据传输可以借助于定子的一个或多个影响装置实现。影响装置可以由平面驱动系统的主控制装置操控,以便相应调制地影响对定子导体的通电或对至少一个多相系统的电流调节。
关于前述的设计方案,在从定子到转子的数据传输的范围内通过对定子导体的通电的暂时的或调制的影响可以实现将要发送的有效信号调制到载波信号或载波信号的载波频率上。有效信号可以包括设置用于传输的数据信号或符号。以这种方式利用有效信号调制的载波信号可以包含在转子中测量的感应电压中,从而通过评估该感应电压可以推断出有效信号。
在将数据从定子传输至转子时使用的载波频率可以小于电流调节的PWM时钟频率。PWM时钟频率可以是载波频率的多倍。载波频率可以位于kHz范围内,例如位于一位数的kHz范围内。例如1kHz至2kHz的频率范围是可能的。
为了实现从定子到转子的数据传输的高稳健性,定子还可以构造为,通过以预先给定的重复发送所涉及的符号,分别以扩大到预先给定的长度实施数据信号或符号的发送。以这种方式,通过多次相继地发送所涉及的符号来传输符号、例如比特或双比特的信息内容。虽然这种处理方式导致可传输数据率的降低,但却导致抗干扰性的提高。
关于以调制的形式实施数据传输,还可以考虑其它的设计方案。例如,可以调制到伪随机序列或者使用伪随机序列作为载波信号,或者例如也可以使用多个载波频率。
此外,关于平面驱动系统的转子,可以使用以下的设计方案。
在另一个实施方式中,如上所述,转子具有用于测量在所述至少一个转子线圈中感应出的交流电压的电压测量装置。借助于所测量的感应电压可以检测到由于对定子导体或者至少一个多相系统的通电的影响而引起的感应电压变化,并且因此可以确定由定子产生的数据信号或者符号。所述电压测量装置可以与转子的所述至少一个转子线圈连接。
在另一个实施方式中,转子具有用于评估所测量的感应的交流电压的处理装置。该处理装置可以借助于通过上述整流器提供的直流电压来供电。处理装置可以与上述电压测量装置连接。通过评估可以确定由定子产生的数据信号或符号。只要如上面所说明的在使用调制的情况下进行从定子到转子的数据传输,该处理装置就可以构造用于在使用至少一个参考信号的情况下通过相关来实施所测量的感应电压的评估。
在此,分别对于符号的长度,感应电压的电压测量值可以与所述至少一个参考信号相乘并且可以将每个乘积相加。如果如上所述以重复的形式多次相继地发送符号,则所述长度是多次发送的符号的扩展的长度。在使用调制的情况下实施从定子到转子的数据通信导致感应电压的基于评估的电压信号的除了有效信号之外的所有部分与参考信号不相关。因此,借助于相关性可以实现对干扰变量的在符号长度上可调节的抑制并且因此实现了信噪比的改善。所述至少一个参考信号可以具有与载波信号或其载波频率相调谐的频率或者与载波频率相应的频率。
关于转子的所述至少一个转子线圈,可设想不同的设计方案。例如可能的是,转子的所述至少一个转子线圈以缠绕的或环绕的金属线的形式实现。在另一个可能的设计方案中,转子具有至少一个电路板(英语:Printed Circuit Board,PCB)。所述至少一个电路板可以实施成更多层的。在此,转子的所述至少一个转子线圈可以以所述至少一个电路板的一个或者多个螺旋形的金属导体电路的形式来实现。
转子例如可以具有带有一个或者多个螺旋形导体电路的单个电路板,该导体电路可以形成一个或者多个转子线圈。此外,转子可以具有分别具有一个或多个螺旋形的导体电路的多个单独的电路板,该电路板可以分别形成一个或多个转子线圈。多个螺旋形导体电路或转子线圈可以彼此电连接或串联电连接。
转子的磁体装置的所述至少一个转子磁体可以是永磁体。
此外,转子的磁体装置可以具有多个转子磁体。这些转子磁体可以布置成,使得这些转子磁体围绕一个区域。此外,磁体装置可以具有矩形的或正方形的轮廓。
在另一个实施方式中,转子的所述至少一个转子线圈布置在由磁体装置的转子磁体包围的区域中。在该实施方式中,可以使用具有多个彼此相叠地布置的层和多个彼此相叠地布置的螺旋形导体线路的多层电路板。在该设计方案中,电路板能够相对简单地集成在转子中。在此,转子可以在其中心具有留空的空隙部,在该空隙内可以布置有电路板。例如,电路板和螺旋形导体电路的层数可以是六或八。所使用的电路板例如可以具有1mm的厚度。
在另一个实施方式中,转子具有多个转子线圈,这些转子线圈布置在转子的磁体装置下方的区域中。在该实施方式中,也可以使用具有多个层和多个彼此相叠地布置的螺旋形导体线路的多层电路板。在每个层的区域中还可以存在多个并排布置的螺旋形导体电路。电路板可以布置在转子的下侧上并且在转子的整个或基本上整个表面上延伸。在该实施例中,由于转子的飞行高度可降低电路板的厚度,因此可考虑使用相对平坦的电路板。所使用的电路板例如可以具有两个层、和例如0.3mm的厚度。
在另一个实施方式中,转子具有多个转子线圈,这些转子线圈布置在转子的横向外侧的区域中。在该实施方式中,可以使用具有多层和多个彼此相叠地布置的螺旋形导体电路的多个多层电路板。所使用的电路板例如可以具有六个或八个层,以及例如1mm的厚度。此外,电路板可以集成在转子的间隔保持件中,该间隔保持件能够存在于转子的横向外侧的区域中。
转子的上述组件中的其它组件如整流器、电压测量装置和处理装置也可以布置在转子的所述至少一个电路板上。
在另一个实施方式中,转子在横向地包围磁体装置的区域中具有转子线圈。在此,转子线圈可以以缠绕的金属线的形式实现。也可以使用环绕磁体装置的、具有螺旋形导体电路的电路板,通过该导体电路可以形成转子线圈。
在另一个实施方式中,平面驱动系统构造用于将数据从转子传输至定子。为此目的,转子构造用于使所述至少一个转子线圈暂时负载,以便由此暂时提高定子的通电的定子导体的电流消耗。
在上述实施方式中,使用负载调制的方法。转子线圈的电负载导致,从借助于定子产生的交变磁场中提取能量或者以加强的形式提取能量。由于转子线圈的负载引起的能量提取理论上提高了定子的通电的定子导体的电流消耗。通过使转子线圈暂时负载可以以相应的方式暂时提高了定子的通电的定子导体的电流消耗,并且可以基于此实现从转子到定子的信息传输。
为了使所述至少一个转子线圈暂时负载,转子可以构造用于使转子线圈短路。
在另一个实施方式中,转子构造成,为了使所述至少一个转子线圈暂时电气负载而使所述至少一个转子线圈的线圈部分短路。以这种方式能够保证在转子线圈负载期间感应电压不中断或者仅部分地中断,由此能够维持从定子到转子的感应式能量传输。
对于短路,转子根据另一个实施方式具有开关装置。该开关装置可以与所述至少一个转子线圈连接。此外,开关装置可以以晶体管的形式构造。通过对开关装置的相应操控可能引起短路并且再次取消短路,并且就此而言可以提高定子的电流消耗并且再次终止。
在另一个实施方式中,转子具有负载电阻,通过该负载电阻使所述至少一个转子线圈的线圈部分短路。该负载电阻可以与所述至少一个转子线圈连接。借助于负载电阻可以确定在使转子线圈负载时从交变磁场中的能量提取的大小。
在另一个实施方式中,用于短路的线圈部分是所述至少一个转子线圈的最下面的线圈部分。可以包括所述至少一个转子线圈的螺旋形导体电路的该线圈部分在平面驱动系统的运行中可以朝向定子。所涉及的线圈部分也可以与所述至少一个转子线圈的另一个线圈部分相比具有相对于定子的定子导体的最小间距。以这种方式能够实现在转子的用于短路的线圈部分与定子的通电的定子导体之间的高感应耦合。由此,通过短路引起的、引起定子中的电流消耗提高的效果能够是尽可能大的。
在另一个实施方式中,在用于短路的线圈部分中存在比在所述至少一个转子线圈的至少一个另外的线圈部分中更大的导体横截面。以这种方式,用于短路的线圈部分可以具有高的或者相对于另外的线圈部分更高的线圈品质。这同样有利于在用于短路的线圈部分与定子的通电的定子导体之间存在高感应耦合。
在另一个实施方式中,转子具有用于控制使所述至少一个转子线圈暂时负载的控制装置。该控制装置可以与转子的上述开关装置连接并且构造用于操控开关装置。该控制装置也可以借助于通过上述整流器提供的直流电压来供电。此外,控制装置可以是上述的并且在从定子到转子的数据传输范围内被用于评估所测量的感应电压的处理装置。
在具有多个转子线圈的转子的设计方案中,线圈部分的上述的短路可以涉及转子的仅一个转子线圈,或者也可以涉及转子的多个或者说全部的转子线圈。关于后一种变型方案,用于短路的线圈部分例如可以由多个转子线圈的相互连接的部分区段或导体电路构成。所涉及的部分区段可以彼此串联连接并且是最下面的、即在平面驱动系统的运行中转子线圈的朝向定子的部分区段。
为了将数据信号或符号从转子传输至定子,转子线圈的负载可以间歇地或脉冲式进行,以便由此在定子中提高间歇地或脉冲式出现的电流消耗。为了检测提高的电流消耗并且由此检测数据信号的发送,定子可以如以下进一步阐述地具有用于测量通电的定子导体的总电流的总电流测量装置。通过评估所测量的总电流可以推断出由转子产生的数据信号或者可以求得这些数据信号。
在另一个实施方式中,转子构造为,以调制的形式实施使至少一个转子线圈暂时负载。所使用的调制例如可以是相位调制、振幅调制或频率调制。这种在使用调制的情况下的数据传输可以借助于转子的控制装置和开关装置来实现。在此,通过使转子线圈负载可以将要发送的有效信号调制到载波信号或载波信号的载波频率上。有效信号可以包括设置用于传输的数据信号或符号。以这种方式利用有效信号调制的载波信号可以包含在定子中测量的总电流中,从而通过评估该总电流可以推断出有效信号。载波频率可以小于电流调节的PWM时钟频率。载波频率可以位于kHz范围内,例如位于一位数的kHz范围内。例如1kHz至2kHz的频率范围是可能的。此外,转子可以构造为,通过以预先给定的重复发送所涉及的符号,分别以扩大到预先给定的长度实施数据信号或符号的发送。此外,为了以调制的形式实施数据传输,可设想其它设计方案。例如,可以调制到伪随机序列或者使用伪随机序列作为载波信号,或者例如也可以使用多个载波频率。
在另一个实施方式中,定子如上所述具有总电流测量装置,用于测量通电的定子导体或多相系统的总电流。借助于所测量的总电流可以检测由于转子的所述至少一个转子线圈的负载而提高定子的电流消耗,并且因此可以确定由转子产生的数据信号。总电流测量装置可以布置在中间电路与定子的多个用于给定子导体或多相系统通电的末级装置之间并且与中间电路和末级装置连接。以这种方式,总电流测量装置能够检测所涉及的多相系统的电流消耗。在具有多个定子模块的定子的设计方案中,每个定子模块可以具有一个总电流测量装置。该总电流测量装置可以布置在各个定子模块的中间电路与末级装置之间。借助于总电流测量装置测量的总电流可以涉及与此有关的中间电路。
在另一个实施方式中,定子具有带通滤波器,用于对所测量的总电流进行滤波。带通滤波器可以与上述的总电流测量装置连接并且布置在该总电流测量装置的下游。当如上所述在使用调制的情况下进行从转子到定子的数据传输时,可以使用该设计方案。在这种情况下,带通滤波器可以具有在所使用的载波频率范围内的通带。在具有多个定子模块的定子的设计方案中,每个定子模块可以具有一个带通滤波器。该带通滤波器可以布置在各个定子模块的总电流测量装置的下游。
在另一个实施方式中,定子具有用于评估总电流的评估装置。该评估装置可以与前面描述的带通滤波器连接并且布置该带通滤波器的下游并且由此设置用于评估所测量的和所滤波的总电流。通过评估可以确定由转子产生的数据信号或符号。此外,所述评估可以包括通过评估装置产生评估信号或评估数据,所述评估信号或评估数据再现由转子传输的数据信号或符号。只要如上面所说明的在使用调制的情况下进行从转子到定子的数据传输,该评估装置可以构造用于在使用至少一个参考信号的情况下通过相关性来实施所测量的并且所滤波的总电流的评估。
平面驱动系统的主控制装置同样可以合并在评估的范围内。在这方面,由评估装置产生的评估信号和在具有多个定子模块的定子的设计方案中由相应的定子模块的一个或多个评估装置产生的评估信号可被传输给主控制装置。主控制装置可以构造用于进一步处理来自定子的评估信号,以便基于此确定由转子产生的数据信号或符号。
关于从转子到定子的数据传输,可以考虑使用参考时钟。由定子产生的交变磁场或其频率可被用作参考时钟。
在此意义上,转子根据另一个实施方式构造,在时间上与借助于定子产生的交变磁场相协调地实施使所述至少一个转子线圈暂时负载。为此目的,可以使用转子的上述的并且用于测量在转子线圈中感应出的交流电压的电压测量装置。基于所测量的交流电压可以确定交流电压的频率并且因此确定交变磁场的频率,并且能够与之相协调地实施对转子线圈的加载。
如上所述,转子可以具有用于控制使所述至少一个转子线圈暂时负载的控制装置。在此,控制装置可以与前述电压测量装置连接并且构造用于评估所测量的交流电压。借助所测量的交流电压,控制装置可以确定交流电压的频率并且因此确定交变磁场的频率。与之相协调地,控制装置可以对所述至少一个转子线圈进行加载,这可以如上面所述以调制的形式实现。
以相应的方式,定子或者定子的评估装置或者每个评估装置根据另一个实施方式构造成在时间上与借助于定子产生的交变磁场相协调地实施对总电流的评估。以这种方式,可以将在评估时使用的参考信号尽可能好地同步到载波信号上。
根据本发明的另一个方面提出一种用于运行平面驱动系统的方法。平面驱动系统可以如上所述或根据一个或多个上述实施方式来构造。该平面驱动系统具有定子和转子。该定子具有多个可通电的定子导体。该转子具有带有至少一个转子磁体的磁体装置。通过定子的定子导体的通电,在通电的定子导体与转子的磁体装置之间引起磁性的相互作用,以便驱动转子。定子导体的通电这样实施,使得借助于通电的定子导体产生交变磁场。转子具有至少一个转子线圈,在所述转子线圈中由于交变磁场感应出交流电压。此外,在该方法中实施从定子到转子的数据传输。为此目的,暂时影响定子的定子导体的通电,由此暂时引起关于交流电压的变化,该交流电压是在转子的所述至少一个转子线圈中感应出的。
借助所提出的方法能够引起从定子到转子的可靠的数据传输。数据传输通过暂时影响定子的定子导体的通电进行,由此暂时引起关于通过定子产生的交变磁场的变化,并且由此暂时引起关于交流电压的变化,该交流电压是在转子的所述至少一个转子线圈中感应出的。因此,通过对定子导体的通电的间歇的或脉冲式的影响可以将数据信号或符号从定子传输至转子。
对于该方法可以使用与上面关于平面驱动系统所阐述的相同的特征、细节和实施方式并且可以考虑相同的优点。
例如,通过影响定子导体的通电可以实现与不受影响的通电相比产生更弱或更强的交变磁场,并且因此在所述至少一个转子线圈中感应出更小或更大的交流电压。也可能的是,通过影响通电抑制或基本上抑制交变磁场的产生并且因此抑制或基本上抑制交流电压的感应。
感应电压不仅可以在数据传输的范围内使用,而且也可以用于从定子到转子的感应式能量传输。此外,在这个意义上可以进行整流并且由此将感应出的交流电压转换为直流电压。这可以借助于转子的整流器来实施。
对定子导体的通电的暂时影响可以借助于定子的至少一个影响装置来实施。所述至少一个影响装置可以由平面驱动系统的主控制装置操控。
在另一个实施方式中,定子导体的通电通过基于脉冲宽度调制的电流调节来实施。通过影响电流调节来暂时影响对定子导体的通电,这如上面所说明的那样能够借助于定子的至少一个影响装置来实施。
在上述实施方式中,待通电的定子导体可以利用借助于脉冲宽度调制有节拍的电压并且因此利用周期性的电压脉冲进行电操控。以这种方式可以在通电的定子导体中产生纹波电流并且由此产生交变磁场。如上所述,这导致在转子的所述至少一个转子线圈中感应出交流电压。
在另一个实施方式中,在该实施方式中利用基于脉冲宽度调制的电流调节可以在定子的通电的定子导体中产生纹波电流并且由此产生交变磁场,这样实施对电流调节的影响,使得在通电的定子导体中引起关于纹波电流的变化。例如可能的是,暂时抑制纹波电流,由此能够暂时抑制或者基本上抑制交变磁场的产生并且由此抑制或基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中出现感应电压。
定子的定子导体能够互连成彼此独立的可通电的多相系统。关于电流调节,可以向多相系统施加在中央彼此定心的电压脉冲。对于每个通电的多相系统,可以实施自己的电流调节。电流调节的实施可以借助于定子的组成部分如电流调节装置、与定子导体或多相系统连接的末级装置和电流测量装置来实施。
在另一个实施方式中,通过以下方式影响电流调节,抑制在电流调节时实施的对定子的定子导体或对至少一个多相系统的电压脉冲的加载。在此,可以暂时放出单个或多个电压脉冲。这种方式导致抑制在所涉及的定子导体或者多相系统中流动的纹波电流,由此能够抑制或者基本上抑制交变磁场的产生并且由此抑制或基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中交流电压的感应。
在另一个实施方式中,在该实施方式中定子的定子导体如上所述互连成可彼此独立通电的多相系统并且在电流调节时向通电的多相系统施加在中央彼此定心的电压脉冲,这样影响至少一个多相系统的电流调节,使得向多相系统加载具有一致的脉冲宽度的电压脉冲。以这种方式,同样可以引发对多相系统中流动的纹波电流的抑制,并且由此也可以抑制或者基本上抑制在转子的所述至少一个转子线圈中的感应电压的出现。
定子可以具有如上所述的多个定子模块。每个定子模块可以包括多个定子导体或多相系统、电流调节装置、末级装置和电流测量装置。此外,每个定子模块可以具有一个或多个用于影响定子导体或至少一个多相系统的通电的影响装置。
在另一个实施方式中,以调制的形式、即在使用调制的情况下实施暂时影响对定子导体或至少一个多相系统的通电。所使用的调制例如可以是相位调制、振幅调制或频率调制。
在另一个实施方式中,实施测量感应出的交流电压,以检测关于感应出的交流电压的变化。基于所测量的感应电压可以确定由于对定子导体或者至少一个多相系统的通电的影响而引起的感应电压的变化,并且因此可以推断出由定子产生的数据信号或者符号。感应出的交流电压的测量可以借助于转子的电压测量装置来实施。
在另一个实施方式中,实施对所测量的感应出的交流电压的评估。通过评估可以确定由定子产生的数据信号或符号。所述评估可以包括所测量的感应电压与至少一个参考信号的相关性。该评估可以借助于转子的处理装置来实施。
在另一个实施方式中,实施从转子到定子的数据传输。为此目的,使转子的所述至少一个转子线圈暂时负载,并且由此暂时提高定子的通电的定子导体的电流消耗。因此,通过对转子线圈的间歇的或脉冲式负载可以将数据信号或符号从转子传输至定子。
所述至少一个转子线圈的暂时负载可以通过转子线圈的短路来进行。
在另一个实施方式中,为了使所述至少一个转子线圈暂时负载,使所述至少一个转子线圈的一线圈部分短路。
该线圈部分的短路可以通过负载电阻进行。短路可以借助于转子的开关装置来实施。所述至少一个转子线圈的暂时负载可以借助于转子的控制装置来控制。为此,前述的开关装置可以由控制装置来操控。
在另一个实施方式中,以调制的形式、即在使用调制的情况下实施使所述至少一个转子线圈暂时负载。所使用的调制例如可以是相位调制、振幅调制或频率调制。
在另一个实施方式中,所述至少一个转子线圈的暂时负载在时间上与借助于定子产生的交变磁场相协调地实施。为此目的,可以测量感应出的交流电压并且确定其频率。感应电压的测量可以借助于转子的电压测量装置来实施。交流电压的频率的确定可以借助于转子的上述控制装置进行。
在另一个实施方式中,实施对通电的定子导体或定子的多相系统的总电流的测量,以便检测提高的电流消耗。基于所测量的总电流可以确定由于转子的所述至少一个转子线圈的负载而提高定子的电流消耗,并且因此可以推断出由转子产生的数据信号或符号。总电流的测量可以借助于定子的总电流测量装置来实施。
在另一个实施方式中,实施对所测量的总电流的滤波。对所测量的总电流的滤波可以借助于定子的带通滤波器来实施。
在另一个实施方式中,实施对所测量的总电流的评估。在此,能够提供评估信号或评估数据,所述评估信号或评估数据可以再现由转子传输的数据信号或符号。对总电流的评估可以在滤波之后实施。此外,对总电流的评估可以在时间上与借助于定子产生的交变磁场相协调地进行。所述评估可以包括总电流与至少一个参考信号的相关性。该评估可以借助于定子的评估装置来实施。
本发明的前述的和/或在从属权利要求中再现的有利的设计方案和改进方案可以-除了例如在明确的依赖性或不可统一的替代方案的情况下-单个地或也可以相互任意组合地应用。
附图说明
结合实施例的以下描述,本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式将变得更清楚和更易于理解,结合示意性附图更详细地阐释这些实施例。其中示出:
图1示出具有定子和转子的平面驱动系统的透视图,其中,定子具有定子模块;
图2示出具有多个并排布置的定子模块的定子的透视图;
图3示出转子的透视图,该转子具有磁体装置和被磁体装置包围的电路板;
图4示出没有转子的定子模块的透视图;
图5示出转子的磁体装置和定子模块的定子层的分解示图;
图6和图7示出定子模块的定子层的俯视图;
图8和图9示出定子模块的三相线圈系统的等效电路图;
图10示出线圈系统与末级装置的布线;
图11示出用于基于脉冲宽度调制对定子的线圈系统进行电流调节的调节回路;
图12示出在单相和三相线圈系统的脉冲宽度调制的通电情况下时间上的电压变化曲线和电流变化曲线;
图13示出具有整流器、转子线圈、开关装置、电压测量装置和控制装置的转子的示图,其中,转子线圈的一线圈部分能够短路;
图14和15示出用于使转子线圈的线圈部分短路的控制信号随时间的变化曲线;
图16示出用于基于脉冲宽度调制对定子的线圈系统进行电流调节的另一个调节回路,其中,定子附加地具有总电流测量装置、带通滤波器和评估装置;
图17示出定子模块和转子的透视图,其中,转子的电路板以转子的部分剖切的示图示出;
图18示出定子模块和转子的俯视图;
图19示出图17的转子的电路板的分解示图,该转子具有转子线圈,该转子线圈具有布置在多个层中的螺旋形的导体电路;
图20示出螺旋形的导体电路的俯视图;
图21示出导体电路的不同的导体横截面;
图22示出用于基于脉冲宽度调制对定子的线圈系统进行电流调节的另一个调节回路,其中,定子具有附加的用于影响电流调节的影响装置;
图23示出在线圈系统的脉冲宽度调制的通电情况下随时间的电压变化曲线和电流变化曲线,其中,示出通过影响装置的影响;
图24和25示出用于基于脉冲宽度调制对定子的线圈系统进行电流调节的另外的调节回路,其具有影响装置的其它设计方案;
图26示出转子的另一个设计方案的透视图,该转子具有电路板,该电路板布置在转子的下侧上;
图27示出图26的转子的电路板的分解示图,该转子具有多个转子线圈;
图28示出转子的另一个设计方案的示图,该转子在侧向外侧的区域中具有多个电路板;
图29示出转子的另一个设计方案的示图,该转子在侧向外侧的区域中具有一个转子线圈;以及
图30示出具有定子和两个转子的平面驱动系统的透视图。
具体实施方式
基于以下示意图描述了平面驱动系统和用于运行平面驱动系统的方法的实施方式。包括平面的定子和活动的转子的平面驱动系统不仅适合于从定子到转子的可靠的感应式能量传输,而且适合于在定子与转子之间的可靠的数据传输。关于在下文中描述的实施方式,应当注意,关于一个实施方式描述的方面和细节可以被应用于其它实施方式。此外,存在将多个实施方式的特征相互组合的可能性。
图1示出平面驱动系统1的一个设计方案的透视图,该平面驱动系统包括具有至少一个定子模块10的定子5和转子200。转子200在平面驱动系统1的运行中可运动地布置在定子5和定子模块10之上。定子模块10包括模块壳体18和定子单元100,该定子单元布置在模块壳体18的上侧上。定子单元100构造为平面定子并且具有平面的或者说平坦的定子面11。定子面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具有多个可被加载电驱动电流的金属定子导体125。定子导体125也能够称作为线圈导体或导体条带。
通过定子模块10的定子导体125的通电能够产生磁场,该磁场在转子200与转子200的磁体装置201相互作用的情况下驱动转子(参见图3)。在此,转子200可以悬浮地保持在定子面11之上以及附加地运动。转子200的运动不仅可以沿第一方向12而且可以沿第二方向14进行。如在图1中所示,第一和第二方向12、14彼此垂直并且分别平行于定子面11定向。通过转子200同时沿第一方向12以及沿第二方向14运动,转子200可以沿任意方向在定子面11之上运动。此外,转子200可以沿垂直于第一方向12、第二方向14和定子面11定向的第三方向15运动。以这种方式能够改变转子200与定子面11的间距,即转子200在定子面11之上提升或降低。
在模块壳体18中布置有在图1中未示出的定子模块10的其它的电气和电子组件和装置。这些组成部分主要用于产生电的驱动电流并且由此用于给定子模块10的定子导体125通电。如下面还要进一步解释的那样,通过基于脉冲宽度调制的电流调节进行通电。定子模块10的用于与转子200进行数据传输的组成部分(对这些组成部分同样在下面进一步详细阐述)也能够包含在模块壳体18中。
在图1中未示出的接头位于模块壳体18的与定子面11相对置的下侧32上,所述接头用于将定子模块10与多个连接导线16连接。连接导线16可以包括用于向定子模块10供应电能的能量供给线路、输入数据线和输出数据线。通过能量供给线路可以向定子模块10输送电能等,以用于产生驱动电流。通过输入和输出数据线可以实现将数据发送到定子模块10上和从定子模块10发送数据。以这种方式,可以实现在定子模块10和平面驱动系统1的主控制装置500(参见图11)之间的数据通信。这例如包括将控制信号或控制数据(例如额定电流值)或者还有其它数据信号从主控制装置500传输给定子模块10。
借助图1清楚的是,模块壳体18、定子单元100和定子面11在定子面11的俯视图中构造成矩形的或正方形的。定子面11由四个分别直的外边缘21限定。每两个相互对置的外边缘21平行于第一方向12定向,并且两个相互对置的另外的外边缘21平行于第二方向14定向。此外,定子模块10和模块壳体18在定子面11与相对置的下侧32之间具有四个平的侧面33,这些侧面在定子面11处与外边缘21齐平地接合。
平面驱动系统1的定子5不仅可以利用定子模块10、而且可以利用在图1中示出的定子模块10的多个结构相同的样品来实现。多个定子模块10可以这样并排地布置,使得相邻定子模块10的外边缘21和侧面33彼此贴靠。以这种方式,定子模块10的定子面11可以形成连续的工作面,转子200可以在该工作面上不中断地运动。这通过使定子模块10的定子导体125相应地通电并且由此产生驱动转子200的磁场来实现。
为了说明,图2示出具有六个并排布置的定子模块10的定子5的设计方案的透视图。定子模块10在第二方向14上相邻的并且沿第一方向12扩展的两个第一行中以及在第一方向12上相邻的并且沿第二方向14扩展的三个第二行或列中并排地布置。定子模块10的定子面11形成用于转子200的连续的且平面的工作面。转子200能够分别无缝地从定子模块10的定子面11运动到相邻的定子模块10的定子面11上或者运动经过相邻的定子模块的定子面。
除了在图2中示出的设计方案之外,对于平面驱动系统1的定子5也可以考虑具有其它布置结构和/或其它数量的并排布置的定子模块10的其它设计方案。定子模块10在第一和/或第二方向12、14上原则上可以组合为任意大小的定子5。
上述能量供应和与主控制装置500的数据通信可以在定子5的每个定子模块10中分别通过定子模块10的自身的连接导线16实现。此外,定子模块10的替代的、在这里未示出的设计方案可以具有电连接元件,借助这些电连接元件可以将电能和/或数据从定子模块10传输至相邻的定子模块10。这种连接元件例如可以布置在定子模块10的侧面33上。
图3以从下方到转子200的下侧的透视图示出平面驱动系统1的转子200的一个设计方案。在平面驱动系统1的运行中,转子200的下侧朝向定子5的该定子模块10的或多个定子模块10的定子面11布置。转子200或者说其下侧也平行于或者基本上平行于定子面11定向。转子200在下侧上具有磁体装置201。磁体装置201具有矩形的或正方形的外轮廓并且包括第一磁体单元210、第二磁体单元212、第三磁体单元213和第四磁体单元214。第一磁体单元210和第三磁体单元213分别具有在第一转子方向206上并排布置的并且沿垂直于第一转子方向206定向的第二转子方向208扩展的长形的转子磁体216。第二磁体单元212和第四磁体单元214分别具有在第二转子方向208上并排布置的并且沿第一转子方向206扩展的长形的转子磁体216。转子磁体216是永磁体。第一和第三磁体单元210、213在平面驱动系统1的运行中用于在第一转子方向206上驱动转子200。第二和第四磁体单元212、214在运行中用于在第二转子方向208上驱动转子200。
磁体装置201的磁体单元210、212、213、214和其转子磁体216布置成,使得它们包围一个区域。在由转子磁体216包围的区域中,根据在图3中示出的设计方案,转子200具有带有转子线圈240的第一电路板230。转子线圈240与定子5的定子导体125一起用于从定子5到转子200的感应式能量传输以及用于在定子5与转子200之间的数据传输。如下面还将进一步阐述的那样,在此利用了通过定子导体125的脉冲宽度调制的电操控产生纹波电流并且由此产生交变磁场,从而可以在转子线圈240中感应出交流电压。感应出的交流电压可以基本上与贯穿转子线圈240的磁通的时间变化成比例。感应出的交流电压可被考虑用于能量供应,并且为此目的借助于转子200的整流器260(参见图13)来整流。如同样在下面还要详细描述的,对于转子200也可设想具有多个转子线圈240的设计方案(参见图27)。
如在图3中所示,转子200还具有四个间隔保持件204,所述间隔保持件包围磁体装置201并且形成转子200的横向外侧。在平面驱动系统1中中使用多个结构相同的转子200时(参见图30),间隔保持件204可以负责在两个并排布置的转子200的间隔保持件204相互接触时保持转子200的磁体装置201之间的最小间距。以这种方式可以避免转子200的下侧通过在其磁体装置201之间的吸引力从平行于定子面11的位置中竖起并且所述两个转子200借助朝向彼此的下侧保持彼此磁性地附着。间隔保持件204可以包括可弹性变形材料或由这种材料构成。
图4示出没有转子200的定子模块10的透视图。在具有多个定子模块10的定子5的设计方案中,如其示例性地在图2中所示出的,全部定子模块10能够实施成结构相同的或基本上结构相同的。因此,以上以及以下描述的细节可以应用于定子5的全部定子模块10。
在图4中示出的定子模块10的设计方案的定子单元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本身分别包括分别彼此电绝缘的定子导体125的一部分。每个定子导体125完全布置在定子扇区110、112、113、114中的一个中。定子扇区110、112、113、114构造成矩形的。定子扇区110、112、113、114可以构造成方形的,使得定子扇区110、112、113、114在第一方向12上的扩展对应于定子扇区110、112、113、114在第二方向14上的扩展。定子扇区110、112、113、114分别包括定子单元100的面的四分之一,即一个象限。
在定子扇区110、112、113、114之内,定子导体125可以布置在多个叠置的定子层或定子平面中,其中,每个定子层仅包括如下定子导体125,所述定子导体或者沿第一方向12或沿第二方向14扩展。在定子导体125的取向和布置结构方面以及在定子层方面,定子扇区110、112、113、114可以相同地或基本上相同地构造。
为了进一步说明,图5示出具有四个叠置的定子层的转子200和第一定子扇区110的磁体装置201的分解示图。只要没有描述区别,第二、第三和第四定子扇区112、113、114就与第一定子扇区110相同地构造。根据在图5中所示的设计方案,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下方的另外两个定子层108。第一定子层104仅包括如下定子导体125,该定子导体沿第一方向12并排地布置并且沿第二方向14长形地扩展。第二定子层106仅包括如下定子导体125,该定子导体沿第二方向14并排地布置并且沿第一方向12长形地扩展。以相应的方式,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长形地扩展的定子导体125,并且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的第二电子层仅包括沿第一方向12长形地扩展的定子导体125。
此外,第一定子扇区110可以具有在图5中所示的定子层104、106、108下方的未示出的另外的定子层108。总体上,第一定子扇区110因此交替地包括具有仅沿第二方向14扩展的定子导体125的第一或另外的定子层104、108和具有仅沿第一方向12扩展定子导体125的第一定子扇区和第二或另外的定子层106、108。
对于定子模块10,除了借助图5所描述的设计方案之外,可以考虑具有定子层104、106、108的其它布置结构的其它未示出的设计方案,所述定子层具有沿第一方向12并且沿第二方向14长形地扩展的定子导体125。一种可能的示例是如下设计方案,其中首先如在图5中所示存在具有仅沿第二方向14扩展的定子导体125的第一定子层104并且在其下方存在具有仅沿第一方向12扩展的定子导体125的第二定子层106。不同于图5,所述另外的定子层108中的布置在第二定子层106下方的第一定子层108可以包括仅沿第一方向12扩展的定子导体125,并且所述另外的定子层108中的布置在另外的定子层108中的第一定子层下方的第二定子层可以包括仅沿第二方向14扩展的定子导体125。在其下方,可以存在具有定子导体125的与四个定子层104、106、108的之前所描述的定向相应的并且重复的定向的其它定子层108。
如在图5中所示,第一定子扇区110的定子导体125在定子层104、106、108之内分别组合成定子部段120、121。第一定子扇区110在每个定子层104、106、108中分别包括三个并排地并且彼此邻接地布置的定子部段120、121。所述定子部段120、121中的每个分别包括六个并排布置的定子导体125。第一定子扇区110在第一定子层104中包括三个第一定子部段120并且在第二定子层106中包括三个第二定子部段121。第一定子部段120分别包括六个相邻的并且沿第二方向14扩展的定子导体125。第二定子部段121分别包括六个相邻的并且沿第一方向12扩展的定子导体125。在所述另外的定子层108中,第一定子扇区110分别交替地或者以另一个顺序分别包括三个第一定子部段120或分别包括三个第二定子部段121。第一定子部段120和第二定子部段121除了定向之外具有相同的尺寸。
在平面驱动系统1的运行中,转子200可以在定子单元100上方这样定向,使得第一转子方向206沿第一方向12定向并且第二转子方向208沿第二方向14定向。这样的定向在图5中示出。在此,转子200的磁体装置201的第一和第三磁体单元210、213能够与通过第一定子部段120的定子导体125产生的磁场相互作用,以便引起转子200沿第一方向12的运动。转子200的磁体装置201的第二和第四磁体单元212、214能够与通过第二定子部段121的定子导体125产生的磁场相互作用,以便引起转子200沿第二方向14的运动。
替代地,转子200可以与在图5中示出的不同地这样定向,使得第一转子方向206沿第二方向14定向并且第二转子方向208沿第一方向12定向。在此,第一和第三磁体单元210、213可以与第二定子部段121的磁场配合作用,用于在第二方向14上驱动转子200,并且第二和第四磁体单元212、214可以与第一定子部段120的磁场配合作用,用于在第一方向12上驱动转子200。
图6示出第一定子扇区110的第一定子部段120的俯视图。第一定子扇区110的第二定子部段121的相应的俯视图在图7中示出。只要没有描述区别,第二、第三和第四定子扇区112、113、114就与第一定子扇区相同地构造。根据在图6和图7中所示的设计方案,定子部段120、121具有部段宽度127,其例如可以为40mm。相应的定子层104、106、108的各个定子部段120、121中的每个的定子导体125分别与所涉及定子层104、106、108的其余定子部段120、121的定子导体125无关地能以驱动电流通电。因此,在定子部段120、121之一中的驱动电流不必一定取决于在定子部段120、121中的另一个中的驱动电流。此外,定子部段120、121之一中的定子导体125可以被加载驱动电流,而另一个、例如相邻的定子部段120、121的定子导体125是无电流的。
各个定子部段120、121的定子导体125分别与共同的星形接点157连接成能彼此独立地通电的三相线圈系统(下面也称为三相系统150)(参见图8和图9)。在平面驱动系统1的运行中,三相系统150可被加载三相电驱动电流。在此,驱动电流的第一相位U、第二相位V和第三相位W彼此间能够分别具有120°的相位偏移。
在图6和图7中示出相位U、V、W到第一和第二定子部段120、121的定子导体125上的可能的分布。定子部段120、121分别具有用于驱动电流的第一相位U的第一去馈导体131和第一返回导体132、用于驱动电流的第二相位V的第二去馈导体141和第二返回导体142以及用于驱动电流的第三相位W的第三去馈导体146和第三返回导体147。在各个定子部段120、121能够分别彼此独立地通电之后,给各个定子部段120、121加载的驱动电流可不同。尤其是,不同的定子部段120、121可以加载的各个第一相位U可以分别是不同的。此外,不同的定子部段120、121可以加载的各个第二相位V和不同的定子部段120、121可以加载的各个第三相位W可以分别是不同的。
相位U、V和W可以分别在定子部段120、121的第一侧上馈入到去馈导体131、141、146并且在定子部段120、121的相反的第二侧上馈入到返回导体132、142、147。此外,相位U、V和W可以分别在定子部段120、121的第二侧上从去馈导体131、141、146耦合输出并且在定子部段120、121的第一侧上从返回导体132、142、147耦合输出。
在多个第一定子层104和另外的定子层108上叠置的第一定子部段120的第一去馈导体131和返回导体132可以分别串联连接。类似地,在多个第一定子层104和另外的定子层108上叠置的第一定子部段120的第二去馈导体和返回导体141、142和第三去馈导体和返回导体146、147分别串联连接。在此,相位U、V、W可以分别在第一定子层104和另外的定子层108之一上耦合输入到第一定子部段120之一的去馈导体131、141、146中,随后分别穿过在相关的第一定子部段120的第一定子层和另外的定子层104、108上的配设给所涉及的相位U、V、W的所有去馈导体和返回导体131、141、146、132、142、147并且最后在星形接点157中汇合(参见图8)。与第一定子部段120类似地,在多个第二定子层106和另外的定子层108上叠置的第二定子部段121的第一去馈导体和返回导体131、132、第二去馈导体和返回导体141、142以及第三去馈导体和返回导体146、147也可以分别串联连接并且在星形接点157中汇合(参见图9)。
图8示出第一定子扇区110的第一定子部段120的等效电路图,其可以考虑用于以上所说明的设计方案。在图8中所示的等效电路图中,第一定子部段120的所有叠置的并且串联连接的定子导体125作为唯一的导体示出。所示的第一去馈导体131包括第一定子部段120的在不同的第一定子层104和另外的定子层108中的所有叠置的并且串联连接的去馈导体131,并且所示的第一返回导体132包括第一定子部段120的在不同的第一定子层104和另外的定子层108中的所有叠置的并且串联连接的第一返回导体132。类似地,所示的第二去馈导体141、第二返回导体142、第三去馈导体146和第三返回导体147分别包括第一定子部段120的在不同的第一定子层104和另外的定子层108中叠置的并且串联连接的所有第二去馈导体141、第二返回导体142、第三去馈导体146和第三返回导体147。
如在图8中所示,各个第一定子部段120的定子导体125或者说去馈导体和返回导体131、132、141、142、146、147分别连接成三相系统150。关于第一定子部段120,它们也被称为第一三相系统151。在各个第一定子部段120的沿第一方向12定向的第一侧601上分别布置有用于馈入第一相位U的第一连接点154、用于馈入第二相位V的第二连接点155和用于馈入第三相位W的第三连接点156。第一连接点154可以与在第一定子层104或另外的定子层108之一中布置的第一去馈导体131连接。第二连接点155可以与在第一定子层104或另外的定子层108之一中布置的第二去馈导体141连接。第三连接点156可以与在第一定子层104或另外的定子层108之一中布置的第三去馈导体146连接。此外,在单个的第一定子部段120的第一侧601上分别布置有星形接点157。在星形接点157中,第一定子层104或另外的定子层108之一的第一返回导体132、第一定子层104或另外的定子层108之一的第二返回导体142和第一定子层104或另外的定子层108之一的第三返回导体147可以分别相互连接。
图9示出第一定子扇区110的第二定子部段121的等效电路图,其可以考虑用于以上所说明的设计方案。在图9中示出的等效电路图中,如在图8中所示的第一定子部段120的等效电路图中那样,第二定子部段121的所有叠置的并且串联连接的定子导体125都作为唯一的导体示出。第二定子部段121的定子导体125或者说去馈导体和返回导体131、132、141、142、146、147分别连接成三相系统150。关于第二定子部段121,它们也被称为第二三相系统152。在第二定子部段121的沿第二方向14定向的第二侧602上分别布置有用于馈入第一相位U的第一连接点154、用于馈入第二相位V的第二连接点155和用于馈入第三相位W的第三连接点156。第一连接点154可以与在第二定子层106或另外的定子层108之一中布置的第一去馈导体131连接。第二连接点155可以与在第二定子层106或另外的定子层108之一中布置的第二去馈导体141连接。第三连接点156可以与在第二定子层106或另外的定子层108之一中布置的第三去馈导体146连接。此外,在各个第二定子部段121的第二侧602上分别布置有星形接点157。在星形接点157中,第二定子层106或另外的定子层108之一的第一返回导体132、第二定子层106或另外的定子层108之一的第二返回导体142和第二定子层106或另外的定子层108之一的第三返回导体147可以分别相互连接。
借助第一定子扇区110的在图8和9中所示的设计方案清楚的是,代表第一定子部段120的第一三相系统151和第一定子扇区110的代表第二定子部段121的第二三相系统152彼此相对旋转90°地布置。第一定子扇区110包括三个第一三相系统151和三个第二三相系统152。由第一三相系统151产生的磁场可以提供转子200沿第一方向12的运动。由第二三相系统152产生的磁场可以实现转子200沿第二方向14的运动。这种设计方案以相应的方式适用于第二、第三和第四定子扇区112、113、114。
因此,图4中所示的定子模块10的定子单元100包括十二个第一三相系统151和十二个第二三相系统152,并且因此总共包括二十四个三相系统150。定子单元100能够以未示出的多层的电路板的形式实现,其中,定子层104、106、108分别布置在电路板的不同的层中。为了实现根据图8和9中所示的等效电路图的去馈导体和返回导体131、141、146、132、142、147的布线,定子单元100可以具有未示出的电连接结构,如水平连接结构和竖直连接结构。
通过对定子5的所述或至少一个定子模块10的三相系统150的合适的通电,转子200能够如上面所说明的那样被驱动。在此,三相系统150的一部分可以同时被通电。这涉及位于转子200的区域中的三相系统150。就此而言,定子5的所述或每个定子模块10可以具有未示出的位置传感器、例如霍尔传感器,借助于所述霍尔传感器可以检测到转子200的当前位置。在具有多个定子模块10的定子5的设计方案中,如其例如在图2中所示,一个或多个相邻的定子模块10的三相系统150的一部分可以以相应的方式同时被电操控,以便驱动转子200。
如上示出的,通过基于脉冲宽度调制的电流调节对定子5的所述或每个定子模块10的三相系统150通电。如在图10中借助定子模块10的单个三相系统150所示,为此目的尤其是可以使用定子模块10的配属于三相系统150的并且与三相系统连接的末级装置180。三相系统150当前包括第一线圈165、第二线圈166和第三线圈167,它们在共同的星形接点157中连接。参考在图8和图9中所示的等效电路图,第一线圈165可以包括第一去馈导体和第一返回导体131、132,第二线圈166包括第二去馈导体和第二返回导体141、142,并且第三线圈167包括第三去馈导体和第三返回导体146、147。在运行中,第一线圈165能够用于加载三相驱动电流的第一相位U,并且第二线圈166能够用于加载第二相位V,并且第三线圈167能够用于加载驱动电流的第三相位W。
根据在图10中所示的设计方案,末级装置180连接到所涉及的定子模块10的中间电路171(参见图11)的中间电路电压Ud上。在当前情况中,末级装置180包括第一开关181、第二开关182、第三开关183、第四开关184、第五开关185和第六开关186。第一和第二开关181、182与第一线圈165连接并且可以形成配属于第一线圈165的第一末级。第三和第四开关183、184与第二线圈166连接并且可以形成配属于第二线圈166的第二末级。第五和第六开关185、186与第三线圈167连接并且可以形成配属于第三线圈167的第三末级。
在图10中示出的具有开关181、182、183、184、185、186的末级装置180可以以具有三个半桥的驱动电路的形式构造。在该设计方案中,开关181、182、183、184、185、186可以以晶体管的形式实现。
在运行中,不同于图10中的示图,第一和第二开关181、182二者中的相应一个闭合,并且第一和第二开关181、182二者中的另一个分别断开。以相应的方式,第三和第四开关183、184二者中的一个以及第五和第六开关185、186二者中的一个分别断开,并且第三和第四开关183、184二者中的另一个以及第五和第六开关185、186二者中的另一个分别闭合。根据末级装置180的开关181、182、183、184、185、186的开关状态,可以在三相系统150的线圈165、166、167上施加具有在供应电压Ud或参考电位或接地电位的水平中的电压量的电压或电压脉冲。
在图10中示出,末级装置180与所属的定子模块10的模块控制装置190连接。在运行中,通过模块控制装置190可以对末级装置180或其开关181、182、183、184、185、186进行脉冲宽度调制的周期性操控。以这种方式,三相系统150的线圈165、166、167可以施加在中间电路电压Ud的水平中的脉冲宽度调制的周期性电压脉冲并且由此相应地被通电。
为了进一步说明,图11示出用于基于可在平面驱动系统1中使用的脉冲宽度调制对定子模块10的三相系统150进行电流调节的调节回路的方框电路图。在图11中所示的调节回路包括平面驱动系统1的外部主控制装置500、模块控制装置190、末级装置180、三相系统150和电流测量装置172。包括电流调节装置170的模块控制装置190能够以FPGA的形式实现。末级装置180与中间电路171连接,使得末级装置180如上借助图10所述可被供应中间电路电压。中间电路171也可以被称为直流中间回路或中间电路存储器。模块控制装置190、末级装置180、中间电路171、三相系统150和电流测量装置172是平面驱动系统1的定子5的所述或一个定子模块10的组成部分。关于在图4中所示的定子模块10,模块控制装置190、末级装置180、中间回路171和电流装置172可以集成在模块壳体18中。
电流测量装置172构造用于检测三相系统150的实际电流值,该电流测量装置可以包括模数转换器(英语Analog-to-Digital Converter,ADC)并且以合适的方式与三相系统150连接。这可以通过在预先给定的时间点进行周期性采样来实现。在电流测量时,仅三相系统150的三个线圈中的两个的电流可以被采样。因为借助在两个被采样的线圈中流动的电流可以推断出在未被采样的线圈中流动的电流。这原因在于三相系统150的线圈的星形电路。
如在图11的调节回路中所示,在平面驱动系统1的运行中借助于主控制装置500产生额定电流值300并且将其传输给电流调节装置170。此外,将由电流测量装置172通过在三相系统150上的采样所获得的实际电流值304继续传递给电流调节装置170。基于额定电流值300和实际电流值304,由电流调节装置170产生脉冲宽度调制的控制信号301,该控制信号被施加到末级装置180的末级或者开关上。基于控制信号301,可以借助于末级装置180将脉冲宽度调制的电压脉冲施加到三相系统150或其线圈上,由此相应的驱动电流可以流入到其中。
如上示出,定子5的所述或每个定子模块10包括二十四个三相系统150。就此而言,所述或每个定子模块10构造成,对于所属的三相系统150中的每个根据在图11中所示的调节回路实施自身的并且就此而言与其它三相系统150独立的电流调节。因此,所述或每个定子模块10对于每个所属的三相系统150具有电流调节装置170和末级装置180。因此,每个定子模块10存在二十四个电流调节装置170以及二十四个末级装置180,所述电流调节装置集成在相应的定子模块10的所属的模块控制装置190中。末级装置180分别从所涉及的定子模块10的中间电路171中被提供电能。
关于电流测量,同样存在为每个三相系统150设置电流测量装置172的可能性。替代地,可设想以下的设计方案,以便将硬件耗费保持得小。在此,定子5的所述或每个定子模块10具有多个电流测量装置172,这些电流测量装置分别与由三个三相系统150组成的组连接并且由此分别配属于由三个用于电流采样的三相系统150组成的组(未示出)。鉴于上述的利用二十四个相系统150的执行,所述或每个定子模块10以相应的方式具有八个电流测量装置172。如上借助图8和图9所阐述的,定子模块10的二十四个三相系统150包括十二个第一三相系统151和十二个第二三相系统152,它们能够实现转子200沿第一或第二方向12、14的运动。就此而言,所述或每个定子模块10可以构造为,电流测量装置172配设有三个第一或三个第二三相系统151、152以用于电流测量。
平面驱动系统1的在图11中所示的主控制装置500以合适的方式与定子5的定子模块10连接,并且在具有多个定子模块10的定子5的设计方案中如其例如在图2中所示与多个定子模块10连接,以便能够实现主控制装置500和一个或多个定子模块10之间的数据通信。如上所述,为此目的可以使用相应的数据线以及在多个定子模块10的情况下相互连接的定子模块10。在运行中,主控制装置500可以将额定电流值300传输给一个或多个定子模式10的一个或多个电流调节装置170,由此可以脉冲宽度调制地对所属的三相系统150通电。关于额定电流值300的产生和传输,主控制装置500可以考虑转子200的当前位置。相应的位置数据可以由一个或多个定子模块10传输给主控制装置500。如上所述,这种位置数据可以借助于所述一个或多个定子模块10的位置传感器获得。
主控制装置500还可以构造用于确定平面驱动系统1的系统时钟率,平面驱动系统1的运行随时间的过程可以根据该系统时钟率进行。在主控制装置500与定子5的一个或多个定子模块10之间的数据通信的范围内,也可以进行系统时钟率的传输。基于系统时钟率,可以预先给定电流调节的时间参数、如脉冲宽度调制的时钟频率。PWM时钟频率可以在kHz范围内,并且可以是例如64kHz。
图12示出可能的与时间t相关的电压变化曲线和电流变化曲线,如其在对线圈系统进行脉冲宽度调制的电操控的情况下可能出现的那样。图12的上面的图表为了简化地说明示出在操控未示出的具有仅一个线圈的单相线圈系统时的情况。线圈系统被加载通过PWM时钟频率预先给定的操控电压,并且因此被加载周期性的第一电压脉冲410。电压具有带有两个电压水平的几乎矩形的变化曲线。补充地示出脉冲宽度调制的周期持续时间Ts以及脉冲持续时间Ton和暂停持续时间Toff。在线圈系统被加载电压的脉冲持续时间Ton期间,分别存在第一电压脉冲410。在暂停持续时间Toff期间,没有线圈系统的电压加载。由于线圈系统的平滑作用,在线圈系统中流动的电流跟随第一电压脉冲410,使得存在三角形的第一电流变化曲线430。只要第一电压脉冲410施加在线圈系统上,就实现电流或电流值的增大,并且否则实现减小。以这种方式,具有脉冲宽度调制的时钟频率以及因此具有周期持续时间Ts的电流围绕平均值来回波动。电流的平均值取决于占空比,即脉冲持续时间Ton与周期持续时间Ts的比。因此,在线圈系统中流动的电流具有交流电分量,即所谓的纹波电流,这与出现随时间变化的磁场相关联。
图12的下面的图表示出在电操控具有三个线圈的三相线圈系统时的相应的情况。这种基于中央对齐的脉冲宽度调制(英语:Center Aliated PWM)的操控方式可以应用于平面驱动系统1的三相系统150中并且借助于上面根据图11所描述的调节回路实现。三相线圈系统被加载三个通过PWM时钟频率预先给定的操控电压,并且因此被加载三个具有不同脉冲宽度或脉冲持续时间的周期性的电压脉冲421、422、423。这些电压脉冲在下文中被称为第二、第三和第四电压脉冲421、422、423。所述三个电压具有带有两个电压水平的几乎矩形的变化曲线。第二电压脉冲421可以涉及三相驱动电流的第一相位U,第三电压脉冲422可以涉及三相驱动电流的第二相位V,并且第四电压脉冲423可以涉及三相驱动电流的第三相位W。以相应的方式,例如参考在图10中所示的三相系统150可能的是,第一线圈165被加载第二电压脉冲421,第二线圈166被加载第三电压脉冲422并且第三线圈167被加载第四电压脉冲423。
所述电操控这样进行,使得第二、第三和第四电压脉冲421、422、423分别在中央彼此定心并且因此相应的电压脉冲421、422、423的中心叠置。为了说明所述方面,在图12的下面的图表的右侧上示出具有不同脉冲高度的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423。具有不同脉冲高度的示图仅用于强调具有第二、第三和第四电压脉冲421、422、423的中央对齐的布置结构。因为在操控时将具有一致电压高度的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423施加到三相线圈系统的线圈上,如也在其余的在图12中示出的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423中说明的那样。
在图12的下面的图表中示出第二电流变化曲线431,如其在以第二、第三和第四电压脉冲421、422、423加载的三相线圈系统的三个线圈中的一个线圈中可能出现的那样。在此,例如可以涉及三相驱动电流的第一相位U,并且参考在图10中示出的三相系统150可以涉及第一线圈165。第二电流变化曲线431也由于线圈系统的平滑作用而具有三角形的构型并且以PWM时钟频率围绕平均值来回摆动。如果所有三个操控电压不是位于相同的(上或下)电压水平上,则电流值增大。而如果三个电压具有相同的电压水平,则实现电流值的减小。在此存在的纹波电流在此也导致出现交变磁场。
在三相线圈系统的两个其它线圈中,存在与第二电流变化曲线431相对应的、未示出的三角形的并且带有纹波电流的电流变化曲线。在此,当全部三个操控电压不位于相同的电压水平上时,分别进行电流值的增大,并且否则进行电流值的减小。未示出的电流变化曲线中的至少一个电流变化曲线可以具有与第二电流变化曲线431相反的外观,也就是说电流变化以相对于第二电流变化曲线431相反的符号进行。
在平面驱动系统1的三相系统150通电时,在所属的线圈中流动的驱动电流以相同的方式与纹波电流叠加。纹波电流的出现与随时间变化的磁场相关联。所述效果在平面驱动系统1中用于在转子200的所述至少一个转子线圈240中感应出交流电压并且由此尤其是将电能从定子5传输到转子200上。
在图12中示出,单相线圈系统中的第一电流变化曲线430可以与三相线圈系统中的第二电流变化曲线431一致。因此,图12的上面的图表可以用作三相线圈系统的等效示图,并且第一电流变化曲线430也可以涉及三相线圈系统的三个线圈之一。在这种方式中,第一电压脉冲410可被看作对于实际上施加在三相线圈系统上的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423的有效的并且实现电流值增大的等效脉冲。这种关系在图12中借助于在上面的和下面的图表之间的虚线来表示。
此外,在图12中示出电流测量时刻470,在该电流测量时刻能够对线圈系统进行采样以获得实际电流值。周期性采样在时间上与脉冲宽度调制的周期性通电相协调地进行,并且更确切地说这样进行,使得电流测量时刻470在中间位于互相跟随的第一电压脉冲410或者第二、第三和第四电压脉冲421、422、423之间。由此可以实现,通过采样获得的实际电流值对应于相应的电流的平均值(所谓的调节采样方法)。这种操作方式能够实现精确的电流调节。
在图12的下面的图表中,电流测量时刻470分别布置在第二、第三和第四电压脉冲421、422、423之间。在图12的上面的图表中,电流测量时刻470对应于下面的图表示出。以这种方式,电流测量时刻470不存在于全部的第一电压脉冲410之间。然而也可能的是,电流测量时刻470设置在全部的第一电压脉冲410之间并且因此每个PWM时钟周期分别实施一次测量。
在平面驱动系统1中根据在图11中所示的调节回路实施的电流调节可以这样进行,使得待通电的三相电网150根据图12以脉冲宽度调制的方式被操控并且由此通电。在此,通过相应的电流调节装置170在使用由主控制装置500预先给定的额定电流值300和由一个或多个电流测量装置172通过采样提供的实际电流值304的情况下产生脉冲宽度调制的控制信号301,其被传输给相应的末级装置180(参见图11)。以这种方式,待通电的三相系统150被加载具有预先给定的占空比和脉冲持续时间的电压脉冲,使得它们被通电。在三相系统150中流动的电流的平均值取决于由主控制装置500预先给定的额定电流值300。通过改变额定电流值300能够实现控制信号301的改变并且由此实现电压脉冲的占空比和脉冲持续时间的改变,由此也改变电流的平均值。相比于叠加的纹波电流,这种电流变化可以涉及明显更长的时间间隔。因此,电流调节也可以被称为直流电流调节。
在平面驱动系统1的运行中,多个多相系统150可以同时被通电,以驱动转子200。这可以由主控制装置500控制,其方式为主控制装置500输出用于所属的电流调节装置170的相应的电流值300(参见图11)。在具有多个定子模块10的定子5的设计方案中(参见图2),多个同时通电的三相系统150根据转子200的位置也可以是多个相邻的定子模块10的组成部分。
在对多个三相系统150同时通电时,转子200以及因此转子200的所述至少一个转子线圈240可以位于多个三相系统150的影响范围内并且经受所产生的交变磁场的影响,该交变磁场通过分别由在三相系统150中流动的纹波电流引起的多个交变磁场的叠加而形成。在此,在转子线圈240中感应出的交流电压可以取决于由多个三相系统150产生的所得到的交变磁场。
多个三相系统150的脉冲宽度调制的通电能够时间上同步地或基本上时间上同步地进行。关于后者的变型方案,可以在时间上彼此错开地并且由此以彼此错开的时间光栅对多个三相系统150通电,使得可以在施加到相应的三相系统150上的电压脉冲之间存在时间偏移(未示出)。所述时间偏移可以相对较小并且例如在一位数的微秒范围内。因此,所述情况对于在下文中描述的在定子5与转子200之间的数据传输可被忽略,因此在此不进一步对此详细说明。
平面驱动系统1可以如下地构造,使得从转子200到定子5的数据传输是可能的。就此而言,可以使用在下文中描述的设计方案。
对于从转子200到定子5的数据通信可以使用负载调制的方法。为此,转子200可以构造用于实施所述至少一个转子线圈240的暂时电气负载。转子线圈240的负载导致从通过对定子5的三相系统150脉冲宽度调制地通电而产生的交变磁场中提取能量或者以增强的形式提取能量。这导致定子5的通电的三相系统150的电流消耗的提高。通过转子线圈240的暂时或脉冲式负载,可以以相应的方式提高在定子5中暂时或脉冲式出现的电流消耗,并且可以基于此将数据信号或符号从转子200传输至定子5。通过检测提高的电流消耗,这能够如在下文中描述的那样在测量通电的三相系统150的总电流的范围内进行,并且通过实施相应的评估能够推断出由转子200产生的数据信号。
为了进一步说明,图13示出开关装置的一种可能的设计方案,如其在转子200中可以设置用于实施负载调制。转子200具有转子线圈240,在转子线圈中由于对定子5的三相系统150的脉冲宽度调制的通电和与此相关的引起交变磁场而能够感应出交流电压。转子200的其它组成部分是与转子线圈240连接的整流器260和与整流器260连接的平滑电容器266。在当前情况中,以桥式整流器的形式实现的整流器260包括第一二极管261、第二二极管262、第三二极管263和第四二极管264。借助于整流器260可以将在转子线圈240中感应出的交流电压转换成直流电压。平滑电容器266用于使由整流器260以其它脉冲形式提供的直流电压平滑。
借助于整流器260和平滑电容器266产生的平滑的直流电压可以根据在图13中所示的电路装置施加在第一端子286与第二端子287之间,它们与整流器260和平滑电容器266连接。如在图13中所示,第一端子286可以是接地端子。直流电压可被用于给至少一个另外的装置供应电能。所述另一个装置可以是转子200的组成部分和/或布置在转子200上。这例如包括转子200的在下面进一步描述的控制装置280。
根据在图13中所示的设计方案,转子200构造用于为了实施负载调制通过转子线圈240的暂时电负载使转子线圈240的一线圈部分短路。由此可以实现,在负载期间在转子线圈240中感应出的交流电压仅仅部分中断并且由此保持从定子5到转子200的感应式能量传输。
如在图13中所示,转子线圈240为此目的包括第一线圈部分248和第二线圈部分249,其中,第二线圈部分249被用于暂时电短路。此外,转子200具有与转子线圈240连接的负载电阻272以及与负载电阻272和第一端子286连接的开关装置271。开关装置271可以以晶体管的形式实现。通过闭合开关装置271,转子线圈240的第二线圈部分249可以通过负载电阻272短路。根据在图13中所示的电路布置结构,第二线圈部分249或其端部在此情况下与用作接地端子的第一端子286连接。第二线圈部分249的短路与如阻抗变化和出现涡流的效应相关联,从而如上所述可以从定子5的交变磁场中获得更强的能量,并且因此可以提高定子5的通电的三相系统150的电流消耗。通过断开开关装置271,第二线圈部分249的短路可以被再次取消,并且就此而言可以再次结束定子5中电流消耗的提高。借助于负载电阻272可以确定在使转子线圈240负载时从交变磁场中的能量提取的大小。
根据在图13中所示的电路布置结构,转子200还具有与开关装置271连接的控制装置280。控制装置280用于操控开关装置271并且因此用于控制从转子200到定子5的数据传输。如上所述,控制装置280可以经由由整流器260和平滑电容器266提供的直流电压被提供电能(未示出)。借助于控制装置280可以周期性地或脉冲形地操控开关装置271,以使转子线圈240的第二线圈部分249短路,从而由转子200产生相应的数据信号或符号并且将其传输至定子5。
如在图13中所示,转子200还具有与转子线圈240连接的电压测量装置281。借助于电压测量装置281可以测量在转子线圈240中感应出的交流电压。这可以用于基于其频率来进行确定的目的。电压测量装置281与控制装置280连接,使得交流电压的相应的测量信号可以由电压测量装置281为了评估而被传输给控制装置280。通过评估测量信号,可以通过控制装置280确定交流电压的频率,并且因此确定通过定子5产生的交变磁场的与此一致的频率,并且相应地确定电流调节的PWM时钟频率。交流电压和交变磁场的相位也可以通过控制装置280来确定。
确定交变磁场的频率以及相位可以设置用于在使用参考时钟的情况下实施从转子200到定子5的数据传输,该参考时钟在此以由定子5产生的交变磁场形式或其频率形式。以这种方式,数据传输能够以高可靠性实现。就此而言,控制装置280可以构造用于通过操控开关装置271使转子线圈240的负载在时间上与交变磁场相协调地进行。以交变磁场形式的参考时钟可以以相应的方式用于通过定子5进行的评估,如下面进一步解释的那样。
如上示出并且下面还要详细解释地,为了检测定子5的由于转子线圈240的负载而提高的电流消耗,测量通电的三相系统150的总电流。就此而言可能的是,通过转子200产生的数据信号的振幅在所测量的总电流中相对小。这例如与总电流的平均值或直流电平相比是适用的。此外,总电流可能具有干扰变量如噪声。以这种方式,借助于测量到的总电流不能可靠地判断是否存在转子线圈240的负载。由此,数据信号的评估可能受到影响。
为了在这种情况下也能够实现从转子200到定子5的可靠且安全的数据传输,可以考虑的是,为了由控制装置280通过操控开关装置271而进行的数据传输,以调制的形式实施转子线圈240的暂时负载(参见图13),即在使用载波信号或周期性载波信号的情况下实施。所使用的调制例如可以是相位调制、振幅调制或频率调制。在该设计方案中,转子线圈240的负载可以这样调制地进行,使得发送载波信号或载波频率,其利用有效信号进行调制。在此,有效信号包括设置用于传输的数据信号或符号。载波频率可以是矩形载波频率。此外,载波频率可以位于kHz范围内。例如1kHz至2kHz的频率范围是可能的。由转子200产生的并且利用有效信息或有效信号调制的载波信号可以包含在定子5中测量的总电流中。因此,通过评估总电流可以推断出有效信号。
在振幅调制的情况下,例如可以使用具有1kHz或2kHz的载波频率的载波信号。数据由此能够通过以下方式被传输,即通过转子线圈240的脉冲式负载以载波频率的时钟来发送载波信号,或者由于转子线圈240未负载而不发送载波信号。以这种方式可以传输具有比特的信息内容的符号。例如可以通过对于预先给定的持续时间的脉冲式负载来传输逻辑状态0并且可以通过对于预先给定的持续时间的非负载来传输逻辑状态1(或反之亦然)。
在频率调制方面,同样例如可以使用具有1kHz或2kHz载波频率的载波信号。为了实现数据传输,可以发送载波频率为1kHz或2kHz的载波信号,或者发送频率变化的、即更高或更低的,例如2kHz或1kHz的经调制的载波信号。转子线圈240可以与此对应地脉冲式地负载。以这种方式也可以传输具有一比特的信息内容的符号。例如可以通过对于预先给定的持续时间的具有载波频率的脉冲式负载来传输逻辑状态0并且可以通过对于预先给定的持续时间的具有改变的频率的脉冲式负载来传输逻辑状态1(或反之亦然)。此外,存在如下可能性,即为了发送经调制的载波信号而使用多个不同的频率,由此可以传输具有较大信息内容的符号。一个示例是4-FSK(英语Frequency Shift Keying),其中总共使用四个不同的频率。以这种方式可以传输具有双比特的信息内容的符号。
在也被称为相移键控(英语Phase Shift Keying,PSK)的相位调制中,可以以相应的方式例如使用具有1kHz或2kHz载波频率的载波信号。数据传输的实施可以包括通过转子线圈240与此对应地脉冲式负载而在不同的并且相互移动的相位中发送载波信号。例如两个不同的相位是可能的,从而存在2-PSK。由此可以传输具有一比特的信息内容的符号。替代地,可以设置不同数量的不同相位,由此可以传递具有较大信息内容的符号。一个示例是如在4-PSK的情况下的四个不同相位。以这种方式可以传输具有双比特的信息内容的符号。在下文中详细说明这种设计方案。
为了说明4-PSK的实施,图14示出根据时间t的示例性的第一控制信号变化曲线291,该第一控制信号变化曲线在转子200中由用于操控开关装置271的控制装置280(参见图13)输出,以便通过转子线圈的短路引起转子线圈240的脉冲式负载。第一控制信号曲线291具有带有两个水平的近似矩形的变化曲线。取决于控制信号是处于这两个水平的高水平还是低水平,开关装置271可以闭合并且因此使转子线圈240的第二线圈部分249短路,或者开关装置271可以打开并且因此第二线圈部分249不短路。在开关装置271以晶体管的形式的设计方案中,第一控制信号曲线291例如可以是施加到晶体管上的控制电压的时间变化曲线。参考第一控制信号变化曲线291,在纵坐标上示出虚拟的量值刻度。在横坐标上示出用于数据传输的载波信号的时钟周期Tc。
借助图14中所示的第一控制信号曲线291将包括四个不同符号的有效信号与双比特的信息内容一起传输,所述符号代表逻辑状态00、01、10或11。不同的符号具有关于时钟周期Tc的四个不同相位。在图14中在横坐标下方示出不同相位与逻辑状态00、01、10和11的可能的关联性。
在图14中还示出,每个时钟周期Tc的符号中的每个具有四个部分区段,其中两个部分区段被置于控制信号的高水平并且两个部分区段被置于控制信号的低水平。通过使这些部分区段“移动”,可以示出不同的符号。
此外,关于从转子200至定子5的数据传输,还可以考虑,分别以扩展到预先给定的长度的方式实施数据信号或符号的产生,其方式为以预先给定的重复多次发送所涉及的符号。例如,所述重复可以是五次。由此,通过如下方式传输符号的信息内容,即多次相继地发送所涉及的符号。虽然这种操作方式导致可传输数据率的降低,但能够实现提高数据传输的抗干扰性和稳健性。
为了说明前述的设计方案,图15示出根据时间t的示例性的第二控制信号变化曲线292,该第二控制信号变化曲线在转子200中由用于操控开关装置271的控制装置280(参见图13)输出,以用于转子线圈240的脉冲式负载。如在图15中所示,为了传输逻辑状态00,五次依次发送与此有关的符号。
对于平面驱动系统1的定子5,在从转子200到定子5的数据传输方面可以使用在下文中阐述的设计方案,以便能够可靠地检测并且评估通电的三相系统150的由于转子线圈240的负载而引起的较高的电流消耗。
图16示出用于对定子模块10的三相系统150进行电流调节的另一个调节回路的方框电路图,如其可以在平面驱动系统1中设置的那样。调节回路基于在图11中所示的调节回路并且除了主控制装置500之外包括上面阐述的组件,如模块控制装置190、电流调节装置170、末级装置180、中间回路171、三相系统150和电流测量装置172。关于这些组件的细节,参考上述关于图11的描述。
根据图16,此外使用了总电流测量装置175、带通滤波器176和评估装置177。总电流测量装置175、带通滤波器176和评估装置177是定子5的组成部分。在这种情况下存在这样的可能性,即定子5的所述或每个定子模块10分别包括总电流测量装置175、带通滤波器176和评估装置177。
如在图16中所示,总电流测量装置175位于中间电路171与末级装置180之间。在具有中间电路171和多个(即二十四个)末级装置180的定子模块10的上述设计方案方面,总电流测量装置175布置在中间电路171与所涉及的定子模块10的所有末级装置180之间并且与中间电路171和末级装置180连接。如上所述,末级装置180并且因此三相系统150由定子模块10的中间电路171供应电能。因此,借助于总电流测量装置175可以测量定子模块10的通电的三相系统150的总电流。所测量的总电流在此涉及中间电路171或通过中间电路171提供的电功率。如同样上面所描述的,可以使多个三相系统150同时通电。就此而言,总电流可以涉及多个同时通电的三相系统150的电流消耗。
此外,如在图16中所示,总电流测量装置175与布置在总电流测量装置175下游的带通滤波器176连接。借助于带通滤波器176对通过总电流装置175提供的所测量的总电流314进行滤波。如上所述,可以在使用调制的情况下借助于具有相应载波频率的载波信号通过转子200来产生数据信号。与此相协调地,带通滤波器176具有在所使用的载波频率的范围内的通带。以这种方式,可以滤除具有通带之外的频率的干扰变量。由此有利于随后评估总电流。
此外,带通滤波器176如在图16中所示出的与布置在带通滤波器176下游的评估装置177连接。可以包括模数转换器的评估装置177构造用于处理和评估所测量的和由带通滤波器176滤波的总电流。如在图16中所示,评估装置177可以是所涉及的定子模块10的模块控制装置190的组成部分。
在评估的范围内,评估信号或评估数据可以由评估装置177提供,所述评估信号或评估数据再现由转子200产生的数据信号或者符号。关于上面所描述的通过转子线圈240的脉冲式负载以便传输利用有效信号调制的载波信号来将数据从转子200传输至定子5,通过评估装置177对所测量和滤波的总电流进行评估可以包括在使用至少一个参考信号的情况下进行关联。在此,分别对于符号的长度,总电流的电流测量值可以与所述至少一个参考信号相乘并且可以将每个乘积相加。如果以重复的形式多次相继地发送符号(参见图15),则所述长度是多次发送的符号的扩展的长度。电流测量值可以在评估的范围内通过评估装置177借助于对测量的和滤波的总电流信号的采样来提供。
通过在使用调制的情况下实施数据传输,可以实现,除了有效信号本身之外,评估所基于的总电流信号的所有分量与参考信号不相关。因此,借助于相关性可以实现对干扰变量的在符号长度上可调节的抑制并且因此实现了信噪比的改善。所述至少一个参考信号可以是周期性信号。所述参考信号也可以具有与载波信号的载波频率相协调的频率或者与载波频率相应的频率。
在此,可以将通过定子5产生的交变磁场的上述应用用作参考时钟。通过评估装置177进行的对所测量和滤波的总电流的评估可以为此目的在时间上与定子5的交变磁场相协调地并且由此在时间上与定子5的三相系统150的脉冲宽度调制的相协调地进行。以这种方式,参考信号可以尽可能好地基于载波信号进行同步。
平面驱动系统1的主控制装置500(参见图16)同样可以部分地包括在评估中。为此目的,平面驱动系统1可以如下地构造,使得主控制装置500传输由评估装置177产生的评估信号,并且在具有多个定子模块10的定子5的设计方案中传输由相应的定子模块5的一个或多个评估装置产生的评估信号(未示出)。基于此,可以借助于主控制装置500进一步处理来自定子5的评估信号,以便确定由转子200产生的数据信号或符号。
如上面借助图3阐述的,转子200可以具有包括转子线圈240的第一电路板230,该第一电路板布置在由转子200的磁体装置201的转子磁体216包围的区域中。以这种方式,第一电路板230和转子线圈240可以相对简单地集成在转子200中。为了进一步说明该设计方案,图17示出定子5的定子模块10和转子200的透视图,其中,以部分剖切的视图示出转子200。借助于该示图,清楚地示出转子200的第一电路板230的可能的大小和位置。第一电路板230在此具有矩形的或正方形的轮廓。同样为了说明,图18示出定子模块10和转子200的俯视图,其中,由转子200示出磁体装置201、第一电路板230和转子线圈240的轮廓。转子200的根据图13阐述的另外的组件,如整流器260、平滑电容器266、负载电阻272、开关装置271、控制装置280和电压测量装置281相应地为第一电路板230的组成部分和/或布置在第一电路板230上。
图3、图17和图18中所示的第一电路板230可以具有例如1mm的厚度。此外,第一电路板230可以实施成多层的并且具有多个彼此相叠地布置的并且相互电连接的螺旋形的金属导体电路。转子线圈240可以由相互连接的螺旋形导体电路构成。通过这种设计方案能够实现从定子5到转子200上的有效的感应式能量传输。
为了示例性地说明该设计方案,图19示出第一电路板230的组成部分的分解示图。第一电路板230包括多个在第一电路板230的不同层中布置的螺旋形的第一导体电路241和在最下面的层中布置的螺旋形的第二导体电路242。第一导体电路241和第二导体电路242可以通过第一电路板230的竖直电连接结构(未示出)电串联连接。参照借助图13阐述的具有第一线圈部分248和第二线圈部分249的转子线圈240的设计方案,设置用于短路的第二线圈部分249可以由第二导体电路242构成,并且第一线圈部分248可以由第一导体电路241构成。
在平面驱动系统1的运行中,最下面的螺旋形第二导体电路242可以朝向定子5,并且相比于螺旋形的第一导体电路241可以具有到定子5及其三相系统150的最小距离。以这种方式,在转子线圈240的用于短路的第二导体电路242与定子5的通电的三相系统150之间能够存在高的感应耦合。因此,利用第二导体电路242的短路所获得的、来自定子5的交变磁场的能量提取以及由此定子5的通电的三相系统150的电流提取的提高可以是尽可能大的。这有利于在定子5中实施的总电流的评估。
图20示出转子线圈240的螺旋形的第一导体电路241的俯视图,如其可以在第一电路板230中设置的那样。第一导体电路241具有基本上矩形或正方形的外部轮廓并且包围基本上矩形的或正方形的内部区域。第一导体电路241也具有相对高的匝数。在图20中还示出第一导体电路241的涉及外部轮廓的外部宽度251和涉及内部轮廓的内部宽度252。在此,外部宽度251可以是例如0.85L并且内部宽度252可以是例如0.4L。变量L可以是三相系统150或定子部段120、121的宽度并且可以对应于图6和图7中所示的部段宽度127。在图20中所示的结构可以适用于第一电路板230的所有螺旋形的第一导体电路241。这也可以适用于用于短路的螺旋形的第二导体电路242,该第二导体电路可以根据第一导体电路241构造。
替代地,可以考虑这样构造转子线圈240,即在设置用于短路的第二线圈部分249中或在螺旋形的第二导体电路242中存在比在第一线圈部分248或螺旋形的第一导体电路241中更大的导体横截面。为了说明,图21示例性地示出可能的导体横截面,如其可以设置用于转子线圈240的第一导体电路241和第二导体电路242那样。在图21中以横截面示出的第一和第二导体电路241、242具有相同的厚度,然而具有不同的宽度。第一导体电路241的第一导体电路宽度254小于第二导体电路242的第二导体电路宽度255。例如,第二导体电路宽度255可以是第一导体电路宽度254的两倍。由于第二导体电路宽度254较大,用于短接的第二导体电路242可以具有相对于第一导体电路241更高的线圈品质。以这种方式,在转子线圈240的用于短路的第二导体电路242与定子5的通电的三相系统150之间也可以存在高的感应耦合。由更大的第二导体电路宽度254决定地,第二导体电路242可以具有比第一导体电路241更小的匝数。
平面驱动系统1不仅可以构造用于实现从转子200到定子5的数据传输,而且可以构造用于实现从定子5到转子200的数据传输。就此而言,可以使用在下文中描述的设计方案。
从定子5到转子200的数据通信可以基于对定子5的至少一个通电的三相系统150的通电的暂时影响。由此可以实现关于通过定子5产生的交变磁场并且由此实现关于在转子200的转子线圈240中感应出的交流电压的变化。通过对通电的暂时的或者脉冲式影响,能够以相应的方式引起在转子200的转子线圈240中的感应电压的暂时或者脉冲式出现的变化,并且能够在此基础上将有效信号或者符号从定子5传输至转子200。通过测量感应电压,这如上面所说明的借助于转子200的电压测量装置281能够实现(参见图13)并且通过实施相应的评估,可以推断出由定子5产生的数据信号。
为了进一步说明,图22示出用于对定子模块10的三相系统150进行电流调节的另一个调节回路的方框电路图,如其在平面驱动系统1中可以设置用于从定子5至转子200的数据传输。调节回路基于在图11中所示的调节回路并且除了主控制装置500之外包括上面阐述的组件,如模块控制装置190、电流调节装置170、末级装置180、中间回路171、三相系统150和电流测量装置172。出于清楚的原因,在图22中省略了借助图16的调节回路所阐述的其它组件,如总电流测量装置175、带通滤波器176和评估装置177,它们在从转子200到定子5的数据传输的范围内使用并且它们可以以相应的方式存在于图22的调节回路中。关于已经阐述的组件的细节,参考上面对图11和图16的描述。
根据图22,此外使用第一影响装置191,该第一影响装置如在图22中示出的那样可以是模块控制装置190的组成部分。第一影响装置191用于暂时影响三相系统150的电流调节。第一影响装置191可以由平面驱动系统1的主控制装置500来操控并且由此被激活并且投入运行。如果第一影响装置191未被激活,则在三相系统150中以上面描述的方式进行电流调节,如其借助图11所阐述的那样。
与此相对地,在第一影响装置191的用于数据传输的运行中,暂时影响三相系统150的电流调节,确切地说使得暂时抑制三相系统150中纹波电流的出现。以这种方式能够实现暂时抑制或者基本上抑制与纹波电流关联地产生交变磁场并且因此抑制或者基本上抑制在转子200的转子线圈240中感应出交流电压。因此,由于所述影响而在转子线圈240中不产生感应电压或仅产生小的或者说可忽略的小的感应电压。
根据在图22中所示的设计方案,第一影响装置191包括数据控制装置192和中断装置193。借助于中断装置193暂时中断由用于末级装置180的电流调节装置170输出的控制信号301的传输,从而控制信号301不再被施加到末级装置180上。这用于如下目的,即引起末级装置180的以及因此三相系统150的受影响的运行方式,在其中如上所述暂时不发生三相系统150中的纹波电流的出现。为此,如在图22中所示,改变的控制信号302可以由中断装置193产生并且施加到末级装置180上。
借助于中断装置193实现的由电流调节装置170产生的控制信号301的中断和改变的控制信号302的输出通过第一影响装置191的数据控制装置192来控制,该数据控制装置为此目的操控中断装置193并且将相应的控制信号施加到中断装置193上。所述过程由平面驱动系统1的主控制装置500启动,该主控制装置向数据控制装置192传输涉及从定子5到转子200的数据传输的数据信号321。基于数据信号321,数据控制装置192相应地操控中断装置193,以便由此暂时引起抑制三相系统150中的纹波电流。换句话说,由主控制装置500输出的数据信号321借助于数据控制装置192被转换成用于操控中断装置193的控制信号。
以这种方式借助于第一影响装置191引起的纹波电流的暂时抑制可以分别对于一个或多个PWM周期持续时间进行。以这种方式可以避免将电流分量或直流电流分量加到在三相系统150中已调节的电流上并且避免与之相关的对电流调节的干扰。
可以以不同的方式借助于第一影响装置191引起暂时抑制三相系统150中的纹波电流。一种可能的变型方案在于,抑制以电压脉冲加载三相系统150,从而实现电压脉冲的关断或排出。替代地存在如下可能性,即在给三相系统150加载中央对齐的电压脉冲时将具有一致的脉冲宽度的电压脉冲施加到三相系统150上。
为了进一步说明对电流调节的暂时影响,图23示出与时间t相关的可能的电压和电流变化曲线,如其在脉冲宽度调制的电操控线圈系统以及包括借助于第一影响装置191可实现的影响中可能出现的那样。图23的上面的图表与图12对应地、为了简化示图示出在利用仅一个线圈来操控单相线圈系统时的情况。图23的上面的图表在此也可以用作三相线圈系统的等效示图。图23的中间和下面的图表涉及对具有三个线圈的三相线圈系统的操控,如其可以在平面驱动系统1的三相系统150中使用的那样。如上面借助图12所阐述的,在此所述操控基于中央对齐的脉冲宽度调制。
根据图23的上面的图表,线圈系统被加载第一电压脉冲410并且此外影响对线圈系统的电操控,使得存在第三电流变化曲线435。在第一电压脉冲410的区域中,电流跟随第一电压脉冲410,从而第三电流变化曲线435在该区域中具有三角形的外观,如上面根据图12参照第一电流变化曲线430阐述的那样。根据图23所示的示例,对线圈系统的操控的影响在两个PWM时钟周期上延伸,即在当前情况中从时刻2*Ts直至时刻4*Ts,由此可以输出两个第一电压脉冲410。所述过程也可被称为第一电压脉冲410的消隐。所述影响的结果是在受影响的时间间隔中不存在纹波电流。由于线圈系统的惯性,在受影响的时间间隔中,电流随着电流值的减小而继续存在,如借助第三电流变化曲线435所示的那样。
图23的中间的图表示出在对三相线圈系统进行操控和影响时的相应情况。线圈系统被加载具有不同脉冲宽度的中央对齐的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423。此外,对线圈系统的电操控受到影响,从而存在第四电流变化曲线436。第四电流变化曲线436涉及三相线圈系统的三个线圈之一。在第二至第四电压脉冲421、422、423的区域中,也就是说在所属的三个操控电压不位于相同的(下或上)电压水平上的地方,存在电流值的增大并且电流跟随操控电压,使得第四电流变化曲线436在该区域中具有三角形的外观,如上面借助图12参照第二电流变化曲线431所阐述的那样。
在图23的中间的图表中与图23的上面的图表对应地实施操控和其影响,从而在三相线圈系统中的第四电流变化曲线436与在单相线圈系统中的第三电流变化曲线435一致。在此通过消隐的影响这样进行,使得在受影响的时间间隔中第二、第三和第四电压脉冲421、422、423被省略。这导致在受影响的时间间隔内不会出现电流值的增大并且因此不会出现纹波电流。由于线圈系统的惯性,在受影响的时间间隔中,电流随着电流值的减小而继续存在,如在第四电流变化曲线436中所示的那样。在三相线圈系统的所述两个另外的线圈中,存在与第四电流变化曲线436对应的未示出的电流变化曲线。在此,当全部三个操控电压不位于相同的电压水平上时,分别进行电流值的增大,并且否则进行电流值的减小。
如上面借助图22所阐述的,为了影响用于暂时抑制三相系统150中的纹波电流的电流调节,可以借助于中断装置193将改变的控制信号302施加到所属的末级装置180上。在此,可以如下进行对应于图23的中间图表的用于消隐第二至第四电压脉冲421、422、423的电流调节的影响。关于在图10中所示的末级装置180,通过变化的控制信号302例如可以实现对第一至第六开关181、182、183、184、185、186的暂时操控,使得第二开关182、第四开关184和第六开关186闭合并且第一开关181、第三开关183和第五开关185断开。替代地,可以借助于改变的控制信号302暂时引起如下运行方式,在其中第一开关181、第三开关183和第五开关185闭合并且第二开关182、第四开关184和第六开关186断开。通过这样的操控可以分别实现第二至第四电压脉冲421、422、423的消隐。
电压脉冲的消隐提供了减小或抑制定子5与转子200之间的寄生电容耦合的可能性。这有利于在转子200中在从定子5到转子200的数据传输的范围内实施的对在转子线圈240中感应出的交流电压的测量。
图23的下面的图表示出上面提到的替代的操作方式,代替电压脉冲的消隐产生具有一致的脉冲宽度的电压脉冲。以这种方式也可以在所涉及的三相线圈系统中引起受影响的第四电流变化曲线436。在此,这样进行对电流调节的影响,使得在受影响的时间间隔中将具有一致的脉冲宽度的第二、第三和第四电压脉冲421、422、423施加到线圈系统上。以这种方式,所属的三个操控电压处于相同的上电压水平上,这导致未出现电流值的增大并且因此导致未出现纹波电流。在受影响的时间间隔中,在此由于线圈系统的惯性,还存在电流值减小的电流。在三相线圈系统的所述两个另外的线圈中,存在与第四电流变化曲线436对应的未示出的电流变化曲线。
同样可以借助于改变的控制信号302实现对应于图23的下面的图表的电流调节的影响,所述控制信号可以由中断装置193产生并且施加到相应的末级装置180或其开关181、182、183、184、185、186上(参见图10和22)。
如上所阐述的,在图22中所示的第一影响装置191可以在从定子5到转子200的数据传输的范围内借助于平面驱动系统1的主控制装置500来激活或操控。基于此,第一影响装置191可以暂时或对于定义的时间间隔影响在图22中所示的三相系统150的电流调节。由此也可以暂时(基本上)抑制三相系统150中的纹波电流,由此抑制由纹波电流引起的交变磁场的产生并且以这种方式抑制在转子200的转子线圈240中感应出交流电压。
参考在图22中所示的调节回路存在如下可能性,即定子5的所述或每个定子模块10具有单个的第一影响装置191。在此,定子模块10的第一影响装置191可以构造用于并且以上述方式用于暂时中断由所属的定子模块10的至少一个电流调节装置170产生的控制信号301并且暂时引起至少一个末级装置180的受影响的运行方式并且因此引起抑制定子模块10的至少一个三相系统150中的纹波电流。也可能的是,定子5对于每个三相系统150并且因此对于每个电流调节装置170和每个末级装置180具有自身的第一影响装置191。在该设计方案中,所述或每个定子模块10具有二十四个第一影响装置191,借助于所述第一影响装置能够影响相应一个三相系统150的电流调节。定子模块10的一个第一影响装置191或多个第一影响装置191可以如在图22中所示集成在所属的模块控制装置190中。
如上所述,定子5的多个三相系统150可以同时通电,这些三相系统必要时也可以是多个相邻的定子模块10的组成部分。在这方面存在如下可能性,即,为了从定子5向转子200传输数据,借助于一个或多个第一影响装置191暂时影响一个亦或多个或所有通电的三相系统150的电流调节。这可以通过主控制装置500发起和控制,其方式为主控制装置将用于激活和操控的相应的数据信号321传输给一个或多个第一影响装置191。在影响多个通电的三相系统150的电流调节的情况下,该影响可以在时间上彼此同步地进行。在一个或多个第一影响装置191运行中,可以暂时抑制一个或多个三相系统150中的纹波电流。以相应的方式能够实现暂时(基本上)抑制与纹波电流关联地产生交变磁场并且因此抑制在转子200的转子线圈240中感应出交流电压。基于此,能够将相应的数据信号从定子5传输至转子200。
关于平面驱动系统1的转子200,在从定子5到转子200的数据传输的范围内进行在转子线圈240中感应出的交流电压的测量,以便基于此检测对定子5的至少一个三相系统150的电流调节的暂时影响。此外,进行相应的评估,以便确定数据信号或符号,所述数据信号或符号可以由定子5通过暂时或脉冲式实施的影响产生。通过影响电流调节,可以引起关于在转子线圈240中感应出的交流电压的变化。如上所述,在此可以实现抑制电压感应并且在转子线圈240中不感应出交流电压。也可能的是,由于所述影响而基本上抑制电压感应,由此在转子线圈240中仅感应出相对较小或极小的交流电压。
为了电压测量和评估,可以使用转子200的如上面借助图13所阐述的组件,即与转子线圈240连接的电压测量装置281和控制装置280。在此,电压测量装置281用于测量在转子线圈240中感应出的交流电压。电压测量装置281与控制装置280连接,使得交流电压的相应的测量信号可以由电压测量装置281传输给控制装置280以进行处理和评估。通过评估测量信号,控制装置280可以检测通过对定子5的至少一个三相系统150的通电的暂时影响引起的、在感应电压方面的变化并且基于此确定由定子5产生的数据信号或符号。
如上所阐述的,所述变化可以是暂时抑制或基本上抑制交流电压的感应。转子200的用于评估的控制装置280可以具有模数转换器和阈值决策器,由此可以识别出感应电压的变化或者抑制并且因此可以识别出在定子5中为了产生发送脉冲而进行的对通电的影响。
关于从定子5到转子200的数据传输,相比于借助于负载调制实施的从转子200到定子5的数据传输,能够产生更强的或者说强得多的发送信号。因此在所述传输方向上的数据传输可以在没有如上所述地将有效信号调制到载波信号上的情况下进行。
从定子5到转子200的数据传输同样也可以在使用调制的情况下进行,其方式为前面所阐述的对至少一个三相系统150的电流调节的暂时影响借助于至少一个第一影响装置191以调制的形式来实施。由此可以有利于数据传输的安全性。为此目的,至少一个第一影响装置191可以由平面驱动系统的主控制装置500来操控,以便以调制形式对至少一个三相系统150的通电进行影响。以上关于在使用调制的情况下实施从转子200到定子5的数据传输所阐述的方面和细节也能够在此以相应的方式使用。
例如,所使用的调制可以是相位调制、振幅调制或频率调制。对通电的影响可以这样调制地进行,使得发送载波信号或载波频率,其利用有效信号进行调制。在此,有效信号包括设置用于传输的数据信号或符号。载波频率可以在kHz范围内。例如1kHz至2kHz的频率范围是可能的。由定子5产生的并且利用有效信息或有效信号调制的载波信号可以包含在转子200中所测量的交流电压中。因此,通过评估所测量的交流电压可以推断出有效信号。
在振幅调制的情况下,例如可以使用具有1kHz或2kHz的载波频率的载波信号。为了数据传输,可以通过脉冲式影响至少一个三相系统150的电流调节来进行载波信号的发送,或者可以通过不进行影响来不发送载波信号。在此,可以通过对于预先给定的持续时间的脉冲式影响来传输逻辑状态0并且可以通过对于预先给定的持续时间的非影响来传输逻辑状态1(或反之亦然)。
在频率调制的情况下,同样例如可以使用具有1kHz或2kHz载波频率的载波信号。为了实现数据传输,可以发送载波频率为1kHz或2kHz的载波信号,或者发送频率变化的、即更高或更低的,例如2kHz或1kHz的经调制的载波信号。为此目的,至少一个三相系统150的通电可以与此对应地受到脉冲式影响。例如可以通过对于预先给定的持续时间的具有载波频率的脉冲式影响来传输逻辑状态0并且可以通过对于预先给定的持续时间的具有改变的频率的脉冲式影响来传输逻辑状态1(或反之亦然)。也可以使用更大数量的不同频率并且以这种方式例如使用4-FSK。
在相位调制方面,以相应的方式例如可以使用具有1kHz或2kHz载波频率的载波信号。数据传输的实施可以包括在不同的相位中发送载波信号,其方式为至少一个三相系统150的通电与此对应地受到脉冲式影响。例如,两个不同的相位是可能的,从而存在2-PSK,或者不同数量的不同相位例如四个不同相位也是可能的,从而使用4-PSK。
为了提高抗干扰性,也可以在从定子5至转子200的数据传输方面考虑,数据信号或符号的产生分别扩展到预先给定的长度,其方式是所涉及的符号多次以预先给定的重复发送。以这种方式,符号的信息内容通过如下方式被传输,即多次相继地发送所涉及的符号。
在使用调制的情况下将数据从定子5传输至转子200除了模数转换之外还与在通过转子200的控制装置280进行评估的范围内(参见图13)的更复杂的信号处理相关联。在此,评估可以包括在使用至少一个参考信号的情况下实施关联。在此,分别对于符号的长度,感应电压的经采样的测量值可以与所述至少一个参考信号相乘并且可以将乘积相加。所述至少一个参考信号可以是周期性信号。
下文中详细讨论其它可能的或替代的设计方案,该设计方案可以考虑关于平面驱动系统1及其组成部分。关于已经描述的可以在所述设计方案中类似地使用的方面和细节参照上面的描述。
关于定子5例如可以规定,利用影响装置的一个替代的设计方案来实施对至少一个三相系统150的通电的暂时影响。为了进一步说明,图24示出用于对定子模块10的三相系统150进行电流调节的调节回路的相对于图22变换的设计方案,如其在平面驱动系统1中可以设置用于从定子5至转子200的数据传输。所述调节回路同样基于在图11中所示的调节回路。
根据图24使用第二影响装置195,该第二影响装置可以集成在模块控制装置190中并且用于暂时影响或改变在电流调节中使用的额定电流值300。在第二影响装置195的运行中,如在图24中所示,可以由第二影响装置195产生影响信号307,该影响信号添加由主控制装置500输出的额定电流值300。将影响信号307加到额定电流值300上导致受影响的或改变的额定电流值330被传输给电流调节装置170。也可能的是,第二影响装置195本身产生改变的额定电流值330并且传输给电流调节装置170(未示出)。这分别导致变化的控制信号303由电流调节装置170产生并且施加到末级装置180上,由此导致对三相系统150的电流调节的暂时影响并且由此导致感应电压的在转子200中能确定的变化。第二影响装置195也由主控制装置500操控,该主控制装置可以将与此对应的数据信号321传输给第二影响装置195。
图25示出用于对定子模块10的三相系统150进行电流调节的调节回路的相对于图22变换的设计方案,如其在平面驱动系统1中可以用于从定子5至转子200的数据传输。所述调节回路同样基于在图11中所示的调节回路。
根据图25使用第三影响装置196,该第三影响装置可以集成在模块控制装置190中并且设置用于直接暂时影响电流调节装置170。在第三影响装置196的运行中,第三影响装置196产生影响信号307并且将其传输给电流调节装置170。这导致电流调节装置303产生变化的控制信号170并且将其施加到末级装置180上,由此导致对三相系统150的电流调节的暂时影响并且由此导致感应电压的在转子200中能确定的变化。第三影响装置196也由主控制装置500操控,该主控制装置可以将与此对应的数据信号321传输给第三影响装置196。
借助于第二或第三影响装置195、196实施的对通电的影响例如可以导致基于改变的控制信号303在三相发送系统150中引起增大或减小的纹波电流,该纹波电流具有相对于未受影响的状态增大的或减小的摆幅。以相应的方式,由此能够通过定子5产生更弱的或更强的交变磁场并且由此能够在转子200的转子线圈240中感应出更小或更大的交流电压。这同样能够在上面所描述的并且在转子200中执行的电压测量和评估的范围内检测。
根据对第一影响装置191的上述说明可能的是,定子5的所述或每个定子模块10具有一个单独的第二或第三影响装置195,196,借助于它们可以影响一个或多个电流调节装置170和末级装置180的运行方式并且由此可以暂时影响一个或多个三相系统150的通电。也可能的是,定子5对于每个三相系统150具有一个自身的第二或第三影响装置195、196。借助于一个或多个第二或第三影响装置195、196可以暂时影响对一个或多个通电的三相系统150的通电并且由此影响在转子200的转子线圈240中的交流电压的感应。这可以由主控制装置500发起和控制。此外,还可以借助于一个或多个第二或第三影响装置195、196以调制的形式、即在使用调制例如相位调制、振幅调制或频率调制的情况下实施对一个或多个三相系统150的通电的暂时影响。
关于转子200,同样可以考虑变换的设计方案。图26以从下方看的透视图示出转子200的另一个可能的设计方案。在此,转子200具有在下侧布置的并且位于在图26中未示出的磁体装置201下方的第二电路板231,该第二电路板具有多个或者说四个转子线圈240。第二电路板231基本上在转子200的整个表面上延伸。以这种方式能够提供相对大的线圈面积,这有利于从定子5到转子200的有效的能量传输。第二电路板231同样可以构造成多层的。
在图26中所示的设计方案中,转子200的飞行高度可以以第二电路板231的厚度减小。因此,可以考虑第二电路板231实际上具有比图3、图17和图18中所示的第一电路板230更小的厚度和更少数量的层。例如,第二电路板231的设计方案可以具有0.3mm的厚度并且如在图27中以分解示图示出的具有两个层。
根据在图27中所示的设计方案,第二电路板231在上面的层中具有四个并排布置的螺旋形的金属的第三导体电路245并且在下面的层中具有四个并排布置的螺旋形的金属的第四导体电路246。由可以通过第二电路板231的竖直连接结构电连接的第三和第四导体电路246构成的彼此相叠地布置的对可以分别构成四个转子线圈240中的一个。此外,转子线圈240可以相互电连接。
关于在图26和27中所示的转子200的设计方案,能够以相应的方式使用在图13中所示的电路布置结构。在此,在图13中所示的转子线圈240能够用作在图27中所示的第二电路板231的转子线圈240的等效电路图并且包括第二电路板231的全部电连接的转子线圈240。此外,在负载调制的范围内用于短路的第二线圈部分249可以由全部第四导体电路246构成,并且第一线圈部分248可以由第二电路板231的全部第三导体电路245构成。在平面驱动系统1的工作中,第四导体线路246可以朝向定子5,并且相比于第三导体线路245具有到定子5和其三相系统150的最小距离。类似于在图21中所示的设计方案,第四导体电路246可以具有比第三导体电路245更大的导线横截面。
图28示出转子200的另一个可能的设计方案。在此,转子200具有多个或四个第三电路板232,该第三电路板布置在转子200的横向外侧的区域中。第三电路板232可以是多层的电路板并且具有例如1mm的厚度。每个第三电路板232可以具有多个叠置的螺旋形的导电电路,这些导电电路可以一起形成转子线圈240。以这种方式,转子200能够对于每第三电路板232具有一个转子线圈240并且因此总共具有四个转子线圈240(未示出)。转子线圈240可以电连接。层的数量可以例如对应于图19中所示的第一电路板230。第三电路板232可以集成到转子200的间隔保持件204中,该间隔保持件可以存在于转子200的横向外侧的区域中。
关于在图28中所示的转子200的设计方案,可以以相应的方式使用在图13中所示的电路布置结构。在此,在图13中所示的转子线圈240也能够用作第三电路板232的转子线圈240的等效电路图并且包括第三电路板232的全部转子线圈240。在负载调制的范围内用于短路的第二线圈部分249可以由第三电路板232的最下方的导体电路构成。
用于转子200的另一个未示出的设计方案例如是在图28中所示的结构形式的如下的变型,即转子200替代四个第三电路板232仅具有两个第三电路板232,所述两个第三电路板布置在转子200的横向外侧的区域中或集成在转子200的间隔保持件204中。在此,所述两个第三电路板232能够在不同的横向方向上延伸。参照图28,例如可以仅设置在图28的示图中的左上方布置的两个电路板232。
此外,在平面驱动系统1的定子5与转子200之间的能量传输和数据传输方面,可以使用以下方面和设计方案。
例如可能的是,在数据通信的范围内依次实施从定子5至转子200(或相反地从转子200至定子5)的数据传输并且接下来在与此相反的传输方向上实施从转子200至定子5(或相反地从定子5至转子200)的数据传输。
在此方面,例如可以通过定子5(或主控制装置500)选择或确定具有尽可能小的干扰的预先给定的频率范围并且将其通信至转子200。基于此,能够通过发送预先给定的频率范围来进行接着的从转子200到定子5的数据传输。这可以以调制的形式在使用具有在预先给定的频率范围内的载波频率的载波信号的情况下实施转子线圈240的负载。由此可以在事先未知的环境条件下实现尽可能大的信噪比。
图29示出另一个可能的设计方案,该设计方案可以考虑用于平面驱动系统1的转子200。在图29中所示的转子200具有转子线圈240,该转子线圈如前面所描述的一样可以用于感应式能量传输并且用于在定子5与转子200之间的数据传输。转子线圈240布置在转子200的横向地包围由四个磁体单元210、212、213、214组成的磁体装置201的区域或者说结构空间中。位于转子200的横向外侧的区域中的转子线圈240例如可以集成在转子200的间隔保持件中。转子线圈240也可以以多次缠绕的金属线的形式实现(未示出)。
如在图29中所示,转子200还可以在合适的位置上具有第四电路板233。在第四电路板233上可以布置转子200的借助图13阐述的并且与转子线圈240连接的组件,如整流器260、开关装置271、控制装置280和电压测量装置281。此外,在图13中所示的第一和第二线圈部分248、249可以由以缠绕的金属线的形式实现的转子线圈240的不同的匝圈(未示出)构成。
关于借助图29阐述的结构形式,转子200还可以这样构造,使得第四电路板233具有环绕磁体装置201的形状(未示出)。第四电路板233可以在这种设计方案中实施成多层的。此外,转子线圈240可以由第四电路板233的叠置的螺旋形导体电路构成,并且在图13中所示的第一和第二线圈部分248、249可以由电路板233的不同导体电路构成。
与图29不同,转子200的磁体装置201还可以这样构造,使得磁体装置201不围绕任何区域或自由空间(未示出)。以这种方式,转子200的具有小的或更小的尺寸的设计方案是可行的。在平面驱动系统1中使用多个结构相同的转子200(参见图30)的情况下,就这点而言可以在定子5上使用更多转子200。
为了在平面驱动系统1的定子5与一个或多个转子200之间实施能量传输和数据传输,可以将一个或多个转子200位置固定地保持在定子5上或接近定子5。也可以在平面驱动系统1的正常运行期间实施能量传输和数据传输,在该正常运行中驱动一个或多个转子200并且使其运动。后一种变型方案可以通过转子200的在图29中示出的设计方案来促进。这种结构形式能够实现将相对大的电功率从定子5传输至转子200,从而在能量传输与数据传输期间可以保持转子200与定子5之间相对大的距离。
如在图30中所示,平面驱动系统1可以包括多个或如图所示的两个转子200。通过对定子5的三相系统150的合适的通电可以如上面所说明的那样来驱动多个转子200。关于在多个转子200与定子5之间的数据传输,可以考虑,在多个不同的频带或频率范围上实施同时的数据传输。这分别涉及以调制的形式、即在使用具有一载波频率的载波信号的情况下数据传输的实施。在此,可以使用具有位于不同的频率范围内的载波频率的不同的载波信号。在使用具有来自不同频率范围的不同载波频率的载波信号的情况下,在这些载波信号上例如多个转子200可以同时向定子5传输数据。由于不同的频率范围,转子200的数据流可以在通过定子5实施的评估的范围内彼此分开。
另一个可能的设计方案在于,在以调制的形式实施数据传输时,使用另一个载波信号来代替具有固定载波频率或矩形载波频率的载波信号。例如,可以使用伪随机序列。通过这种方式,待传输的有效信号可以分布在较宽的频率范围上,由此数据传输可以相对于窄带的干扰源不敏感。待发送的有效信号到具有伪随机序列的伪随机载波信号上的调制例如可以通过以下方式进行,即伪随机序列以不同的相位发送,或者通过实施或不实施伪随机序列的发送。在评估时,在此也可以在使用至少一个参考信号的情况下实施相关。
上述方案可以以相应的方式用于区分不同的数据流,这些数据流例如可以由多个转子200(参见图30)发送。数据流的区分可以通过使用具有不同伪随机序列的不同载波信号来实现。
要指出的是,除了上述的设计方案之外,附加地或替代地,对于包括定子和至少一个转子的平面驱动系统可以考虑其它未示出的无线通信的可能性。例如可设想使用RFID(英语Radio-Frequency Identification)或NFC(英语为Near Field Communication)。在此,平面驱动系统的转子可以具有转发器,例如NFC芯片,并且定子可以具有构造用于与转发器通信的读取装置。该转发器例如可以位于转子的边缘上或转子的线圈或电路板的侧面。
也可以使用其它无线通信类型或无线电技术。在此,平面驱动系统的转子或至少一个转子和定子可以包括合适的通信装置(发送装置、接收装置或收发器或者说收发机)。可设想无线电技术或(移动)无线电标准,诸如5G、4G(LTE,英语Long Term Evolution)、3G(UMTS,英语Universal Mobile Telecommunications System)、2G(GSM,英语GlobalSystem for Mobile Communications)、蓝牙、WLAN(英语Wireless Local Area Network)、WAN(英语Wide Area Network)、ZigBee、Loran(英语Long Range Navigation)、DECT(英语Digital Enhanced Cordless Telecommunications)、Enean、Wibrete或WiMAX(英语Worldwide Interoperability for Microwave Access),以及例如在红外或光频率范围内的IrDA(英语Infrared Data Association)光定向无线电(FSO,英语Free-Space Optics)。
此外,外部通信或RFID通信在定子没有参与的情况下是可能的。在此,平面驱动系统的转子或至少一个转子可以具有转发器或其它通信装置,并且可以与此相应地使用外部的读取装置或其它的外部通信装置。
虽然本发明在细节上通过优选的实施例更详细地被图解和描述,但本发明不受所公开的示例限制,并且技术人员可以由此得到其它变型方案,而不离开本发明的保护范围。
- 平面驱动系统、用于运行平面驱动系统的方法和用于驱动动子的定子
- 平面驱动系统和用于运行平面驱动系统的方法