專利名稱：具有彎曲線性感應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動器的制作方法
具有彎曲線性感應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動器本申請一般地涉及電機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，并且特別地涉及具有彎曲線性感應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動器。它一般應(yīng)用于使用電機(jī)來沿著諸如圓周或其一部分的彎曲路徑移動受驅(qū)元件的情況。 這種電機(jī)例如在成像領(lǐng)域是有用的，特別是在用于基于計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)的成像的方法和裝置中。它至少適用于這種成像，其中電機(jī)驅(qū)動輻射源、輻射探測器或者源和探測器二者沿著圓形路徑旋轉(zhuǎn)以便對患者或?qū)ο蟪上瘛？梢允褂脧澢€性感應(yīng)驅(qū)動器電機(jī)的類似成像系統(tǒng)包括其他基于X射線的成像系統(tǒng)和核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，諸如PET和SPECT。因此該電機(jī)將在此特別參考CT成像系統(tǒng)進(jìn)行描述，且應(yīng)理解它具有更一般的適用性。在CT成像掃描器的特定背景下，X射線源和一個(gè)或多個(gè)X射線探測器被安裝到掃描器外殼或機(jī)架內(nèi)的旋轉(zhuǎn)框架上。要被成像的人或?qū)ο蠖ㄎ辉赬射線源和一個(gè)或多個(gè)X射線探測器之間的機(jī)架內(nèi)，X射線源和一個(gè)或多個(gè)X射線探測器沿著圍繞人或?qū)ο蟮膹澢窂叫D(zhuǎn)。人或?qū)ο笸ǔ１环胖迷谥闻_上，該支撐臺能夠線性地移入或移出機(jī)架中的孔徑， 從而X射線源和一個(gè)或多個(gè)X射線探測器可以沿軸向定位在期望位置以執(zhí)行成像掃描。保持住X射線源和探測器的旋轉(zhuǎn)框架通常由電機(jī)驅(qū)動。在帶有具有64層或更少層的探測器陣列的CT成像掃描器中，框架和相關(guān)聯(lián)的安裝部件的旋轉(zhuǎn)慣量和直徑是相對小的，從而旋轉(zhuǎn)速度較低(通常每分鐘大約180轉(zhuǎn)或更少轉(zhuǎn))。因此這種掃描器的驅(qū)動器可以是旋轉(zhuǎn)AC感應(yīng)電機(jī)，其具有連接到旋轉(zhuǎn)框架的間接帶驅(qū)動器，或?yàn)榱司o湊目的的具有安裝在機(jī)架定子上的初級線圈和安裝到旋轉(zhuǎn)框架的次級永磁環(huán)的直接驅(qū)動AC永磁環(huán)電機(jī)。然而，在帶有具有256個(gè)探測器陣列層的探測器陣列以改善成像質(zhì)量的更現(xiàn)代的 CT成像掃描器中，這種驅(qū)動器由于若干原因可能通常是不充分夠用的。該探測器陣列硬件是相對更大且因此更重的，并且額外重量和慣量必須由旋轉(zhuǎn)框架承受且由電驅(qū)動器來控制。另外，這些更現(xiàn)代的CT成像掃描器通常比以前的掃描器采用具有更高功率水平的X射線源，因此增加了 X射線源的重量，這也必須由旋轉(zhuǎn)框架承受并且由驅(qū)動器控制。此外，這些更現(xiàn)代的CT成像掃描器中的掃描器機(jī)架的中央開孔是期望比以前的掃描器更大的，以適應(yīng)肥胖患者并且也有助于介入研究和程序。更高的旋轉(zhuǎn)速度和加速度也是期望的，以便改善患者成像通量。這些因素在幾何結(jié)構(gòu)、性能及成本方面強(qiáng)加了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)約束，這是難以利用具有連接到旋轉(zhuǎn)框架的間接帶驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)AC感應(yīng)電機(jī)或者直接驅(qū)動AC永磁環(huán)電機(jī)來滿足的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種彎曲線性感應(yīng)電機(jī)直接驅(qū)動器。這種彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器比以前的掃描器中使用的具有間接帶驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)AC感應(yīng)電機(jī)或直接驅(qū)動AC永磁環(huán)電機(jī)更好地適于現(xiàn)代成像掃描器的要求。彎曲線性感應(yīng)驅(qū)動器電機(jī)也更一般地適用于在任何種類的裝置中沿著彎曲路徑驅(qū)動元件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，彎曲線性感應(yīng)驅(qū)動器電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括機(jī)械耦合到旋轉(zhuǎn)框架并且具有兩個(gè)層——即鋁層和鋼層的環(huán)。在本發(fā)明這一方面的一種形式中，鋁層是轉(zhuǎn)子環(huán)的內(nèi)層，而鋼層是轉(zhuǎn)子環(huán)的外層。在另一種優(yōu)選形式中，鋁層被插入鋼層中并且通過壓縮適配至少部分地保持在鋼層內(nèi)。鋁層向轉(zhuǎn)子環(huán)提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。它將這一驅(qū)動力傳遞給機(jī)械耦合到旋轉(zhuǎn)框架的鋼層。本發(fā)明這一方面可實(shí)現(xiàn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是鋼層能夠用作鋁層的散熱器并因此幫助耗散鋁層的熱量。額外的潛在益處在于鋼層能夠使磁路完整并且?guī)椭僧a(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的磁力。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種用于制作用在彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器中的轉(zhuǎn)子環(huán)的方法，其包括壓縮適配過程。在閱讀對優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明了各種額外的優(yōu)點(diǎn)和益處。本發(fā)明可以體現(xiàn)為各種部件和部件布置以及各種過程操作和過程操作布置。附圖僅用于圖示說明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)被解讀為限制本發(fā)明。

圖1圖示說明CT成像掃描器；圖2圖示說明直接彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器；圖3圖示說明包括兩層轉(zhuǎn)子環(huán)的直接彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器；圖4圖示說明包括兩層轉(zhuǎn)子環(huán)的替代性直接彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器；圖5圖示說明利用兩個(gè)層之間的壓縮適配來制作轉(zhuǎn)子環(huán)的過程；圖6圖示說明具有利用壓縮適配組裝的兩個(gè)層的轉(zhuǎn)子環(huán)的輔助支撐；以及圖7圖示說明利用兩個(gè)層之間的壓縮適配來制作轉(zhuǎn)子環(huán)的過程。在此描述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器一般地針對沿著諸如圓周或其一部分的彎曲路徑移動受驅(qū)元件，雖然它在CT成像裝置的特定背景下被描述。圖1圖示說明用于執(zhí)行成像掃描的CT成像掃描器100的一個(gè)示例。CT成像采集系統(tǒng)102包括機(jī)架104和沿著ζ軸移動的平臺106。要被成像的患者或其他對象(未示出) 躺在平臺106上并且被移動以被設(shè)置在機(jī)架104的孔徑108內(nèi)。一旦患者或?qū)ο缶臀?，則 X射線源110發(fā)射將被機(jī)架104內(nèi)部的X射線探測器陣列114收集的X射線112的投射。 (在圖1中機(jī)架104的一部分116被切除以示出容納在機(jī)架104內(nèi)部的X射線源110和X 射線探測器陣列114。)X射線源110和X射線探測器陣列114 一起圍繞孔徑108旋轉(zhuǎn)以便從各種位置記錄CT成像數(shù)據(jù)，通常結(jié)合平臺106的線性移動。這一旋轉(zhuǎn)是可能的，因?yàn)閄 射線源110和探測器陣列114均被安裝到機(jī)架104內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)框架(未示出)上。該框架可以以任何方式可旋轉(zhuǎn)地安裝在機(jī)架104中，例如利用空氣軸承或鋼滾柱軸承。然后CT成像采集系統(tǒng)102通過通信鏈路101將CT成像數(shù)據(jù)傳送到CT成像處理和顯示系統(tǒng)118。雖然在此為了圖示說明的目的，系統(tǒng)102和118被示出和描述為分離的系統(tǒng)，但是它們在其他實(shí)施例中可以是單一系統(tǒng)的一部分。CT成像數(shù)據(jù)傳送到圖像處理器 120，該圖像處理器將數(shù)據(jù)存儲在存儲器122中。圖像處理器120對CT成像數(shù)據(jù)進(jìn)行電子處理以生成被成像患者或其他對象的圖像。圖像處理器120可以在相關(guān)聯(lián)的顯示器IM上示出最終的圖像。可以提供諸如鍵盤和/或鼠標(biāo)設(shè)備的用戶輸入1 以便用戶控制處理器 120。如前所述，X射線源110和探測器陣列114均被安裝在容納于機(jī)架104內(nèi)的旋轉(zhuǎn)框架上。該框架的旋轉(zhuǎn)是由直接彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動的。在圖2中示出此類電機(jī)驅(qū)動器200的示例。該電機(jī)200將電力轉(zhuǎn)換成機(jī)械力以便以可控方式為CT掃描提供旋轉(zhuǎn)框架以及安裝在該框架上的X射線源110和探測器陣列114的旋轉(zhuǎn)定位。圖示說明的示例性直接分段線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器200包括三個(gè)定子節(jié)段202、204和206，每一個(gè)均包括彎曲線性感應(yīng)電機(jī)主線圈組。這些彎曲定子節(jié)段被安裝在機(jī)架104內(nèi)并且不移動。雖然在圖 2中示出了三個(gè)此類彎曲定子節(jié)段，但是可以使用任意數(shù)量的此類定子節(jié)段，包括僅有單一
5定子。優(yōu)選地使用兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)彎曲定子節(jié)段，并且圍繞彎曲定子節(jié)段對稱地放置。以此方式，彎曲定子節(jié)段和轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子節(jié)段(下面描述)之間的徑向吸引力被平衡以彼此抵消。定子節(jié)段202、204、206被對稱地放置在次級轉(zhuǎn)子反作用環(huán)208的圓周內(nèi)。該轉(zhuǎn)子環(huán)208進(jìn)而被機(jī)械耦合到旋轉(zhuǎn)框架，盡管這在圖2中未示出。以此方式，轉(zhuǎn)子環(huán)208在機(jī)架 104內(nèi)的電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)促使該框架也旋轉(zhuǎn)。電機(jī)200的每個(gè)彎曲定子節(jié)段202、204、206生成三分之一的所需推力以推進(jìn)或停止轉(zhuǎn)子208圍繞靜止定子節(jié)段的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)子環(huán)208在圖2中被示出為“完整”環(huán)，即它是形成完整無破損圓周的一個(gè)單一節(jié)段。在其他可替代的實(shí)施例中，環(huán)208可以由多于一個(gè)節(jié)段組成。分別構(gòu)成電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的節(jié)段的數(shù)量以及各節(jié)段之間的間隙程度優(yōu)選被選擇為避免轉(zhuǎn)子圍繞定子的任何“盲區(qū)”位置。常規(guī)電子伺服驅(qū)動器或其他驅(qū)動器210進(jìn)行操作以改變施加到每個(gè)定子節(jié)段 202、204和206的電力的電流、電壓或頻率，從而通常在不需要換相的情況下移動轉(zhuǎn)子208。 雖然交變電流被用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，但可以使用交變電流或直流電流來制動旋轉(zhuǎn)。常規(guī)反饋設(shè)備212提供來自轉(zhuǎn)子208的反饋到驅(qū)動器210，從而指示轉(zhuǎn)子208 (并且因此還有經(jīng)由框架安裝到轉(zhuǎn)子208的X射線源110和X射線探測器陣列114)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置。電機(jī)200、驅(qū)動器210和反饋設(shè)備212 —起構(gòu)成完整的旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動器系統(tǒng)214。在圖3所示的一個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)200'包括圖2中的相同的彎曲定子節(jié)段202、 204和206。在電機(jī)200'中，次級轉(zhuǎn)子反作用環(huán)208‘是由兩個(gè)層——即內(nèi)層302和外層 304構(gòu)成的完整環(huán)。內(nèi)層302是由良好電導(dǎo)體一一例如鋁、銅或銀制成的。內(nèi)層302優(yōu)選由鋁制成并且相對較薄，其徑向厚度大約為2毫米。外層304為反作用環(huán)208'提供機(jī)械支撐和剛性，并且優(yōu)選也由磁性材料構(gòu)成以使磁路完整并幫助生成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的磁力。因此用于外層304的適當(dāng)材料包括鐵或鐵合金，例如鋼，特別是低碳鋼。外鋼層304是相對厚的，其徑向厚度大約為6毫米。內(nèi)層302、外層304或二者可以由多個(gè)節(jié)段構(gòu)成，而不是圖3 所示的單一節(jié)段形式。結(jié)合圖3的實(shí)施例，其中內(nèi)層302是鋁并且外層304是鋼，彎曲定子節(jié)段202、204、 206是由三個(gè)相同的硅鋼層壓節(jié)段構(gòu)成的，其中銅線圈圍繞層壓狹槽。開槽的定子線圈面朝外，朝向轉(zhuǎn)子208'的內(nèi)鋁層302，以感生電流并且旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子208'。因此內(nèi)鋁層302響應(yīng)于彎曲定子202、204和206與鋁之間的磁相互作用而向轉(zhuǎn)子208'提供主要的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。外鋼層304進(jìn)而被機(jī)械耦合到旋轉(zhuǎn)框架(例如圖6中所示)。這一機(jī)械耦合可以是直接耦合，其中環(huán)208'與框架之間不存在介入結(jié)構(gòu)元件，或者它可以是間接的，其中存在介入元件。間接機(jī)械耦合的一個(gè)示例發(fā)生在環(huán)304被栓接到空氣軸承或滾柱軸承的滾道上并且該滾道進(jìn)而被固定附接到框架上的情況下。在圖4所示的替代性彎曲線性感應(yīng)直接驅(qū)動器系統(tǒng)電機(jī)200"中，彎曲定子節(jié)段202〃 ,204"和206〃可以位于轉(zhuǎn)子208〃的外側(cè)。在電機(jī)200"中，次級轉(zhuǎn)子反作用環(huán) 208"是由兩個(gè)層——即內(nèi)層402和外層404構(gòu)成的完整環(huán)。內(nèi)層402為反作用環(huán)208”提供機(jī)械支撐和剛性，并且優(yōu)選也由磁性材料構(gòu)成以使磁路完整并幫助生成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的磁力。因此用于內(nèi)層402的適當(dāng)材料包括鐵或鐵合金，例如鋼，特別是低碳鋼。內(nèi)鋼層402 是相對厚的，其徑向厚度大約為6毫米。外層404是由良好電導(dǎo)體——例如鋁、銅或銀制成的。外層404優(yōu)選是由鋁制成的并且相對較薄，其徑向厚度大約為2毫米。內(nèi)層402、外層 404或二者可以由多個(gè)節(jié)段構(gòu)成，而不是圖3所示的單一節(jié)段形式。結(jié)合圖4的實(shí)施例，其中內(nèi)層402是鋼并且外層404是鋁，彎曲定子節(jié)段202"、 204〃 ,206"是由三個(gè)相同的硅鋼層壓節(jié)段構(gòu)成的，其中銅線圈圍繞層壓狹槽。開槽的定子線圈面朝內(nèi)，朝向轉(zhuǎn)子208"的外鋁層404，以感生電流并且旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子208"。因此外鋁層 404響應(yīng)于彎曲定子202〃 ,204"和206〃與鋁之間的磁相互作用而向轉(zhuǎn)子208〃提供主要的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。內(nèi)鋼層402進(jìn)而例如通過螺栓(未示出)機(jī)械耦合到旋轉(zhuǎn)框架。內(nèi)層402、 外層404或二者可以由多個(gè)節(jié)段構(gòu)成，而不是圖4所示的單一節(jié)段形式。圖3和圖4所示的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于鋼層從鋁層汲取熱量，并且也幫助使磁路完整并生成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的磁力。因?yàn)殇搶舆h(yuǎn)大于鋁層，所以此類熱傳遞使任一層的溫度變形最小化。圖3的轉(zhuǎn)子208'可以利用內(nèi)鋁環(huán)302與外鋼環(huán)304之間的壓縮適配來制造。提供此類壓縮適配的主要益處是圍繞轉(zhuǎn)子208'的整個(gè)圓周的基本均勻的應(yīng)力分配，從而導(dǎo)致電機(jī)200'的最優(yōu)性能。壓縮在鋼環(huán)304內(nèi)的鋁環(huán)302的預(yù)加載或最終殘余應(yīng)力提供均勻的摩擦力，該摩擦力阻止兩個(gè)件302和304之間的相對運(yùn)動。由于壓縮適配，鋁環(huán)302中的由彎曲線性感應(yīng)電機(jī)200'生成的磁驅(qū)動力被傳遞到鋼環(huán)304中。另外，圍繞轉(zhuǎn)子208' 的圓周的一致壓力幫助阻止內(nèi)鋁環(huán)302中單一點(diǎn)處的負(fù)載積累。此類負(fù)載積累可能導(dǎo)致與外鋼環(huán)304相比相對較薄的鋁環(huán)302的斷裂。壓縮適配的另一特征在于壓縮力保持內(nèi)鋁環(huán) 302與外鋼環(huán)304基本在交界面的整個(gè)圓周上接觸。這有助于使得鋼環(huán)304相對于鋁環(huán)302 起到散熱器的作用。此類壓縮適配可以例如通過將鋁環(huán)302收縮適配到鋼環(huán)304內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。圖5圖示說明用于實(shí)現(xiàn)將內(nèi)鋁環(huán)302壓縮適配到外鋼環(huán)304中的示例性過程。在步驟502中，鋼環(huán) 304例如通過機(jī)械加工形成以具有用于應(yīng)用的大致合適的幾何結(jié)構(gòu)。在步驟504中，大致矩形的鋁板被卷起，并且其末端被焊接在一起，以形成內(nèi)鋁環(huán)302。內(nèi)鋁環(huán)302的外徑稍微大于外鋼環(huán)304的內(nèi)徑。這一過程的前兩個(gè)步驟502和504可以以任何次序執(zhí)行。內(nèi)鋁環(huán) 302被放置在冷環(huán)境中以促使其尺寸收縮506。例如，環(huán)302可以被放置在液氮槽中或者足夠冷以促使鋁收縮的其他物質(zhì)中。內(nèi)鋁環(huán)302保持在冷環(huán)境中直到內(nèi)鋁環(huán)302的外徑小于外鋼環(huán)304的內(nèi)徑。然后將已收縮的內(nèi)鋁環(huán)302插入508外鋼環(huán)304中并且允許其升溫并因此膨脹。隨著內(nèi)鋁環(huán)302膨脹510，殘余壓縮應(yīng)力在兩個(gè)環(huán)302和304之間形成，從而導(dǎo)致將這些環(huán)保持在一起的摩擦力?？梢蕴砑?12諸如緊固件或鍵合劑的輔助支撐以增強(qiáng)兩個(gè)環(huán)302、304之間的鍵合。最后的組件可以被機(jī)械加工或以其他方式處理514以實(shí)現(xiàn)用于具體應(yīng)用的尺度規(guī)格。例如，此類最后處理可以包括機(jī)械加工鋁環(huán)的內(nèi)徑以匹配指定尺度。如上所述，除了壓縮適配外，可以施加512輔助支撐，以將內(nèi)鋁環(huán)302保持在外鋼環(huán)304內(nèi)。一種此類輔助支撐可以包括在內(nèi)鋁環(huán)302與外鋼環(huán)304中鉆孔裝埋螺釘602，如圖6所示。此類螺釘602的應(yīng)用在內(nèi)鋁環(huán)302與外鋼環(huán)304之間添加了額外的壓縮力以增加摩擦力并且使連接更穩(wěn)健。同樣如圖6所示，外鋼環(huán)304可以包括一系列凸塊604，其中有用于容納螺栓的孔606以便如上所述形成環(huán)304與旋轉(zhuǎn)框架的機(jī)械耦合。另一種類型的輔助支撐涉及在內(nèi)鋁環(huán)302與外鋼環(huán)304之間施加鍵合劑，一旦兩個(gè)環(huán)通過壓縮適配被保持在一起，則該鍵合劑將固化。該鍵合劑可以在自然環(huán)境中在一段時(shí)間內(nèi)固化，或者以無氧方式固化(不存在空氣)。該鍵合劑優(yōu)選在鋁環(huán)302被插入鋼環(huán) 304之前的冷卻溫度下是液態(tài)的，從而在鋁被完全升溫之前鍵合劑不會受到負(fù)面影響。另外，鍵合劑優(yōu)選不在材料方面影響鋁和鋼之間的熱傳遞，從而允許從鋁到鋼的基本自由的熱流動。圖4的實(shí)施例也可以利用內(nèi)鋼環(huán)402和外鋁環(huán)404之間的壓縮適配來制造。此類壓縮適配可以例如通過將外鋁環(huán)404收縮適配到內(nèi)鋼環(huán)402上來實(shí)現(xiàn)。圖7圖示說明此類過程。在此，形成702內(nèi)鋼環(huán)402并且形成704外鋁環(huán)404。內(nèi)鋼環(huán)402的外徑稍微大于外鋁環(huán)404的內(nèi)徑。然后外鋁環(huán)404被放置在爐中或其他加熱環(huán)境中以促使其尺寸膨脹706， 直到其內(nèi)徑大于內(nèi)鋼環(huán)402的外徑。然后已膨脹的外鋁環(huán)404被圍繞內(nèi)鋼環(huán)402放置708 并且被允許冷卻，因此其收縮710。隨著外鋁環(huán)404收縮，殘余壓縮應(yīng)力在兩個(gè)環(huán)402與404 之間形成，從而導(dǎo)致將這些環(huán)保持在一起的摩擦力?？梢蕴砑?12諸如緊固件或鍵合劑的輔助支撐以增強(qiáng)兩個(gè)環(huán)402、404之間的鍵合。最后的組件可以被機(jī)械加工或以其他方式處理以實(shí)現(xiàn)用于具體應(yīng)用的尺度規(guī)格。例如，此類最后處理可以包括機(jī)械加工鋁環(huán)的外徑以匹配指定尺度?；诮o定CT成像掃描器100的具體設(shè)計(jì)參數(shù)，例如推力和旋轉(zhuǎn)速度要求，電機(jī)200 的設(shè)計(jì)和驅(qū)動器210的選擇被一起考慮以最小化所需的標(biāo)定伏特-安培功率水平并且降低驅(qū)動器系統(tǒng)214在機(jī)架104中占用的體積以及其成本。可以基于可用的機(jī)架空間來確定轉(zhuǎn)子208和彎曲定子組202、204和206的取向和位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，電機(jī)200可以是三相感應(yīng)電機(jī)，其中三個(gè)分段定子以星形方案或三角形(delta)方案串聯(lián)或并聯(lián)?？梢砸韵旅娴姆绞絻?yōu)化針對特定CT成像裝置的要求的分段線性感應(yīng)電機(jī)直接驅(qū)動器系統(tǒng)214的設(shè)計(jì)。首先，根據(jù)所需峰值推力水平F、峰值線速度V、電機(jī)的效率η以及電機(jī)的功率因子cose確定電子電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)214的規(guī)模(size)W?；谝?guī)模W確定電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)214輸出的線電壓和電流。根據(jù)該電壓和電流，可以計(jì)算出每個(gè)定子節(jié)段的相電流和電壓限度。最后，線性感應(yīng)電機(jī)組定子的設(shè)計(jì)被選擇為提供期望線速度下的期望推力輸出，或者具有適當(dāng)轉(zhuǎn)差頻率的等價(jià)激勵頻率。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)以下公式選擇規(guī)模W
權(quán)利要求
1.一種彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其包括由驅(qū)動器控制的電機(jī)，所述電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括一個(gè)或多個(gè)定子節(jié)段，所述一個(gè)或多個(gè)定子節(jié)段是彎曲的并且由所述驅(qū)動器控制，且所述轉(zhuǎn)子包括機(jī)械耦合到可旋轉(zhuǎn)框架的環(huán)，其中，所述轉(zhuǎn)子由所述一個(gè)或多個(gè)彎曲定子節(jié)段磁驅(qū)動以沿著彎曲路徑旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述環(huán)是由至少兩個(gè)環(huán)節(jié)段構(gòu)成的，所述至少兩個(gè)環(huán)節(jié)段被所述環(huán)節(jié)段之間的間隙分離。
3.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，輻射源和輻射探測器中的至少一個(gè)被安裝到所述可旋轉(zhuǎn)框架。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述彎曲定子節(jié)段被設(shè)置在所述環(huán)的圓周內(nèi)，且所述彎曲定子節(jié)段的外曲線緊密地對應(yīng)于所述環(huán)的內(nèi)曲線。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述環(huán)包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層和所述外層中的一個(gè)包括由所述彎曲定子節(jié)段磁驅(qū)動的電導(dǎo)體，且所述內(nèi)層和所述外層中的另一個(gè)使磁路完整并且為所述電導(dǎo)體提供機(jī)械支撐。
6.如權(quán)利要求5所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述電導(dǎo)體包括鋁，且所述內(nèi)層和所述外層中的所述另一個(gè)包括鋼。
7.如權(quán)利要求5或6所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述環(huán)的所述內(nèi)層是所述電導(dǎo)體，且所述環(huán)的所述外層使磁路完整并且為所述內(nèi)層提供機(jī)械支撐。
8.如權(quán)利要求5、6、7或8所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述環(huán)的所述內(nèi)層通過所述內(nèi)層和所述外層之間的壓縮適配而被保持在所述外層內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其還包括所述環(huán)的所述內(nèi)層和所述外層之間的輔助支撐。
10.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，存在三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)彎曲定子節(jié)段。
11.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述電機(jī)是具有三個(gè)彎曲定子節(jié)段的三相感應(yīng)電機(jī)，且規(guī)模W是根據(jù)下式由峰值推力水平F、峰值線速度V、 所述電機(jī)的效率n以及所述電機(jī)的功率因子cos θ確定的
12.如權(quán)利要求11所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，驅(qū)動線電流l·是根據(jù)下式由所述規(guī)模W和峰值線電壓\確定的W = √3.VL.IL。
13.如任一前述權(quán)利要求所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其被設(shè)置在成像裝置內(nèi)。
14.一種彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其包括驅(qū)動器和由所述驅(qū)動器控制的電機(jī)，所述電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括一個(gè)或多個(gè)定子節(jié)段，所述一個(gè)或多個(gè)定子節(jié)段是彎曲的并且由所述驅(qū)動器控制，且所述轉(zhuǎn)子包括要由所述一個(gè)或多個(gè)彎曲定子節(jié)段磁驅(qū)動以沿著彎曲路徑旋轉(zhuǎn)的鋁層。
15.如權(quán)利要求14所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，所述鋁層被設(shè)置在機(jī)械耦合到可旋轉(zhuǎn)框架的環(huán)中。
16.如權(quán)利要求14或15所述的彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)，其中，輻射源和輻射探測器中的至少一個(gè)耦合到所述轉(zhuǎn)子。
17.—種制造用作彎曲線性感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子的環(huán)的方法，其中，所述環(huán)包括鋁層和鋼層，所述方法包括將所述鋁層和所述鋼層形成為環(huán)形，其中，所述鋁環(huán)的外徑大于所述鋼環(huán)的內(nèi)徑； 將所述鋁環(huán)放置在冷環(huán)境中以促使其尺寸收縮，直到所述鋁環(huán)的所述外徑小于所述鋼環(huán)的所述內(nèi)徑；將所述鋁環(huán)插入所述鋼環(huán)中；以及允許所述鋁環(huán)的溫度升高，從而其在所述鋼環(huán)內(nèi)膨脹。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其還包括在所述鋁環(huán)和所述鋼環(huán)之間添加輔助支撐。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彎曲線性感應(yīng)電機(jī)直接驅(qū)動器。該電機(jī)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)子機(jī)械附接到旋轉(zhuǎn)框架，該旋轉(zhuǎn)框架進(jìn)而保持住其他部件。該轉(zhuǎn)子可以包括兩層，即向定子提供主要磁相互作用的鋁環(huán)，以及提供機(jī)械強(qiáng)度的鋼環(huán)。這種轉(zhuǎn)子環(huán)可以利用壓縮適配來制造。
文檔編號H02K41/025GK102577055SQ201080016539
公開日2012年7月11日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者C·L·小卡特爾, J·薩普, R·謝里登, S·東, T·A·布雷門烏爾, T·內(nèi)梅茲 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司