专利摘要

本发明公开了一种同步静电电动机，定子和转子为圆片形状，定子与转子正对放置；在定子表面外围放置驱动电极，驱动电极片分为三相，相同相电极片相互联通；在驱动电极中间的定子表面上放置感应电极A，感应电极A包含3个电极片，每一个电极片代表一相；在转子表面外围放置感应电极C，感应电极C与驱动电极在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上保持一致，感应电极C的电极片分为三相，相同相电极片相互联通；在感应电极C中间的转子表面上放置感应电极B，感应电极C的每一相与感应电极B的每一相联通，感应电极B与感应电极A在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上保持一致，每一个电极片代表一相。本发明克服了现有异步、同步静电电机的缺点。

权利要求

1.一种同步静电电动机，包括定子和转子，其特征在于：定子和转子均为圆片形状，定子与转子正对放置；在靠近转子一侧的定子表面外围放置驱动电极，该驱动电极包含3n个驱动电极片，n为正整数，每个驱动电极片的形状为扇形，将所有驱动电极片分为三相，相同相驱动电极片相互联通，不同相驱动电极片互不联通；在驱动电极中间的定子表面上放置感应电极A，感应电极A包含3个电极片，依次呈环形分布，每一个电极片代表一相；在靠近定子一侧的转子表面外围放置感应电极C，感应电极C与驱动电极在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上均保持一致，将所有感应电极C的电极片分为三相，相同相电极片相互联通，不同相电极片互不联通；在感应电极C中间的转子表面上放置感应电极B，感应电极B与感应电极A在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上均保持一致，感应电极B中的每一个电极片代表一相，共三相；感应电极C的每一相与感应电极B的每一相联通；向感应电极A的三相电极片中分别通入三相高压电A，该三相高压电A的幅值和频率相同，相位依次相差120°；向驱动电极的三相电极片中分别通入三相高压电B，该三相高压电B的幅值和频率相同，相位依次相差120°。

2.根据权利要求1所述同步静电电动机，其特征在于：驱动电极、感应电极A、感应电极B和感应电极C均采用FPC工艺制备。

3.根据权利要求2所述同步静电电动机，其特征在于：在利用FPC工艺制备驱动电极、感应电极A、感应电极B和感应电极C的过程中，所有电极片的表面均不覆盖保护膜，使得电极片上的覆铜呈裸露状态。

4.根据权利要求1所述同步静电电动机，其特征在于：转子位于定子之上，转子与定子之间存在微小间隙。

5.根据权利要求1所述同步静电电动机，其特征在于：定子采用永磁体制作，转子采用热解石墨制作。

说明书

技术领域

本发明属于电机领域，特别涉及了一种同步静电电动机。

背景技术

微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)集微机械与微电子功能于一体，广泛应用于微电子、航空航天、传感器、执行器等高新技术产业，是一项关系国家科技发展、经济繁荣与国防安全的关键技术。随着MEMS技术的持续发展，微型电动机已经成为MEMS系统中能量转换、功能驱动、精密控制的核心设备，在微机器人、微小卫星、生物医疗等关键领域肩负着精密驱动和控制的双重功能。

静电电动机的运行原理有两种：一种是利用介电驰豫原理的异步静电感应电动机，另一种是利用电容可变原理同步静电电动机。异步静电感应电动机靠介电驰豫来建立转子上的电荷分布，而不是靠转子的凸极结构，于是感应电动机的转子可以是光滑均匀的。但异步静电驱动只在定子单侧置有电极薄膜，其驱动力矩仅为同步双侧电极静电驱动的1/4，致使其极限转速偏低；且介电弛豫效应材料的电性能对环境因素(温度、湿度等)非常敏感，造成性能波动。采用电容可变原理同步静电电动机可以获得更大的扭矩和稳定性，但是转子表面需采用凸极结构，导致加工这样的结构需要复杂的工艺步骤。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种同步静电电动机。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种同步静电电动机，包括定子和转子，定子和转子均为圆片形状，定子与转子正对放置；在靠近转子一侧的定子表面外围放置驱动电极，该驱动电极包含3n个驱动电极片，n为正整数，每个驱动电极片的形状为扇形，将所有驱动电极片分为三相，相同相驱动电极片相互联通，不同相驱动电极片互不联通；在驱动电极中间的定子表面上放置感应电极A，感应电极A包含3个电极片，依次呈环形分布，每一个电极片代表一相；在靠近定子一侧的转子表面外围放置感应电极C，感应电极C与驱动电极在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上均保持一致，将所有感应电极C的电极片分为三相，相同相电极片相互联通，不同相电极片互不联通；在感应电极C中间的转子表面上放置感应电极B，感应电极B与感应电极A在电极片的形状尺寸、数量和相对位置上均保持一致，感应电极B中的每一个电极片代表一相，共三相；感应电极C的每一相与感应电极B的每一相联通；向感应电极A的三相电极片中分别通入三相高压电A，该三相高压电A的幅值和频率相同，相位依次相差120°；向驱动电极的三相电极片中分别通入三相高压电B，该三相高压电B的幅值和频率相同，相位依次相差120°。

基于上述技术方案的优选方案，驱动电极、感应电极A、感应电极B和感应电极C均采用FPC工艺制备。

基于上述技术方案的优选方案，在利用FPC工艺制备驱动电极、感应电极A、感应电极B和感应电极C的过程中，所有电极片的表面均不覆盖保护膜，使得电极片上的覆铜呈裸露状态。

基于上述技术方案的优选方案，转子位于定子之上，转子与定子之间存在微小间隙。

基于上述技术方案的优选方案，定子采用永磁体制作，转子采用热解石墨制作。

采用上述技术方案带来的有益效果：

(1)本发明解决了现有同步静电电动机转子表面需采用凸极结构，导致加工需要复杂的工艺步骤的缺点，本发明转子无需凸极结构，圆形结构即可；

(2)本发明解决了现有异步静电驱动驱动力矩不足致使极限转速偏低；且介电弛豫效应材料的电性能对环境因素(温度、湿度等)非常敏感，造成性能波动的缺点；

(3)本发明采用电压感应式同步静电驱动原理，避免了电流损耗发热，降低了电机的功耗；

(4)本发明采用电压感应式同步静电驱动原理，使得电机尺寸减小，便于微型化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明设计的同步静电电动机，其由电机定子、电机转子两部分组成。电机定子、电机转子均为圆片形状。

定子与转子正对放置，在本实施例中，转子置于定子之上。定子与转子之间有微小间隙。

在电机定子上部表面外围，放置驱动电极。每个驱动电极片呈扇形，且驱动电极片总数量为3的倍数，共分为3相。相同相的电极片通过导线相互联通，不同相的电极片互不联通。

在电机定子上部中间表面，放置感应电极A。感应电极A包含3个电极片，呈环形分布，每一个为一相，共3相。

在电机转子下表面外围，放置有感应电极C。感应电极C中每个电极片与驱动电极片在尺寸、数量、相对位置上均保持一致。感应电极C的电极片也分为3相。相同相的电极片通过导线相互联通，不同相的电极片互不联通。

在电机转子下表面中间，放置有感应电极B。感应电极B有三个电极片，呈环形分布。感应电极B的电极片与感应电极A的电极片在尺寸、数量、相对位置上均保持一致。每一个为一相，共3相。

如图2所示，感应电极C的每一相与感应电极B的每一相相联。感应电极C与驱动电极面面对应；感应电极B与感应电机A面面对应。

优选地，驱动电极、感应电极A、感应电极B、感应电极C均采用FPC(FlexiblePrinted Circuit，柔性电路板)工艺制备。在利用FPC工艺制备驱动电极、感应电极A、感应电极B、感应电极C过程中，所有电极片的表面均不覆盖保护膜，使得电极片上的覆铜呈裸露状态。

优选地，电机定子采用永磁体制作，电机转子采用热解石墨制作。

感应电极A的3相电极片中通入3相正弦高压电V4，V5，V6。高压电V4，V5，V6幅值均采用700V，相位依次落后120度。

驱动电极的3相电极片中通入3相正弦高压电V1，V2，V3。高压电V1，V2，V3幅值均采用700V，频率相同，但相位依次落后120度。

由于感应电极A上通入了3相正弦高压电，所以在静电效应作用下，感应电极B每一相电极片表面也产生了3相感应静电。由于感应电极C的每一相与感应电极B的每一相相联，所以感应电极C每一相电极片表面也产生了3相感应静电。由于与感应电极C相向布置的驱动电极的3相电极片中通入3相高压电，所以驱动电极与感应电极C之间产生静电作用力，进而推动电机转子旋转。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

一种同步静电电动机专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。