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电子工业专用设备 2024年第3期53卷 68-71页

作者：王伟王文举张继静中国电子科技集团公司第四十五研究所北京100176

为了提高半导体设备生产效率和整机性能,设备制造商想尽各种办法。介绍了超精密工件台三维模型,以及磁浮平面电机原理、组成、特性、技术指标与应用前景。同时阐述了超精密工件台采用磁浮平面电机,具有结构简单、高速度和高加速度、高... 详细信息

为了提高半导体设备生产效率和整机性能,设备制造商想尽各种办法。介绍了超精密工件台三维模型,以及磁浮平面电机原理、组成、特性、技术指标与应用前景。同时阐述了超精密工件台采用磁浮平面电机,具有结构简单、高速度和高加速度、高精度、以及无污染产生等优点,使得它不但能够满足目前半导体设备技术发展的需求,也能满足未来半导体设备技术发展的需求。

关键词：半导体设备超精密工件台磁浮平面电机双工件台

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磁浮平面电机运动控制系统硬件设计

磁浮平面电机运动控制系统硬件设计

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作者：雷佳科华中科技大学

学位级别：硕士

磁浮平面电机是一种平面运动机构，其动子和定子间采用磁浮支撑，可实现无摩擦磨损的六自由度大行程平面运动。相比于依靠直线电机正交组合驱动的传统平面电机，它具有运动结构简单和运动质量轻等特点，易于实现高速和高加速，利于双台... 详细信息

磁浮平面电机是一种平面运动机构，其动子和定子间采用磁浮支撑，可实现无摩擦磨损的六自由度大行程平面运动。相比于依靠直线电机正交组合驱动的传统平面电机，它具有运动结构简单和运动质量轻等特点，易于实现高速和高加速，利于双台交换并可在真空坏境工作，是高性能光刻机的新型核心驱动部件，并是下一代极紫外光刻机的运动必需部件。因此，开展磁浮平面电机研究，对提升我国的高性能光刻机技术具有重要意义。本文对磁浮平面电机的运动控制系统硬件进行了设计研究。根据磁浮平面电机运动控制特点与独立线圈控制的解耦特性，提出了基于DSP+FPGA的控制器及功率放大器硬件结构，进行了运动控制器与功率放大器的硬件电路设计。运动控制器硬件设计包括：DSP子系统，FPGA子系统，模拟和数字I/O接口电路，RS-485高速通信电路，高速并行总线接口电路，电源电路等;功率放大器硬件设计包括：放大器接口电路、PWM电路、功率桥电路、输出滤波电路、电流环反馈电路、过载保护电路等。最后通过搭建系统调试平台和环境，对运动控制器和功率放大器进行了完整性和功能性测试。本文的磁浮电机运动控制系统硬件，具有开放结构，可根据电机驱动线圈数目进行扩充，最大可扩至32轴。经过测试，研制完成的运动控制器和功率放大器，取得良好的驱动性能，其输出PWM开关频率可达10000KHz，最大驱动电流12A，电流分辨率约为5mA，线圈驱动时响应带宽达到4KHz，可以实现高性能的电机驱动。

关键词：磁浮平面电机运动控制系统运动控制器功率放大器

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磁浮平面电机运动控制接口设计

磁浮平面电机运动控制接口设计

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作者：刘帅华中科技大学

学位级别：硕士

高速、精密运动是高端装备基础。平面运动应用广泛,目前应用的伺服电机为旋转或直线电机,平面运动需由X、Y电机导轨叠加组成,其运动体积大、运动质量重,且由于机械摩擦,难以获得高的运动性能;对于高精密运动,使用气浮方式支撑运动平台,... 详细信息

高速、精密运动是高端装备基础。平面运动应用广泛,目前应用的伺服电机为旋转或直线电机,平面运动需由X、Y电机导轨叠加组成,其运动体积大、运动质量重,且由于机械摩擦,难以获得高的运动性能;对于高精密运动,使用气浮方式支撑运动平台,减少接触摩擦,从而提高整体运动精度。而磁浮平面电机动子悬浮于磁场直接作平面驱动。由于动子悬浮无接触,其运动过程无摩擦、无磨损,无需机械导轨,平面运动机构极大简化,运动质量大幅减轻,利于实现高速、高加速运动,是平面运动机构的理想模型。因此磁浮平面电机的研究,对我国高精密设备的发展具有十分重要意义。本文以动圈式磁浮平面电机为研究对象,进行运动控制接口系统设计。文中介绍了磁浮平面电机的控制原理与6自由度解耦方法,分析了运动测控系统的功能需求,对相关测控传感器进行选择和分布。本文对测控接口进行了功能分析,得出接口卡总体方案,并对测控接口进行硬件设计,包括电机驱动接口、传感器接口、高速串行光纤接口、光电隔离IO电路。采用自上而下的设计思想,将测控接口系统进行功能模块划分,采用FPGA对各模块进行驱动设计。搭建系统测试平台,对测控接口系统各个模块进行了测试。测试结果表明,电机驱动接口和模拟传感器接口都已经达到预期的转换精度,光纤传输速度达到1.25G/S,FPGA控制器满足各种事件处理机制,测控接口卡已经达到设计需求。

关键词：磁浮平面电机测量控制系统 FPGA 高速串行光纤通信

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