Linear guide for variable drive e.g. precision mechanical suspension actuator, has rotor that is supported by Lorentz forces in three rotational and two translational degrees of freedom in active regular state of suspension

The linear guide has a rotor (3) that is supported by Lorentz forces in three rotational and two translational degrees of freedom in an active regular state of suspension. The third translational degree of freedom is used in the feed direction to execute an imposed driven movement either by systemic feed forces or by external forces. Bei Wälz- oder Gleitführungen für lineare Antriebsbewegungen wirken sich bedingt durch mechanische Reibung der Abrieb von Festkörperpartikeln, die Notwendigkeit für Schmiermittel sowie eine begrenzte Dynamik des Läufers nachteilig aus. Die Erfindung beschreibt daher eine Linearführung, bei welcher ein Läufer durch Lorentzkräfte reibungsfrei schwebend auf seinem Stator geführt wird. Permanentmagnetreihen (7), die in Polarisationsrichtung ähnlich eines Halbach-Arrays im Stator (4) eingebracht sind, erzeugen über Eisenrückschlüsse (5) einen magnetischen Induktionsverlauf im Luftspalt so, dass läuferseitige stromdurchflossene Tragspulen (2) vertikale Tragkräfte und in deren Wickelfenster eingebrachte Führspulen (3) seitliche Führkräfte erfahren. Geeignete Verschaltung und Ansteuerung der Spulen (2, 3) unter Berücksichtigung von fünf unabhängigen Sensorsignalen, die die räumliche Lage des Läufers in 3 rotatorischen und 2 linearen Freiheitsgraden messen, ermöglichen einen aktiv geregelten Schwebezustand des Läufers. Permanentmagnete (6) im Wickelfenster der Führspulen (3) kompensieren zusätzlich die Gewichtskraft des Läufers. Die Erfindung eignet sich durch Wegfall von Reibungs- und Wirbelstromverlusten zur linearen Führung feinwerktechnischer Antriebe, bei denen sehr hohe Dynamiken, lange Lebensdauern sowie Abriebs- und Schmiermittelfreiheit gefordert sind, z. B. in Reinräumen, Vakuumanwendungen oder sterilen Räumen der Medizintechnik.