(57)【要約】【課題】  ３相モータにおいて、微小な漏電電流を検出することができる３相モータの漏電検出装置を提供する。【解決手段】  コントローラ４から３相モータ１の停止指令が出され、リレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗがｂ接点側に接続されて、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗがショートされると同時、又はショートされてから所定時間が経過してから、漏電検出器６より抵抗８を介して配線７に電圧が印加される。もし、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗが漏電していない場合は、電圧を印加しても電流が流れず、いずれかが漏電していると電流が流れるので、流れる電流を検出（例えば抵抗８の両端の電圧を検出したり、漏電検出器６内に電流リレーを設けることにより検出する）することによって、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの漏電を検出することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相モータの各巻線が、前記巻線に駆動電力を供給する駆動回路と接続可能とされ、かつ前記３相モータの各巻線の中点が接地されていない３相モータの漏電検出装置であって、全ての前記巻線を前記駆動回路から切り離すスイッチング手段と、前記各巻線の少なくとも一つに電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段と前記巻線との問に流れる電流を検出する電流検出手段を有することを特徴する３相モータの漏電検出装置。
【請求項２】
前記スイッチ手段は、前記３相モータが、モータを停止させる際に前記各巻線同士を短絡させるブレーキ用リレーであり、前記電圧印加手段は、前記ブレーキ用リレーにより前記各巻線が短絡されたときに、記各巻線に同時に同電位の電圧を印加する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の３相モータの漏電検出装置。
【請求項３】
前記電圧印加手段により印加される電圧が、前記３相モータの駆動用の電源装置の電圧又はそれを分圧した電圧であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の３相モータの漏電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光装置のステージ駆動用に使用される３相リニアモータ等の、３相モータにおける各巻線の漏電を、高感度で検出することが可能な３相モータの漏電検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置においては、レチクルステージ、ウエハステージの駆動用に３相リニアモータが使用されている。その制御回路の概要を図２に示す。３相モータ２１は、巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗを有する。それぞれの巻線には、Ｕ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２２ＷからのＰＷ変調された電圧が、リレーユニット２３のリレー２３Ｕ、２３Ｖ、２３Ｗを介して供給されている。
【０００３】
Ｕ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｗは、コントローラ２４からの指令パルスによって駆動され、高電圧直流電源装置２５からの電圧をＰＷ変調している。コントローラ２４には、外部から３相モータ２１の速度指令が与えられ、コントローラ２４は、この速度指令に応じて、ＰＷ変調の基となるパルスをＵ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２２Ｗに与える。
【０００４】
図２は、リレー２３Ｕ、２３Ｖ、２３Ｗがａ接点側に接続され、３相モータ２１が駆動状況にあるときの状態を示しているが、コントローラ２４から３相モータ２１の停止指令が出されると、リレー２３Ｕ、２３Ｖ、２３Ｗがｂ接点側に接続され、これにより巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗがショートされて、発電制動により３相モータ２１が停止する。３相モータ２１を駆動しないときは、巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗはショートされた状態に保たれる。
【０００５】
巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗの漏電を検出するために、漏電継電器２６が設けられている。漏電継電器２６は、巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗへの給電線を囲むコイル２７により、巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗに流れる電流の総和を検出する。巻線２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗの漏電がなければ、これらの電流の総和は０であるが、漏電があると０とならず、コイル２７に電圧が発生するので、漏電の発生を検出することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、露光装置のスループットを向上させるために種々の改善がなされているが、レチクルステージ、ウエハステージの高速駆動もそのうちの一つである。これらのステージを高速駆動するために、駆動源である３相リニアモータとして高出力のものが使用されるようになってきている。
【０００７】
高出力の３相リニアモータは、その分、熱の発生が大きい。従来、３相リニアモータのコイルの冷却には、絶縁体であるフロリナートが使用されてきた。しかしながら、より冷却効率を上げる必要があるため、最近では、フロリナートに代えて、比熱や熱伝達率が高い水を使用することが行われるようになってきている。
【０００８】
ところが、水は絶縁性が悪く、又、巻線の被覆に微小な欠陥があると、電気分解が発生して、さらに被覆の損傷を大きくし、最後には巻線の断線につながるという問題点がある。このような問題点を解決するためには、巻線の冷却に水を使用する場合、微小な漏電電流を検出する必要がある。図２に示すように、従来においても、漏電継電器が巻線の漏電を検出するために使用されてきたが、従来の漏電継電器の場合、ノイズが大きく、微小な漏電電流を検出できないという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、３相モータにおいて、微小な漏電電流を検出することができる３相モータの漏電検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための第１の手段は、３相モータの各巻線が、前記巻線に駆動電力を供給する駆動回路と接続可能とされ、かつ前記３相モータの各巻線の中点が接地されていない３相モータの漏電検出装置であって、全ての前記巻線を前記駆動回路から切り離すスイッチング手段と、前記各巻線の少なくとも一つに電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段と前記巻線との問に流れる電流を検出する電流検出手段を有することを特徴する３相モータの漏電検出装置である。
【００１１】
本手段においては、スイッチ手段により、駆動回路と３相モータの各巻線が電気的に切り離された状態にしておき、電圧印加手段で少なくとも一つの巻線に電圧を印加する。３相モータでは各巻線の一方が中点で全て接続されており、かつ各巻線の他方は絶縁されているので、このときに電圧印加手段と巻線との間に電流が流れないはずである。しかし、巻線の被覆の欠陥や損傷により、周囲の冷却媒体を介して漏電していると、電圧印加手段と巻線との間に電流が流れることになる。このような漏洩電流の検出手段により、従来の技術で行われている電磁誘導を利用した技術よりも、僅かな電流の流れを検出でき、またノイズの発生源となる駆動回路からも切り離されているので、Ｓ／Ｎ比も向上する。
【００１２】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記スイッチ手段は、前記３相モータが、モータを停止させる際に前記各巻線同士を短絡させるブレーキ用リレーであり、前記電圧印加手段は、前記ブレーキ用リレーにより前記各巻線が短絡されたときに、記各巻線に同時に同電位の電圧を印加する機能を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本手段においては、ブレーキ用リレーにより各巻線が短絡されたときに、各巻線を短絡する線に電圧を印加することでも漏電検出が可能になるので、回路構成を簡単にすることができる。
【００１４】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記電圧印加手段により印加される電圧が、前記３相モータの駆動用の電源装置の電圧又はそれを分圧した電圧であることを特徴とするものである。
【００１５】
本手段においては、３相モータの駆動用の電源装置の電圧を、漏洩電流検出のための印加電圧として使用しているので、電源装置を別に設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、３相モータにおいて、微小な漏電電流を検出することができる３相モータの漏電検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である３相モータの漏電検出装置の概要を示す回路図である。３相モータ１は、水中にある巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを有する。それぞれの巻線は中性点１Ｃでスター結線されている。又中性点１Ｃでの接地はされていない。それぞれの巻線には、Ｕ相ＰＷＭ駆動装置２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２ＷからのＰＷ変調された電圧が、リレーユニット３のリレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを介して供給されている。
【００１８】
Ｕ相ＰＷＭ駆動装置２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２Ｗは、コントローラ４からの指令パルスによって駆動され、高電圧直流電源装置５からの電圧をＰＷ変調している。コントローラ４には、外部から３相モータ１の速度指令が与えられ、コントローラ４は、この速度指令に応じて、ＰＷ変調の基となるパルスをＵ相ＰＷＭ駆動装置２Ｕ、Ｖ相ＰＷＭ駆動装置２Ｖ、Ｗ相ＰＷＭ駆動装置２Ｗに与える。
【００１９】
図１は、リレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗがａ接点側に接続され、３相モータ１が駆動状況にあるときの状態を示しているが、コントローラ４から３相モータ１の停止指令が出されると、リレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗがｂ接点側に接続され、これにより巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗがショートされて、発電制動により３相モータ１が停止する。３相モータ１を駆動しないときは、巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗはショートされた状態に保たれる。
【００２０】
以上の構成は、図２に示した従来の回路と同じであるが、本実施の形態においては、３相モータ１の停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗをショートする配線７に、抵抗８を介して、漏電検出器６から電圧が印加されるようにされているところが異なる。漏電検出器６の電源は、高電圧直流電源装置５から供給され、高電圧直流電源装置５が発生する高電圧が、漏電検出器６から供給される。
【００２１】
コントローラ４から３相モータ１の停止指令が出され、リレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗがｂ接点側に接続されて、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗがショートされると同時に、又はショートされてから所定時間が経過してから、漏電検出器６より抵抗８を介して配線７に電圧が印加される。もし、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗが漏電していない場合は、電圧を印加しても電流が流れず、いずれかが漏電していると電流が流れるので、流れる電流を検出（例えば抵抗８の両端の電圧を検出したり、漏電検出器６内のリレーユニット側に電流リレーを設けることにより検出する）することによって、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの漏電を検出することができる。
【００２２】
なお、抵抗８は、停止時に巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの漏電によって大電流が流れ、漏電検出器６を破損しないような電流制限抵抗の役割を果たしている。図１に示す回路では、漏電の検出の際、ＰＷＭ駆動装置２Ｕ、２Ｖ、２Ｗは検出回路から切り離されているので、これらの影響を受けず、又、これらに影響を与えずに漏電を検出することができる。
【００２３】
以上の説明においては、３相モータ１を停止させる際、又は停止させた直後に漏電を検出していたが、１を起動する直前に漏電を検出するようにしてもよい。
【００２４】
この実施の形態においては、発電制動時に切り替えられるリレーユニット３の各リレー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを有効に利用することにより、回路を簡単にしているが、巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを駆動回路から、電気的に切り離し、どこにも接続されていない状態にした上で、巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗの少なくとも一つに漏電検出器６に接続して、電圧を印加するようにしてもよい。このとき、巻線１Ｕ、１Ｖ、１Ｗは中性点で接地されておらず、スター結線されているので、どの巻線にも同じ電圧が印加され、正常であれば電流が流れない。又、印加する電圧は交流でもよいが、直流電圧の方が検出が簡単である。特に、図１に示す回路においては、モータ駆動用の電源として使用される高電圧直流電源装置５が存在するので、これを利用することにより、回路を簡単にできる。勿論、別に電源装置を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の１例である３相モータの漏電検出装置の概要を示す回路図である。
【図２】従来の３相リニアモータの制御回路の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…３相モータ、２Ｕ…Ｕ相ＰＷＭ駆動装置、２Ｖ…Ｖ相ＰＷＭ駆動装置、２Ｗ…Ｗ相ＰＷＭ駆動装置、３…リレーユニット、３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ…リレー、４…コントローラ、５…高電圧直流電源装置、６…漏電検出器、７…配線、８…抵抗
【図１】
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【図２】
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