(57)【要約】【課題】  ３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出する。【解決手段】  Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に印加されている電圧を検出し、それぞれ入力抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して演算増幅器（加算器）ＯＰ１に入力する。演算増幅器ＯＰ１により加算された各相の印加電圧値は、２つのコンパレータＣＰ１、ＣＰ２に入力される。コンパレータＣＰ１の出力は、演算増幅器ＯＰ１の出力が第１の基準電圧（プラス）より高いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。一方、コンパレータＣＰ２の出力は、演算増幅器ＯＰ１の出力が第２の基準電圧より低いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。ＣＰ１、ＣＰ２の出力側電圧がLowレベルとなったときに、Ｗ相コイルが異常であると判断することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流制御方式で駆動されている３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、各相のコイルに印加されている電圧を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、前記コイルのいずれかが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法。
【請求項２】
電圧制御方式で駆動されている３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、各相のコイルに印加されている電流値を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、前記コイルのいずれかが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相リニアモータの異常を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３相リニアモータは、露光装置におけるレチクルステージやウエハステージの駆動用等に用いられている。これら３相リニアモータには、固定子と可動子を組み合わせて構成されているが、固定子側にコイルを設け固定子側に永久磁石を設けたムービングマグネット型と、移動子側にコイルを設け、固定子側に永久磁石を設けたムービングコイル型がある。以下の説明においては、ムービングマグネット型の３相リニアモータを例として説明するが、ムービングコイル型のものについても、これらの説明は同様に成り立つ。
【０００３】
図２に、３相リニアモータの回路の概要を示す。「指令信号」として与えられた速度指令信号を受けて、コントローラは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に与えるＰＷＭパルス信号を形成して出力する。この出力は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭ駆動増幅器により増幅され、スター結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに与えられる。
【０００４】
図３に、図２中で矩形で図示されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの詳細を示す。Ｕ相コイルはＵ−Ｌ１からＵ−Ｌ１０までの１０個のコイル、Ｖ相コイルはＶ−Ｌ１からＶ−Ｌ１０までの１０個のコイル、Ｗ相コイルはＷ−Ｌ１からＷ−Ｌ１０までの１０個のコイルから成り立っている。
【０００５】
Ｕ相コイルについて説明すると、各コイルＵ−Ｌ１からＵ−Ｌ１０は、それぞれスイッチをＳＷ−Ｕ１からＳＷ−Ｕ１０を介してＵ相ＰＷＭ駆動増幅器に結合されており、コントローラは、可動子の位置に応じて、各スイッチをオンオフする。通常、可動子の位置に応じた２個のコイルに対応するスイッチがオンとなるようになっている。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３相リニアモータのコイルは、使用中に断線したりショートするような場合がある。このようなことが起こった場合、固定子の走行性の異常により検出される場合があるが、単に見ただけでは分からない場合があり、そのために固定子の走行制御や位置制御が不良になっていても気が付かない場合がある。特に露光装置のレチクルステージやウエハステージに使用したような場合には、精密な制御が要求される場合が多く、コイルの異常が発生すると、重大な事故につながる可能性がある。又、これらのステージは、最近高速化しており、コイルの異常を早期に検出して修理しないと、ステージの異常走行により、ステージを破壊するような問題も発生しかねない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための第１の手段は、電流制御方式で駆動されている３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、各相のコイルに印加されている電圧を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、前記コイルのいずれかが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法（請求項１）である。
【０００９】
３相リニアモータで、各相のコイルに流す電流を制御する方式のものでは、３相の各相に流れる電流の総和がゼロとなるように電流値が制御される。各相のコイルの抵抗値は同じであるので、各相のコイルが正常であれば、各相のコイルに印加される電圧値の総和もゼロとなるはずである。
【００１０】
しかし、いずれかのコイルに断線やショートが発生すると、電流値は制御を受けているので変化しないが、電圧値が変化し、各相に印加される電圧値の総和がゼロとならないようになる。
【００１１】
本手段では、製作誤差等のばらつきを考慮して、アローアンスを見込んだ所定値を決め、各相のコイルに印加されている電圧を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、コイルのいずれかが異常であると判断するようにしている。
【００１２】
前記課題を解決するための第２の手段は、電圧制御方式で駆動されている３相リニアモータのコイルの異常を検出する方法であって、各相のコイルに印加されている電流値を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、前記コイルのいずれかが異常であると判断することを特徴とする３相リニアモータの異常検出方法（請求項２）である。
【００１３】
３相リニアモータで、各相のコイルに流す電圧を制御する方式のものでは、３相の各相に印加する電圧の総和がゼロとなるように電圧値が制御される。各相のコイルの抵抗値は同じであるので、各相のコイルが正常であれば、各相のコイルを流れる電流値の総和もゼロとなるはずである。
【００１４】
しかし、いずれかのコイルに断線やショートが発生すると、電圧値は制御を受けているので変化しないが、電流値が変化し、各相を流れる電圧値の総和がゼロとならないようになる。
【００１５】
本手段では、製作誤差等のばらつきを考慮して、アローアンスを見込んだ所定値を決め、各相のコイルに印加されている電流値を検出し、その和の絶対値が所定値以上になったとき、前記コイルのいずれかが異常であると判断するようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、３相リニアモータの使用中に、そのコイルの異常を検出することができる。
【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である３相リニアモータの異常検出方法を説明するための図であり、図２に示した回路に、本発明を実施するための回路が付け加わったものである。
【００１８】
「指令信号」として与えられた速度指令信号を受けて、コントローラは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に与えるＰＷＭパルス信号を形成して出力する。この出力は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭ駆動増幅器により増幅され、スター結線されたＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに与えられる。図に矩形で示されているＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルは、実際には図３に示したような複数のコイルの集まりである。
【００１９】
以下、本発明を実施するために付属された回路について説明するが、これらの回路は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相について同じであるので、以下の説明については、Ｗ相についてのみ説明を行う。又、この３相リニアモータは電流制御型のものであるとし、コントローラは、各相コイルに流す電流が所定値になるようにＰＷＭ制御のパルス幅を決定しているものとする。
【００２０】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に印加されている電圧を検出し、それぞれ入力抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して演算増幅器（加算器）ＯＰ１に入力する。演算増幅器ＯＰ１は、基本的には３つの入力の加算を行う機能を有するが、フィードバック回路にコンデンサＣ１が結合されていることにより積分作用を有し、これにより、各相電圧に含まれるリップル分を平滑して取り除くような作用を有している。
【００２１】
演算増幅器ＯＰ１により加算された各相の印加電圧値は、２つのコンパレータＣＰ１、ＣＰ２に入力される。２つのコンパレータＣＰ１とＣＰ２には、それぞれ抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７で分圧された２つの基準電圧がそれぞれ入力されているが、第１の基準電圧はプラス、第２の基準電圧はマイナスの極性とされている。
【００２２】
コンパレータＣＰ１の出力は、演算増幅器ＯＰ１の出力が第１の基準電圧より高いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。一方、コンパレータＣＰ２の出力は、演算増幅器ＯＰ１の出力が第２の基準電圧より低いときに０Ｖ（Lowレベル）となるようにされ、それ以外のときは供給電圧(Hiレベル)とされるようになっている。
【００２３】
従って、並列接続されたコンパレータＣＰ１、ＣＰ２の出力側は、演算増幅器の出力が第１の基準電圧と第２の基準電圧の間にあるときHiレベルとなり、その他のときにはLowレベルとなる。よって、２つの基準電圧を、Ｗ相コイルが正常であるときの最大値と最小値に対応するように定めておくことにより、ＣＰ１、ＣＰ２の出力側電圧がLowレベルとなったときに、Ｗ相コイルが異常であると判断することができる。
【００２４】
以上の説明は、３相パルスモータが電流制御方式で駆動される場合についての説明であったが、電圧駆動方式で駆動される場合についても同様な方法が採用できる。この場合には、各相への配線中に電流検出用抵抗を入れて、その両端の電圧を検出したり、ＣＴにより各相への電流値を電圧変換して検出したりして、その出力を、図１の入力抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に接続すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態である３相リニアモータの異常検出方法を説明するための図である。
【図２】３相リニアモータの回路の概要を示す図である。
【図３】各相コイルの実際の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ｒ１〜Ｒ８…抵抗、ＯＰ１…演算増幅器（加算器）、ＣＰ１，ＣＰ２…コンパレータ、ＳＷ１…スイッチ、Ｃ１…コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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