(57)【要約】【課題】水を冷却液体として使用している場合に、巻線からの小さな漏れ電流を検出することが可能なリーク電流検出回路を提供する。【解決手段】モータＭ１の内部には、リーク検出用電極ＤＥＴ１が設けられており、それからの配線が直流電源ＨｉＶにつながり、更にリーク検出器ＤＥＴ２を通して、ＰＷＭ駆動装置に直流電圧を供給する直流電源からの配線のマイナス側につながっている。リーク検出器ＤＥＴ２は、交流分をカットするフィルタを有し、直流電流の大きさのみを検出するようになっている。巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のうち、少なくとも１つが絶縁不良となると、直流電源ＨｉＶからの電流が、この絶縁不良部を通して流れるので、この電流がリーク検出器ＤＥＴ２によって検出され、所定のスレッシュホールドレベルを超えると、モータＭ１の巻線の絶縁不良と判断される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ駆動装置によって駆動される水冷式モータの巻線からのリーク電流を検出する回路であって、水冷される巻線が収納され、絶縁されたモータの筐体内に設けられたリーク検出用電極と、前記ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側との間に流れる直流電流を検出し、当該直流電流が所定値を超えたとき前記巻線にリーク電流が発生したとするリーク電流検出回路。
【請求項２】
ＰＷＭ駆動装置によって駆動される水冷式モータの巻線からのリーク電流を検出する回路であって、水冷される巻線が収納され、絶縁されたモータの筐体内に設けられたリーク検出用電極と、前記ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側との間に流れる電流を検出する電流検出器と、当該電流検出器によって検出された電流を、前記巻線に流れる電流の位相に合わせて同期検波する同期検波器と、前記同期検波器の出力が所定値を超えたとき前記巻線にリークが発生したとするリーク電流検出回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリーク電流検出回路に接続されるリーク検出用電極を内部に有することを特徴とする水冷式モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーク電流検出回路及び水冷式モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体露光装置の高スループット化が求められ、それに応えるために、高速で高出力のモータの需要が高まっている。高速で高出力のモータの冷却方式として、従来は、フロリナートのような絶縁性液体をモータ内に流通させ、それにより巻線の冷却を行っていた。しかし、フロリナートのような絶縁性液体は比熱が低く、冷却効率が悪いため、最近では冷却液体として水を使用するようになってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水は絶縁性が悪いため、モータの巻線が劣化したり損傷を受けたりして、そこから電流のリークが発生すると、モータ全体が損傷する原因となる。よって、冷却液体として水を使用する場合には、巻線からの微小な電流のリークを検出し、警報を出したり、使用を停止したりする必要がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、巻線からの小さな漏れ電流を検出することが可能なリーク電流検出回路、およびそれを使用することができる水冷式モータ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】
【０００５】
前記課題を達成するための第１の手段は、ＰＷＭ駆動装置によって駆動される水冷式モータの巻線からのリーク電流を検出する回路であって、水冷される巻線が収納され、絶縁されたモータの筐体内に設けられたリーク検出用電極と、前記ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側との間に流れる直流電流を検出し、当該直流電流が所定値を超えたとき前記巻線にリーク電流が発生したとするリーク電流検出回路である。
【０００６】
モータ巻線からの漏れ電流を検出する場合に、その交流成分を検出しようとすると、漏れ電流以外にも、誘導成分や容量結合によって漏れた微小な電流が検出されてノイズとなり、Ｓ／Ｎ比が悪くなる。本手段においては、ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側と、リーク検出用電極の間に流れる直流電流を検出しているので、これらのノイズの影響を受けにくく、Ｓ／Ｎ比の良い検出が可能である。
【０００７】
前記課題を解決するための第２の手段は、ＰＷＭ駆動装置によって駆動される水冷式モータの巻線からのリーク電流を検出する回路であって、水冷される巻線が収納され、絶縁されたモータの筐体内に設けられたリーク検出用電極と、前記ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側との間に流れる電流を検出する電流検出器と、当該電流検出器によって検出された電流を、前記巻線に流れる電流の位相に合わせて同期検波する同期検波器と、前記同期検波器の出力が所定値を超えたとき前記巻線にリークが発生したとするリーク電流検出回路である。
【０００８】
本手段においては、ＰＷＭ駆動装置に電源を供給する直流ラインの正極側又は負極側と、リーク検出用電極の間に流れる交流電流を検出しているので、前述のようにＳ／Ｎ比が悪くなるが、巻線に流れる電流の位相に合わせて同期検波を行い、その出力によって漏れ電流を判定しているので、Ｓ／Ｎ比を高め、高感度での検出が可能となる。
【０００９】
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の手段であるリーク電流検出回路に接続されるリーク検出用電極を内部に有することを特徴とする水冷式モータである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水を冷却液体として使用している場合に、巻線からの小さな漏れ電流を検出することが可能なリーク電流検出回路、およびそれを使用することができる水冷式モータ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】
【００１１】
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第１の例であるモータ、及びリーク電流検出回路の概要を示す図である。図示しない直流電源から供給される電源は、スイッチング素子であるＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６からなる周知の三相交流発生用ＰＷＭ駆動回路に供給され、その出力は、（Ｌ１，Ｃ１）、（Ｌ２，Ｃ２）、（Ｌ３，Ｃ３）からなるＬＣフィルタを通してモータＭ１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に供給される。これは、周知のＰＷＭ駆動回路と、それにより駆動される三相モータの電気回路である。モータＭ１の筐体は絶縁体で構成されており、筐体中には、冷却水入り口より冷却水が流入し、モータＭ１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を冷却した後、冷却水出口から排出される。
【００１２】
モータＭ１の内部には、リーク検出用電極ＤＥＴ１が設けられており、それからの配線が直流電源ＨｉＶにつながり、更にリーク検出器ＤＥＴ２を通して、ＰＷＭ駆動回路に直流電圧を供給する直流電源からの配線の負極側につながっている。リーク検出器ＤＥＴ２からの回線をＰＷＭ駆動回路に直流電圧を供給する直流電源からの配線の正極側につなげるようにしてもよい。リーク検出器ＤＥＴ２は、交流分をカットするフィルタを有し、直流電流の大きさのみを検出するようになっている。
【００１３】
巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のうち、少なくとも１つが絶縁不良となると、直流電源ＨｉＶからの電流が、この絶縁不良部を通して流れるので、この電流がリーク検出器ＤＥＴ２によって検出され、所定のスレッシュホールドレベルを超えると、モータＭ１の巻線の絶縁不良と判断される。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態の第２の例であるモータ、及びリーク電流検出回路の概要を示す図である。図２におけるモータ駆動用の回路は、図１に示したものと同じであるので、図１に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００１５】
図２においては、モータＭ１の内部には、リーク検出用電極ＤＥＴ１が設けられており、それからの配線がリーク検出器ＤＥＴ３を通して、ＰＷＭ駆動回路に直流電圧を供給する直流電源からの配線の負極側につながっている。リーク検出器ＤＥＴ３からの回線をＰＷＭ駆動回路に直流電圧を供給する直流電源からの配線の正極側につなげるようにしてもよい。
【００１６】
リーク検出器ＤＥＴ３には、発振器ＯＳＣ１からパルスが入力されている。このパルスは、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流とそれぞれ同期した３つのパルスである。リーク検出器ＤＥＴ３は、リーク検出用電極ＤＥＴ１と、ＰＷＭ駆動回路に直流電圧を供給する直流電源からの配線の負極側との間に流れる電流を検出し、それを、これらの３つのパルスにそれぞれ同期して同期整流し、３つの検出信号を形成する。そして、これらの検出信号のうち、少なくとも１つが所定のスレッシュホールドレベルを超えると、モータＭ１の巻線の絶縁不良と判断する。
【００１７】
前述のように、リーク検出器ＤＥＴ３は、リーク検出用電極ＤＥＴ１と直流電源からの配線の負極側との間には、誘導成分や容量結合によって漏れた微小な電流が流れておりリーク検出のノイズとなるが、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流にそれぞれ同期して同期整流をかけることにより、これらのノイズに対するＳ／Ｎ比を向上させてリーク検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例であるモータ、及びリーク電流検出回路の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例であるモータ、及びリーク電流検出回路の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
ＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６…スイッチング素子（ＩＧＢＴ）、Ｌ１〜Ｌ３…リアクタンス、Ｃ１〜Ｃ３…コンデンサ、Ｍ１…モータ、Ｕ１〜Ｗ１…巻線、ＤＥＴ１…リーク検出用電極、ＨｉＶ…直流電源、ＤＥＴ２…リーク検出器、ＤＥＴ３…リーク検出器、ＯＳＣ１…発振器
【図１】
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【図２】
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