JP2006006041A - Abnormality detecting method for three-phase linear motor - Google Patents

Abnormality detecting method for three-phase linear motor Download PDF

Info

Publication number
JP2006006041A
JP2006006041A JP2004180407A JP2004180407A JP2006006041A JP 2006006041 A JP2006006041 A JP 2006006041A JP 2004180407 A JP2004180407 A JP 2004180407A JP 2004180407 A JP2004180407 A JP 2004180407A JP 2006006041 A JP2006006041 A JP 2006006041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
coil
output
linear motor
coils
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004180407A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuzo Mototsugu
龍造 本告
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2004180407A priority Critical patent/JP2006006041A/en
Publication of JP2006006041A publication Critical patent/JP2006006041A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the abnormality of a coil while using a three-phase linear motor. <P>SOLUTION: Voltages applied to a U-phase, a V-phase and a W-phase respectively are detected, and inputted to an operational amplifier (summer) OP1 via input resistors R1, R2 and R3, respectively. Applied voltage values of the respective phases added by the operational amplifier OP1 are inputted to two comparators CP1, CP2. An output from the comparator CP1 is made to be 0V (Low level) when an output from the operation amplifier OP1 is higher than a first reference voltage (plus), and made to be a supply voltage (Hi level) when the output of the operation amplifier is lower than the reference voltage. An output from the comparator CP2 is made to be 0V (Low level) when the output from the operational amplifier OP1 is lower than a second reference voltage, and made to be a supply voltage (Hi level) when the output of the operation amplifier is higher than the reference voltage. When output side voltages of the CP1, CP2 fall in Low levels, the W-phase coil can be determined to be abnormal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a method for detecting an abnormality in a three-phase linear motor.

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。   The three-phase linear motor is used for driving a reticle stage or wafer stage in an exposure apparatus. These three-phase linear motors are configured by combining a stator and a mover. The moving magnet type has a coil on the stator side and a permanent magnet on the stator side, and a coil on the mover side. There is a moving coil type in which a permanent magnet is provided on the stator side. In the following description, a moving magnet type three-phase linear motor will be described as an example. However, these descriptions also apply to a moving coil type.

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。   FIG. 2 shows an outline of a circuit of a three-phase linear motor. Upon receiving the speed command signal given as the “command signal”, the controller forms and outputs PWM pulse signals to be given to the U phase, the V phase, and the W phase. This output is amplified by a U-phase, V-phase, and W-phase PWM drive amplifier, and is supplied to a star-connected U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil.

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。   FIG. 3 shows details of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil that are shown as rectangles in FIG. The U-phase coil has 10 coils from U-L1 to U-L10, the V-phase coil has 10 coils from V-L1 to VL10, and the W-phase coil has 10 coils from W-L1 to W-L10. It consists of individual coils.

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。   The U-phase coil will be described. Each of the coils U-L1 to U-L10 has a switch coupled to the U-phase PWM drive amplifier via SW-U1 to SW-U10, and the controller is positioned at the position of the mover. In response, each switch is turned on and off. Normally, a switch corresponding to two coils corresponding to the position of the mover is turned on. The same applies to the V phase and the W phase.

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。   A coil of a three-phase linear motor may be disconnected or short-circuited during use. When this happens, it may be detected due to an abnormality in the running performance of the stator, but it may not be understood by simply looking at it, which causes poor running control and position control of the stator. You may not even notice it. In particular, when used in a reticle stage or wafer stage of an exposure apparatus, precise control is often required, and if a coil abnormality occurs, it may lead to a serious accident. In addition, these stages have recently been increased in speed, and if an abnormality in the coil is not detected and repaired at an early stage, there is a possibility that the stage may be damaged due to abnormal running of the stage.

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。   This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to detect abnormality of the coil during use of a three-phase linear motor.

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。   A first means for solving the above problem is a method for detecting an abnormality in a coil of a three-phase linear motor driven by a current control method, and detects a voltage applied to each phase coil. When the absolute value of the sum is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that any one of the coils is abnormal.

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。   In a three-phase linear motor that controls the current flowing through the coils of each phase, the current value is controlled so that the sum of the currents flowing through the three phases is zero. Since the resistance values of the coils of each phase are the same, if the coils of each phase are normal, the sum of the voltage values applied to the coils of each phase should be zero.

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。   However, if a break or short occurs in any of the coils, the current value does not change because it is controlled, but the voltage value changes and the sum of the voltage values applied to each phase does not become zero. .

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。   In this means, taking into account variations in manufacturing errors, etc., a predetermined value that allows for allowances is determined, the voltage applied to the coils of each phase is detected, and the absolute value of the sum exceeds a predetermined value Any of the coils is determined to be abnormal.

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。   A second means for solving the above problem is a method for detecting an abnormality of a coil of a three-phase linear motor driven by a voltage control method, and detects a current value applied to the coil of each phase. Then, when the absolute value of the sum is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that any one of the coils is abnormal. (Claim 2)

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。   In a three-phase linear motor that controls the voltage applied to each phase coil, the voltage value is controlled so that the sum of the voltages applied to each phase of the three phases becomes zero. Since the resistance values of the coils of each phase are the same, if the coils of each phase are normal, the sum of the current values flowing through the coils of each phase should be zero.

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。   However, if a break or short occurs in any of the coils, the voltage value does not change because it is controlled, but the current value changes, and the sum of the voltage values flowing through each phase does not become zero.

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。   In this means, taking into account variations in manufacturing errors, etc., a predetermined value was determined in consideration of allowances, the current value applied to the coils of each phase was detected, and the absolute value of the sum was greater than or equal to the predetermined value At this time, it is determined that any one of the coils is abnormal.

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。   According to the present invention, the abnormality of the coil can be detected during the use of the three-phase linear motor.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an abnormality detection method for a three-phase linear motor according to an embodiment of the present invention, in which a circuit for carrying out the present invention is added to the circuit shown in FIG. is there.

「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。   Upon receiving the speed command signal given as the “command signal”, the controller forms and outputs PWM pulse signals to be given to the U phase, the V phase, and the W phase. This output is amplified by a U-phase, V-phase, and W-phase PWM drive amplifier, and is supplied to a star-connected U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil. The U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil that are indicated by rectangles in the figure are actually a collection of a plurality of coils as shown in FIG.

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。   Hereinafter, although the circuit attached in order to implement this invention is demonstrated, since these circuits are the same about U phase, V phase, and W phase, only the W phase is demonstrated about the following description. . Further, it is assumed that the three-phase linear motor is of a current control type, and the controller determines the pulse width of the PWM control so that the current flowing through each phase coil becomes a predetermined value.

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。   The voltages applied to the U-phase, V-phase, and W-phase are detected and input to the operational amplifier (adder) OP1 through the input resistors R1, R2, and R3, respectively. The operational amplifier OP1 basically has a function of adding three inputs. However, the operational amplifier OP1 has an integration function by coupling the capacitor C1 to the feedback circuit, and thereby, the ripple component included in each phase voltage. Has the effect of smoothing and removing.

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。   The applied voltage value of each phase added by the operational amplifier OP1 is input to the two comparators CP1 and CP2. The two reference voltages divided by the resistors R5, R6, and R7 are input to the two comparators CP1 and CP2, respectively. The first reference voltage is positive and the second reference voltage is negative. It is said that.

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。   The output of the comparator CP1 is set to 0 V (Low level) when the output of the operational amplifier OP1 is higher than the first reference voltage, and is set to the supply voltage (Hi level) otherwise. Yes. On the other hand, the output of the comparator CP2 is set to 0 V (Low level) when the output of the operational amplifier OP1 is lower than the second reference voltage, and is set to the supply voltage (Hi level) otherwise. It has become.

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。   Accordingly, the output side of the comparators CP1 and CP2 connected in parallel becomes Hi level when the output of the operational amplifier is between the first reference voltage and the second reference voltage, and becomes Low level in other cases. Therefore, by setting the two reference voltages so as to correspond to the maximum value and the minimum value when the W-phase coil is normal, when the output side voltages of CP1 and CP2 become low level, W It can be determined that the phase coil is abnormal.

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。   Although the above description is about the case where the three-phase pulse motor is driven by the current control method, the same method can be adopted when the three-phase pulse motor is driven by the voltage drive method. In this case, a resistance for current detection is inserted in the wiring to each phase, and the voltage at both ends is detected, or the current value to each phase is detected by CT and the output is output. May be connected to the input resistors R1, R2, and R3 of FIG.

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。It is a figure for demonstrating the abnormality detection method of the three-phase linear motor which is embodiment of this invention. 3相リニアモータの回路の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the circuit of a three-phase linear motor. 各相コイルの実際の構成を示す図である。It is a figure which shows the actual structure of each phase coil.

符号の説明Explanation of symbols

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
R1 to R8 ... resistors, OP1 ... operational amplifiers (adders), CP1, CP2 ... comparators, SW1 ... switches, C1 ... capacitors

Claims (2)

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。 A method for detecting an abnormality in a coil of a three-phase linear motor driven by a current control method, in which a voltage applied to a coil of each phase is detected, and the absolute value of the sum exceeds a predetermined value A method of detecting an abnormality of a three-phase linear motor, wherein one of the coils is determined to be abnormal. 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。
A method for detecting an abnormality in a coil of a three-phase linear motor driven by a voltage control method, in which a current value applied to a coil of each phase is detected, and the absolute value of the sum becomes a predetermined value or more. An abnormality detection method for a three-phase linear motor, wherein any one of the coils is determined to be abnormal.
JP2004180407A 2004-06-18 2004-06-18 Abnormality detecting method for three-phase linear motor Pending JP2006006041A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004180407A JP2006006041A (en) 2004-06-18 2004-06-18 Abnormality detecting method for three-phase linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004180407A JP2006006041A (en) 2004-06-18 2004-06-18 Abnormality detecting method for three-phase linear motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006006041A true JP2006006041A (en) 2006-01-05

Family

ID=35773965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004180407A Pending JP2006006041A (en) 2004-06-18 2004-06-18 Abnormality detecting method for three-phase linear motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006006041A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05508297A (en) * 1990-07-10 1993-11-18 アライド・シグナル・コーポレーテツド digital motor controller
JP2003235292A (en) * 2002-02-12 2003-08-22 Nikon Corp Polyphase motor driver, stage apparatus, and aligner
JP2004064839A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyoda Mach Works Ltd Steering control system for vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05508297A (en) * 1990-07-10 1993-11-18 アライド・シグナル・コーポレーテツド digital motor controller
JP2003235292A (en) * 2002-02-12 2003-08-22 Nikon Corp Polyphase motor driver, stage apparatus, and aligner
JP2004064839A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyoda Mach Works Ltd Steering control system for vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5606387B2 (en) Motor control apparatus and motor insulation deterioration detection method
JP6330057B2 (en) Power conversion device and electric power steering device using the same
JP2012233826A5 (en)
JP6217554B2 (en) Inverter device
JP2018107880A (en) Power converter control device
JP5377989B2 (en) Motor control device
JP2015208143A (en) Motor drive device
CN108604876B (en) Motor control device
JPH09172791A (en) Failure detection device for a.c. motor control circuit
US9929682B2 (en) Motor control device
JP2017093056A (en) Power conversion device and electric power steering device
JP6351856B2 (en) Synchronous motor control device, compressor drive device and air conditioner
JP2006254671A (en) Three-phase voltage type inverter system
JP2011172300A (en) Fan motor controller
JP6967470B2 (en) Control device
JP2005210830A (en) Method and program for detecting abnormality of motor driving apparatus
JP2003111469A (en) Control method and controller of motor
JP5081633B2 (en) Motor control device
KR101787273B1 (en) Motor driving apparatus and method for detecting disconnection of wire of the same
JP4422514B2 (en) Power converter
KR20170099246A (en) Motor driving apparatus and air conditioner including the same
JP2007170868A (en) Current detecting circuit
JP2006006041A (en) Abnormality detecting method for three-phase linear motor
JP6157599B2 (en) Power conversion apparatus, motor drive apparatus including the same, blower including the same, compressor, air conditioner including them, refrigerator, and refrigerator
JP3590541B2 (en) DC brushless motor drive

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070228

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100413

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100818