JPH1198681A - モータ駆動装置の過負荷保護装置およびこれを用いた位置決めテーブル装置 - Google Patents
モータ駆動装置の過負荷保護装置およびこれを用いた位置決めテーブル装置Info
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- JPH1198681A JPH1198681A JP9270380A JP27038097A JPH1198681A JP H1198681 A JPH1198681 A JP H1198681A JP 9270380 A JP9270380 A JP 9270380A JP 27038097 A JP27038097 A JP 27038097A JP H1198681 A JPH1198681 A JP H1198681A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータおよびモータ駆動装置を確実に保護す
る。 【解決手段】 負荷であるモータに駆動電流または電圧
を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を制
限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を備
えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、前記
モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検出手
段と、該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル電
圧検出手段と、該モータの移動速度を検出する速度検出
手段と、該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該モ
ータコイルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求め
る誘導電圧演算手段とを設け、これらのコイル電流、コ
イル電圧および誘導電圧に基づいて、モータコイルやモ
ータ駆動装置ドライバ段の温度に関する値を算出し、そ
の算出値がそれらのコイルやドライバ段の温度の許容値
に相当する値を越えた時、前記出力制限手段または出力
禁止手段を動作させて前記モータの駆動を制限または禁
止する。
る。 【解決手段】 負荷であるモータに駆動電流または電圧
を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を制
限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を備
えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、前記
モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検出手
段と、該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル電
圧検出手段と、該モータの移動速度を検出する速度検出
手段と、該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該モ
ータコイルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求め
る誘導電圧演算手段とを設け、これらのコイル電流、コ
イル電圧および誘導電圧に基づいて、モータコイルやモ
ータ駆動装置ドライバ段の温度に関する値を算出し、そ
の算出値がそれらのコイルやドライバ段の温度の許容値
に相当する値を越えた時、前記出力制限手段または出力
禁止手段を動作させて前記モータの駆動を制限または禁
止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置や
ＩＣボンディング装置、プローバ等の半導体製造装置、
産業用ロボットおよびＮＣマシン等におけるモータ駆動
装置の、過負荷保護装置に関するものである。
ＩＣボンディング装置、プローバ等の半導体製造装置、
産業用ロボットおよびＮＣマシン等におけるモータ駆動
装置の、過負荷保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータ駆動装置では、例えばモー
タドライバ部の最終出力段であるトランジスタ等の電流
出力素子の温度をサーミスタ等の温度検出器で検出し、
その検出温度が予め定めた温度以上の時、前記電流出力
素子からの電流出力を禁止して異常を警告する等の過負
荷保護回路が一般に使用されている。
タドライバ部の最終出力段であるトランジスタ等の電流
出力素子の温度をサーミスタ等の温度検出器で検出し、
その検出温度が予め定めた温度以上の時、前記電流出力
素子からの電流出力を禁止して異常を警告する等の過負
荷保護回路が一般に使用されている。
【０００３】また、回転モータにおいてはモータの匡体
の温度を温度ヒューズ等の温度検出器で検出し、 その検
出温度が予め定めた温度以上の時、前記電流出力素子か
らの電流出力を禁止する等の過負荷保護回路が一般に使
用されている。
の温度を温度ヒューズ等の温度検出器で検出し、 その検
出温度が予め定めた温度以上の時、前記電流出力素子か
らの電流出力を禁止する等の過負荷保護回路が一般に使
用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のモータ駆動装置の過負荷保護装置では、下記のよう
な問題がある。例えば、半導体露光装置のＸＹステージ
の駆動装置ではモータは連続して動くのではなく、ある
距離を移動した後に位置合わせを行ない、その後の露光
等の処理を行なう期間は停止している。このＸＹステー
ジの場合、駆動時間を最短にするため最大加速度で加減
速するが、その間電流出力手段であるモータドライバ部
からモータへ最大電流を流すため、それらのモータドラ
イバ部およびモータは発熱する。次に、位置合わせし、
その後、露光等の処理を行なう間、前記モータは停止し
ているのでモータおよびモータドライバ部は放熱する。
しかし、前記モータの負荷容量がモータドライバ部の出
力容量より小さい場合や、モータの放熱状態がモータド
ライバ部の放熱状態より悪い場合、モータの発熱がモー
タドライバ部の発熱より大きく、モータが先に損傷し、
過負荷保護の機能が十分機能しない。
来のモータ駆動装置の過負荷保護装置では、下記のよう
な問題がある。例えば、半導体露光装置のＸＹステージ
の駆動装置ではモータは連続して動くのではなく、ある
距離を移動した後に位置合わせを行ない、その後の露光
等の処理を行なう期間は停止している。このＸＹステー
ジの場合、駆動時間を最短にするため最大加速度で加減
速するが、その間電流出力手段であるモータドライバ部
からモータへ最大電流を流すため、それらのモータドラ
イバ部およびモータは発熱する。次に、位置合わせし、
その後、露光等の処理を行なう間、前記モータは停止し
ているのでモータおよびモータドライバ部は放熱する。
しかし、前記モータの負荷容量がモータドライバ部の出
力容量より小さい場合や、モータの放熱状態がモータド
ライバ部の放熱状態より悪い場合、モータの発熱がモー
タドライバ部の発熱より大きく、モータが先に損傷し、
過負荷保護の機能が十分機能しない。
【０００５】これを回避するために例えばモータコイル
の温度をサーミスタや温度ヒューズ等の温度検出器で直
接検出する方法等も考えられるが、半導体露光装置のＸ
Ｙステージに用いられる多相リニアモータのように各コ
イルが空間的に距離を離して配置されている場合はそれ
ぞれのコイルに対して温度検出器を設置せねばならず、
また、その温度検出器数および配線数も多くなる欠点が
ある。
の温度をサーミスタや温度ヒューズ等の温度検出器で直
接検出する方法等も考えられるが、半導体露光装置のＸ
Ｙステージに用いられる多相リニアモータのように各コ
イルが空間的に距離を離して配置されている場合はそれ
ぞれのコイルに対して温度検出器を設置せねばならず、
また、その温度検出器数および配線数も多くなる欠点が
ある。
【０００６】また、温度検出器は、コイル自体と距離的
に離れているので、熱伝導に時間がかかり即時に動作で
きず、また、温度検出器の取り付け方法や取り付け場
所、前記コイルの放熱方法等の、温度検出器の設置方法
により、前記コイルの温度を正しく検出できず、発熱す
るモータコイル部やモータドライバ部を破損から完全に
保護できない。
に離れているので、熱伝導に時間がかかり即時に動作で
きず、また、温度検出器の取り付け方法や取り付け場
所、前記コイルの放熱方法等の、温度検出器の設置方法
により、前記コイルの温度を正しく検出できず、発熱す
るモータコイル部やモータドライバ部を破損から完全に
保護できない。
【０００７】特開平５−５６５５７に開示された可動体
駆動装置の過負荷保護装置は、モータの電流検出手段
と、モータまたはモータドライバ部の駆動電流をその最
大許容値と比較する手段と、モータとモータドライバ部
の合計の消費電力量（＝発熱量）演算手段と、その消費
電力量をその最大許容値と比較する手段とを備え、駆動
電流および消費電力量の少なくとも一方が最大許容値を
越えた場合にモータドライバの駆動電流出力を禁止して
いる。しかしながら、この装置もモータおよびモータド
ライバ部の保護機能の点で未だ十分なものではなかっ
た。
駆動装置の過負荷保護装置は、モータの電流検出手段
と、モータまたはモータドライバ部の駆動電流をその最
大許容値と比較する手段と、モータとモータドライバ部
の合計の消費電力量（＝発熱量）演算手段と、その消費
電力量をその最大許容値と比較する手段とを備え、駆動
電流および消費電力量の少なくとも一方が最大許容値を
越えた場合にモータドライバの駆動電流出力を禁止して
いる。しかしながら、この装置もモータおよびモータド
ライバ部の保護機能の点で未だ十分なものではなかっ
た。
【０００８】本発明は、上記従来の技術が有する問題点
に鑑みてなされたもので、モータおよびモータドライバ
部を確実に保護可能な、信頼性の高い、モータ駆動装置
の過負荷保護回路を提供することを目的としている。
に鑑みてなされたもので、モータおよびモータドライバ
部を確実に保護可能な、信頼性の高い、モータ駆動装置
の過負荷保護回路を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、負荷であるモータに駆動電流または電
圧を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を
制限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を
備えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、前
記モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検出
手段と、該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル
電圧検出手段と、該モータの移動速度を検出する速度検
出手段と、該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該
モータコイルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求
める誘導電圧演算手段とを設け、これらのコイル電流、
コイル電圧および誘導電圧に基づいて、モータコイルや
モータ駆動装置ドライバ段の温度に関する値を算出し、
その算出値がそれらのコイルやドライバ段の温度の許容
値に相当する値を越えた時、前記出力制限手段または出
力禁止手段を動作させて前記モータの駆動を制限または
禁止するようにしている。ここで、コイルやドライバ段
の温度の許容値に相当する値とは、例えばコイルの抵抗
値または温度、コイルの抵抗分の消費電力（熱損失）、
ドライバ段の損失電力等である。
め、本発明では、負荷であるモータに駆動電流または電
圧を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を
制限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を
備えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、前
記モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検出
手段と、該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル
電圧検出手段と、該モータの移動速度を検出する速度検
出手段と、該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該
モータコイルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求
める誘導電圧演算手段とを設け、これらのコイル電流、
コイル電圧および誘導電圧に基づいて、モータコイルや
モータ駆動装置ドライバ段の温度に関する値を算出し、
その算出値がそれらのコイルやドライバ段の温度の許容
値に相当する値を越えた時、前記出力制限手段または出
力禁止手段を動作させて前記モータの駆動を制限または
禁止するようにしている。ここで、コイルやドライバ段
の温度の許容値に相当する値とは、例えばコイルの抵抗
値または温度、コイルの抵抗分の消費電力（熱損失）、
ドライバ段の損失電力等である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の一形態で
は、負荷であるモータに駆動電流を印加する電流出力手
段の駆動電流を制限または禁止する出力制限手段または
出力禁止手段を備えたモータ駆動装置の過負荷保護回路
において、前記モータコイルに流れる電流ＩC を検出す
るコイル電流検出手段と、前記モータコイルの両端の電
圧ＶCを検出するコイル電圧検出手段と、前記モータの
移動速度ｖを検出する速度検出手段と、前記移動速度ｖ
からモータの電機子に誘導する逆起電圧（以下、誘導電
圧と略す）ＶA をＶA ＝ｋ・ｖ（ここでｋはモータの推
力定数［Ｎ／Ａ］）として求める誘導電圧演算手段と、
該コイル電圧ＶC と該誘導電圧ＶA の差分ＶC −ＶA を
該コイル電流ＩC で除算し、コイル抵抗値ＲC をＲC ＝
（ＶC −ＶA ）／ＩC として求めるコイル抵抗演算手段
と、該コイル抵抗値ＲC と予め定めた最大抵抗値ＲLMT
を比較する抵抗値比較手段を有し、該コイル抵抗を常時
または一定周期毎に監視し、（金属の抵抗値はその温度
に１対１で対応するので）該コイル抵抗ＲC が該最大抵
抗値ＲLMT 以上のときモータコイルの温度上昇が許容範
囲以上であると判定し、モータの駆動を制限または停止
する。
は、負荷であるモータに駆動電流を印加する電流出力手
段の駆動電流を制限または禁止する出力制限手段または
出力禁止手段を備えたモータ駆動装置の過負荷保護回路
において、前記モータコイルに流れる電流ＩC を検出す
るコイル電流検出手段と、前記モータコイルの両端の電
圧ＶCを検出するコイル電圧検出手段と、前記モータの
移動速度ｖを検出する速度検出手段と、前記移動速度ｖ
からモータの電機子に誘導する逆起電圧（以下、誘導電
圧と略す）ＶA をＶA ＝ｋ・ｖ（ここでｋはモータの推
力定数［Ｎ／Ａ］）として求める誘導電圧演算手段と、
該コイル電圧ＶC と該誘導電圧ＶA の差分ＶC −ＶA を
該コイル電流ＩC で除算し、コイル抵抗値ＲC をＲC ＝
（ＶC −ＶA ）／ＩC として求めるコイル抵抗演算手段
と、該コイル抵抗値ＲC と予め定めた最大抵抗値ＲLMT
を比較する抵抗値比較手段を有し、該コイル抵抗を常時
または一定周期毎に監視し、（金属の抵抗値はその温度
に１対１で対応するので）該コイル抵抗ＲC が該最大抵
抗値ＲLMT 以上のときモータコイルの温度上昇が許容範
囲以上であると判定し、モータの駆動を制限または停止
する。
【００１１】また、上記モータ駆動装置の過負荷保護装
置において、前記抵抗値比較手段の代わりに、前記コイ
ル抵抗値ＲC からコイルの温度ＴC を演算するコイル温
度演算手段と、該コイル温度ＴC と予め定めた最大温度
ＴLMT と比較する温度比較手段とを備え、前記コイル抵
抗値を常時または一定周期毎に監視する代わりに該コイ
ル温度を常時または一定周期毎に監視し、該コイル温度
ＴC が該最大温度ＴLMT 以上のときモータコイルの温度
上昇が許容範囲以上であると判定し、モータの駆動を制
限または停止するようにしてもよい。
置において、前記抵抗値比較手段の代わりに、前記コイ
ル抵抗値ＲC からコイルの温度ＴC を演算するコイル温
度演算手段と、該コイル温度ＴC と予め定めた最大温度
ＴLMT と比較する温度比較手段とを備え、前記コイル抵
抗値を常時または一定周期毎に監視する代わりに該コイ
ル温度を常時または一定周期毎に監視し、該コイル温度
ＴC が該最大温度ＴLMT 以上のときモータコイルの温度
上昇が許容範囲以上であると判定し、モータの駆動を制
限または停止するようにしてもよい。
【００１２】また、上記モータ駆動装置の過負荷保護装
置において、前記コイル温度演算手段および抵抗値もし
くは温度比較手段の代わりに、前記コイル電圧ＶC と前
記誘導電圧ＶA の差分ＶC −ＶA に前記コイル電流ＩC
を乗算し、コイルの消費電力ＷC をＷC ＝（ＶC −Ｖ
A )・ＩC として求める消費電力演算手段と、該消費電力
ＷC を一定周期で積算し、コイルの消費電力量（熱損
失）ΣＷC を求める積算手段と、該消費電力量ΣＷC と
予め定めたコイルの最大電力量ＥC と比較する電力量比
較手段を有し、該消費電力量を常時または一定周期毎に
監視し、該消費電力量ΣＷC が該最大電力量ＥC 以上の
ときコイルの発熱量が制限値以上であると判定し、モー
タの駆動を制限または停止するようにしてもよい。
置において、前記コイル温度演算手段および抵抗値もし
くは温度比較手段の代わりに、前記コイル電圧ＶC と前
記誘導電圧ＶA の差分ＶC −ＶA に前記コイル電流ＩC
を乗算し、コイルの消費電力ＷC をＷC ＝（ＶC −Ｖ
A )・ＩC として求める消費電力演算手段と、該消費電力
ＷC を一定周期で積算し、コイルの消費電力量（熱損
失）ΣＷC を求める積算手段と、該消費電力量ΣＷC と
予め定めたコイルの最大電力量ＥC と比較する電力量比
較手段を有し、該消費電力量を常時または一定周期毎に
監視し、該消費電力量ΣＷC が該最大電力量ＥC 以上の
ときコイルの発熱量が制限値以上であると判定し、モー
タの駆動を制限または停止するようにしてもよい。
【００１３】また、上記モータ駆動装置の過負荷保護装
置において、前記電流検出手段が検出した検出電流値Ｉ
C の絶対値：｜ＩC ｜を求める絶対値変換手段と、該検
出電流絶対値｜ＩC ｜と予め定めた最大許容電流値Ｉ
LMT と比較する電流比較手段を有し、該検出電流絶対値
を常時または一定周期毎に監視し、該検出電流絶対値｜
ＩC ｜が該最大許容電流値ＩLMT 以上のときモータもし
くはモータドライバの駆動電流が許容範囲以上であると
判定し、モータの駆動を制限または停止するようにして
もよい。
置において、前記電流検出手段が検出した検出電流値Ｉ
C の絶対値：｜ＩC ｜を求める絶対値変換手段と、該検
出電流絶対値｜ＩC ｜と予め定めた最大許容電流値Ｉ
LMT と比較する電流比較手段を有し、該検出電流絶対値
を常時または一定周期毎に監視し、該検出電流絶対値｜
ＩC ｜が該最大許容電流値ＩLMT 以上のときモータもし
くはモータドライバの駆動電流が許容範囲以上であると
判定し、モータの駆動を制限または停止するようにして
もよい。
【００１４】また、上記モータ駆動装置の過負荷保護装
置において、電流出力手段の電源電圧ＶP と前記コイル
電圧ＶC の差分ＶP −ＶC に前記コイル電流ＩC を乗算
し、電流出力手段の消費電力（電流出力手段の損失電
力）ＷD をＷD ＝（ＶP −ＶC）・ＩC として求める消
費電力演算手段と、該消費電力ＷD を一定周期で積算
し、電流出力手段の消費電力量ΣＷD を求める積算手段
と、該消費電力量ΣＷD と予め定めた電流出力手段の最
大電力量ＥD と比較する電力量比較手段を有し、該消費
電力量を常時または一定周期毎に監視し、該消費電力量
ΣＷD が該最大電力量ＥD 以上のとき電流出力手段の発
熱量が制限値以上であると判定し、モータの駆動を制限
または停止するようにしてもよい。
置において、電流出力手段の電源電圧ＶP と前記コイル
電圧ＶC の差分ＶP −ＶC に前記コイル電流ＩC を乗算
し、電流出力手段の消費電力（電流出力手段の損失電
力）ＷD をＷD ＝（ＶP −ＶC）・ＩC として求める消
費電力演算手段と、該消費電力ＷD を一定周期で積算
し、電流出力手段の消費電力量ΣＷD を求める積算手段
と、該消費電力量ΣＷD と予め定めた電流出力手段の最
大電力量ＥD と比較する電力量比較手段を有し、該消費
電力量を常時または一定周期毎に監視し、該消費電力量
ΣＷD が該最大電力量ＥD 以上のとき電流出力手段の発
熱量が制限値以上であると判定し、モータの駆動を制限
または停止するようにしてもよい。
【００１５】また、上記モータ駆動装置の過負荷保護装
置において、電流出力手段の代わりに電圧出力手段を用
いることも可能である。
置において、電流出力手段の代わりに電圧出力手段を用
いることも可能である。
【００１６】
【作用】上述の構成によれば、 （１）抵抗比較手段または温度比較手段によって、モー
タの温度（もしくは抵抗）とモータの最大許容温度（も
しくは最大抵抗）を比較するので、モータの温度が最大
許容値を越えているか否かを正確に判断でき、最大許容
値を越えていた場合即時に対処することが可能となる。
前記モータの温度（もしくは抵抗）が最大許容量を越え
た場合、その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動
して電流出力手段の出力を禁止することにより、発熱に
よる前記モータの損壊を未然に防ぐことが可能になる。
タの温度（もしくは抵抗）とモータの最大許容温度（も
しくは最大抵抗）を比較するので、モータの温度が最大
許容値を越えているか否かを正確に判断でき、最大許容
値を越えていた場合即時に対処することが可能となる。
前記モータの温度（もしくは抵抗）が最大許容量を越え
た場合、その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動
して電流出力手段の出力を禁止することにより、発熱に
よる前記モータの損壊を未然に防ぐことが可能になる。
【００１７】（２）電流駆動部消費電力量比較手段によ
って、電流駆動手段で消費された消費電力量（すなわち
発熱量）と電流駆動手段の消費電力量の最大許容値を比
較するので、電流駆動手段で消費された消費電力量が最
大許容値を越えているか否か判断でき、最大許容値を越
えていた場合即時に対処することが可能となる。前記電
流駆動手段で消費された消費電力量が最大許容量を越え
た場合、その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動
して電流出力手段の出力を禁止することにより、発熱に
よる前記電流出力手段の損壊を未然に防ぐことが可能に
なる。
って、電流駆動手段で消費された消費電力量（すなわち
発熱量）と電流駆動手段の消費電力量の最大許容値を比
較するので、電流駆動手段で消費された消費電力量が最
大許容値を越えているか否か判断でき、最大許容値を越
えていた場合即時に対処することが可能となる。前記電
流駆動手段で消費された消費電力量が最大許容量を越え
た場合、その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動
して電流出力手段の出力を禁止することにより、発熱に
よる前記電流出力手段の損壊を未然に防ぐことが可能に
なる。
【００１８】（３）モータ部消費電力量比較手段によっ
て、モータで消費された消費電力量（すなわち発熱量）
とモータの消費電力量の最大許容値を比較するので、モ
ータで消費された消費電力量が最大許容値を越えている
か否か判断でき、最大許容値を越えていた場合即時に対
処することが可能となる。前記モータで消費された消費
電力量（すなわち発熱量）が最大許容量を越えた場合、
その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動して電流
出力手段の出力を禁止することにより、発熱による前記
モータの損壊を未然に防ぐことが可能になる。
て、モータで消費された消費電力量（すなわち発熱量）
とモータの消費電力量の最大許容値を比較するので、モ
ータで消費された消費電力量が最大許容値を越えている
か否か判断でき、最大許容値を越えていた場合即時に対
処することが可能となる。前記モータで消費された消費
電力量（すなわち発熱量）が最大許容量を越えた場合、
その比較結果に基づいて、出力禁止手段を駆動して電流
出力手段の出力を禁止することにより、発熱による前記
モータの損壊を未然に防ぐことが可能になる。
【００１９】（４）電流比較手段によって、モータに印
加された駆動電流の絶対値と前記モータ駆動電流の最大
許容値を比較するので、モータに印加された駆動電流が
最大許容値を越えているか否か判断でき、最大許容値を
越えていた場合即時に対処することが可能となる。
加された駆動電流の絶対値と前記モータ駆動電流の最大
許容値を比較するので、モータに印加された駆動電流が
最大許容値を越えているか否か判断でき、最大許容値を
越えていた場合即時に対処することが可能となる。
【００２０】前記モータに印加された駆動電流値が最大
許容量を越えた場合、その比較結果に基づいて、出力禁
止手段を駆動して電流出力手段の出力を禁止することに
より、過電流による前記モータおよび電流出力手段の損
壊を未然に防ぐことが可能になる。
許容量を越えた場合、その比較結果に基づいて、出力禁
止手段を駆動して電流出力手段の出力を禁止することに
より、過電流による前記モータおよび電流出力手段の損
壊を未然に防ぐことが可能になる。
【００２１】（５）さらに、警報器を設けることによ
り、異常の発生をオペレータ等に通知することが可能と
なるので、異常箇所の究明を迅速に行なうことができ、
稼働率の向上につながる。
り、異常の発生をオペレータ等に通知することが可能と
なるので、異常箇所の究明を迅速に行なうことができ、
稼働率の向上につながる。
【００２２】以上のように、 （６）本発明のモータ駆動装置の過負荷保護装置は、従
来の温度検出器を用いた過負荷保護回路に比べ、即時に
反応することができ、また、温度検出器の設置状態に係
わらず動作するので、負荷であるモータおよびその駆動
部を完全に保護することができる。
来の温度検出器を用いた過負荷保護回路に比べ、即時に
反応することができ、また、温度検出器の設置状態に係
わらず動作するので、負荷であるモータおよびその駆動
部を完全に保護することができる。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 （第１の実施例）先ず、本発明の第１実施例について図
１を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例に係
る多相ブラシレスリニアモータ駆動装置の過負荷保護回
路を示すブロック図である。この例では簡単化のために
３相のリニアモータで説明する。本実施例は、半導体露
光装置（ステッパ）に設けられ、不図示の定盤上を移動
するＸＹステージのモータ駆動装置についての保護回路
である。
て説明する。 （第１の実施例）先ず、本発明の第１実施例について図
１を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例に係
る多相ブラシレスリニアモータ駆動装置の過負荷保護回
路を示すブロック図である。この例では簡単化のために
３相のリニアモータで説明する。本実施例は、半導体露
光装置（ステッパ）に設けられ、不図示の定盤上を移動
するＸＹステージのモータ駆動装置についての保護回路
である。
【００２４】前記モータ駆動装置は、モータ固定子とし
て前記定盤に設けられたモータコイル１ａ，１ｂ，１ｃ
に電流指令値通りの駆動電流を印加する電流出力手段で
ある電流アンプ２と、電流アンプ２からの駆動電流をモ
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかを選択して接続す
るコイル選択スイッチ３と、モータコイル１ａ，１ｂ，
１ｃに流れる駆動電流に相当する電流計測電圧ＶI を測
定するコイル電流検出手段である、電流検出抵抗５が接
続された差動アンプ６を備えている。
て前記定盤に設けられたモータコイル１ａ，１ｂ，１ｃ
に電流指令値通りの駆動電流を印加する電流出力手段で
ある電流アンプ２と、電流アンプ２からの駆動電流をモ
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかを選択して接続す
るコイル選択スイッチ３と、モータコイル１ａ，１ｂ，
１ｃに流れる駆動電流に相当する電流計測電圧ＶI を測
定するコイル電流検出手段である、電流検出抵抗５が接
続された差動アンプ６を備えている。
【００２５】図１の過負荷保護回路は、電流アンプ２の
電流出力を禁止する出力禁止手段の出力禁止スイッチ４
と、差動アンプ６からの電流計測電圧ＶI をデジタル値
に変換するＡＤコンバータ７と、コイル両端の電圧を測
定する電圧検出手段である差動アンプ８と、前記差動ア
ンプ８からのコイル電圧ＶC をデジタル値に変換するＡ
Ｄコンバータ９と、モータ可動子であるモータマグネッ
ト１０の位置としてそれが取り付けられたＸＹステージ
１１の位置を検出するレーザ干渉計等の位置検出器１２
と、位置検出器からの位置情報ｘを積算し、絶対位置ｐ
に変換するカウンタ１３と、スイッチ３およびスイッチ
４の接続の切り替えを行なう出力ポート１４と、電流ア
ンプ２へ電流指令信号を出力するＤＡコンバータ１５
と、演算処理、積算処理および比較検出処理等を行なう
ＣＰＵ１６、ＲＯＭＩ７およびＲＡＭ１８を備えてい
る。
電流出力を禁止する出力禁止手段の出力禁止スイッチ４
と、差動アンプ６からの電流計測電圧ＶI をデジタル値
に変換するＡＤコンバータ７と、コイル両端の電圧を測
定する電圧検出手段である差動アンプ８と、前記差動ア
ンプ８からのコイル電圧ＶC をデジタル値に変換するＡ
Ｄコンバータ９と、モータ可動子であるモータマグネッ
ト１０の位置としてそれが取り付けられたＸＹステージ
１１の位置を検出するレーザ干渉計等の位置検出器１２
と、位置検出器からの位置情報ｘを積算し、絶対位置ｐ
に変換するカウンタ１３と、スイッチ３およびスイッチ
４の接続の切り替えを行なう出力ポート１４と、電流ア
ンプ２へ電流指令信号を出力するＤＡコンバータ１５
と、演算処理、積算処理および比較検出処理等を行なう
ＣＰＵ１６、ＲＯＭＩ７およびＲＡＭ１８を備えてい
る。
【００２６】前記モータ駆動装置の電流アンプ２は、モ
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに印加すべき電流
に相当する電流指令値が、「接」（オン）状態の禁止ス
イッチ４を介して入力されるとともに、差動アンプ６が
測定した電流計測電圧、すなわち、実際にモータコイル
１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに流れている駆動電流に相当
した電圧がフィードバック信号として入力されている。
これにより、前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対し
ては電流指令値通りの電圧が印加される構成となってい
る。前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃを駆動する際、
すなわちＸＹステージの位置合わせの移動の際は時間短
縮のため最大加速度で移動するので、前記電流指令値は
最大加速度で移動されるような加速、減速を指令するも
のとなっている。
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに印加すべき電流
に相当する電流指令値が、「接」（オン）状態の禁止ス
イッチ４を介して入力されるとともに、差動アンプ６が
測定した電流計測電圧、すなわち、実際にモータコイル
１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに流れている駆動電流に相当
した電圧がフィードバック信号として入力されている。
これにより、前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対し
ては電流指令値通りの電圧が印加される構成となってい
る。前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃを駆動する際、
すなわちＸＹステージの位置合わせの移動の際は時間短
縮のため最大加速度で移動するので、前記電流指令値は
最大加速度で移動されるような加速、減速を指令するも
のとなっている。
【００２７】前記コイル選択スイッチ３は、可動体であ
るステージ１１の位置すなわちモータマグネット１０
（可動子）の位置に対応するコイルを選択するコイル選
択信号が入力され、 電流アンプ２からの駆動電流を選択
されたコイルに流す。すなわち、コイル選択スイッチ３
はモータブラシと同等の機能を有している。
るステージ１１の位置すなわちモータマグネット１０
（可動子）の位置に対応するコイルを選択するコイル選
択信号が入力され、 電流アンプ２からの駆動電流を選択
されたコイルに流す。すなわち、コイル選択スイッチ３
はモータブラシと同等の機能を有している。
【００２８】前記出力禁止スイッチ４は、ＣＰＵ１６が
第１の過負荷条件である最大電流値を検出したときと、
第２の過負荷条件である最大抵抗値、もしくは、 最大温
度を検出したときと、第３の過負荷条件である最大電力
量を検出したときとに駆動されて 「断」 （オフ）状態と
なり、このとき、前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃへ
の電流印加が禁止される。
第１の過負荷条件である最大電流値を検出したときと、
第２の過負荷条件である最大抵抗値、もしくは、 最大温
度を検出したときと、第３の過負荷条件である最大電力
量を検出したときとに駆動されて 「断」 （オフ）状態と
なり、このとき、前記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃへ
の電流印加が禁止される。
【００２９】差動アンプ６は、その２つの入力端子間に
接続されている電流検出抵抗５にモータコイル１ａ，１
ｂ，１ｃを介して電流が流れることで発生する電圧を電
流検出電圧ＶI として検出し、ＡＤコンバータ７は、該
電流検出電圧ＶI をデジタル値に変換する。
接続されている電流検出抵抗５にモータコイル１ａ，１
ｂ，１ｃを介して電流が流れることで発生する電圧を電
流検出電圧ＶI として検出し、ＡＤコンバータ７は、該
電流検出電圧ＶI をデジタル値に変換する。
【００３０】差動アンプ８は、その２つの入力端子間に
コイル選択スイッチ３を介して接続されているモータコ
イル１ａ，１ｂ，１ｃ何れかの両端のコイル電圧ＶC を
検出し、ＡＤコンバータ９は、該コイル電圧Ｖとをデジ
タル値に変換する。
コイル選択スイッチ３を介して接続されているモータコ
イル１ａ，１ｂ，１ｃ何れかの両端のコイル電圧ＶC を
検出し、ＡＤコンバータ９は、該コイル電圧Ｖとをデジ
タル値に変換する。
【００３１】位置検出器１２は、前記可動体であるステ
ージ１１の位置を検出し位置検出信号ｘを出力するレー
ザ干渉計やインクリメンタルエンコーダ等の高分解能の
相対位置検出器であり、カウンタ１３は、前記位置検出
器１２からの位置検出信号ｘを積算し、絶対位置ｐ（ｐ
＝Σｘ）に変換する。
ージ１１の位置を検出し位置検出信号ｘを出力するレー
ザ干渉計やインクリメンタルエンコーダ等の高分解能の
相対位置検出器であり、カウンタ１３は、前記位置検出
器１２からの位置検出信号ｘを積算し、絶対位置ｐ（ｐ
＝Σｘ）に変換する。
【００３２】出力ポート１４は、ＣＰＵ１６により設定
される前記コイル選択信号および前記出力禁止信号を保
持し、前記コイル選択スイッチ３および前記出力禁止ス
イッチ４に出力する。
される前記コイル選択信号および前記出力禁止信号を保
持し、前記コイル選択スイッチ３および前記出力禁止ス
イッチ４に出力する。
【００３３】ＤＡコンバータ１５は、ＣＰＵ１６により
設定される電流指令値をアナログの電流指令電圧に変換
し、前記出力禁止スイッチ４を通して前記モータ駆動装
置の電流アンプ２に出力する。
設定される電流指令値をアナログの電流指令電圧に変換
し、前記出力禁止スイッチ４を通して前記モータ駆動装
置の電流アンプ２に出力する。
【００３４】ＣＰＵ１６は、電流指令値を演算し、演算
した電流アンプ２に出力し、モータ位置に対応するコイ
ルを選択する等の制御動作を行なう。また、ＣＰＵ１６
は過負荷保護機能として、モータの速度検出、モータの
誘導電圧の演算、コイルの抵抗値の演算、抵抗値と最大
抵抗値の比較、コイル温度の演算、コイル温度と最高温
度の比較、コイルおよび電流アンプの消費電力の演算、
該消費電力の積算、積算して求めた消費電力量と最大電
力量の比較等の過負荷保護動作を行なう。
した電流アンプ２に出力し、モータ位置に対応するコイ
ルを選択する等の制御動作を行なう。また、ＣＰＵ１６
は過負荷保護機能として、モータの速度検出、モータの
誘導電圧の演算、コイルの抵抗値の演算、抵抗値と最大
抵抗値の比較、コイル温度の演算、コイル温度と最高温
度の比較、コイルおよび電流アンプの消費電力の演算、
該消費電力の積算、積算して求めた消費電力量と最大電
力量の比較等の過負荷保護動作を行なう。
【００３５】ＲＯＭ１７にはそれらのプログラムが、Ｒ
ＡＭ１８にはそれらのデータがそれぞれ格納されてい
る。
ＡＭ１８にはそれらのデータがそれぞれ格納されてい
る。
【００３６】次に、本実施例の動作について説明する。
ＣＰＵ１６は、カウンタ１３から現在位置ｐを、ＡＤコ
ンバータ７からコイル電流電圧ＶI を、ＡＤコンバータ
９からコイル電圧ＶC を一定周期Δｔで読み込み、ＲＡ
Ｍ１８に格納する。ＣＰＵ１６は、また、該現在位置ｐ
から対応するコイル選択信号を演算等で求め、出力ポー
ト１４に出力する。
ＣＰＵ１６は、カウンタ１３から現在位置ｐを、ＡＤコ
ンバータ７からコイル電流電圧ＶI を、ＡＤコンバータ
９からコイル電圧ＶC を一定周期Δｔで読み込み、ＲＡ
Ｍ１８に格納する。ＣＰＵ１６は、また、該現在位置ｐ
から対応するコイル選択信号を演算等で求め、出力ポー
ト１４に出力する。
【００３７】以下の説明では、仮に、現在位置ｐから求
めたコイル選択信号によりモータコイル１ｂが選択され
ているものとする。
めたコイル選択信号によりモータコイル１ｂが選択され
ているものとする。
【００３８】まず、初期状態では、モータ１は停止状
態、すなわち印加電流はほぼゼロであるので、出力禁止
スイッチ４は「接」（オン）状態である。この状態で電
流アンプ２に対して電流指令電圧が入力可能である。ま
た、このとき、ＣＰＵ１６はＲＡＭ１８に格納されたモ
ータコイル１ｂの消費電力量ΣＷC および電流アンプ２
の消費電力量ΣＷD をゼロに初期化する。
態、すなわち印加電流はほぼゼロであるので、出力禁止
スイッチ４は「接」（オン）状態である。この状態で電
流アンプ２に対して電流指令電圧が入力可能である。ま
た、このとき、ＣＰＵ１６はＲＡＭ１８に格納されたモ
ータコイル１ｂの消費電力量ΣＷC および電流アンプ２
の消費電力量ΣＷD をゼロに初期化する。
【００３９】前述したように、ＸＹステージの位置合わ
せのための移動の際、ＣＰＵ１６は最大加速度で移動で
きるような電流指令値をＤＡコンバータ１５に一定周期
Δｔで書き込み、 ＤＡコンバータ１５からの電流指令電
圧が出力禁止スイッチ４を介して電流アンプ２に入力さ
れる。この電流指令電圧に応じた電流アンプ２からの駆
動電流ＩC は、コイル選択スイッチ３および電流検出抵
抗５を介してモータコイル１ｂに出力される。
せのための移動の際、ＣＰＵ１６は最大加速度で移動で
きるような電流指令値をＤＡコンバータ１５に一定周期
Δｔで書き込み、 ＤＡコンバータ１５からの電流指令電
圧が出力禁止スイッチ４を介して電流アンプ２に入力さ
れる。この電流指令電圧に応じた電流アンプ２からの駆
動電流ＩC は、コイル選択スイッチ３および電流検出抵
抗５を介してモータコイル１ｂに出力される。
【００４０】電流検出抵抗の両端の電圧は常に差動アン
プ６によって測定され、 差動アンプ６で測定した該駆動
電流ＩC に相当する電流検出電圧ＶI はＡＤコンバータ
７によりデジタル値に変換される。また、モータコイル
１ｂの両端の電圧であるコイル電圧ＶC は常に差動アン
プ８によって測定され、差動アンプ８で測定した該コイ
ル電圧ＶC はＡＤコンバータ９によりデジタル値に変換
される。
プ６によって測定され、 差動アンプ６で測定した該駆動
電流ＩC に相当する電流検出電圧ＶI はＡＤコンバータ
７によりデジタル値に変換される。また、モータコイル
１ｂの両端の電圧であるコイル電圧ＶC は常に差動アン
プ８によって測定され、差動アンプ８で測定した該コイ
ル電圧ＶC はＡＤコンバータ９によりデジタル値に変換
される。
【００４１】また、移動するステージ１１の位置は常に
位置検出器１２によって計測され、位置検出信号ｘがカ
ウンタ１３に出力される。位置検出信号ｘはカウンタ１
３により積算され、絶対位置ｐとして計測される。
位置検出器１２によって計測され、位置検出信号ｘがカ
ウンタ１３に出力される。位置検出信号ｘはカウンタ１
３により積算され、絶対位置ｐとして計測される。
【００４２】ＣＰＵ１６は第１の過負荷保護機能とし
て、先ほど格納された電流計測電圧ＶI からコイル電流
値ＩC を求め、 さらに電流絶対値｜ＩC ｜を求め、 ＲＡ
Ｍ１８に格納されている予め定められた最大許容電流値
ＩLMT と比較し、電流絶対値｜ＩC ｜が最大許容電流値
ＩLMT を越えた場合、前記出力ポート１４を介して出力
禁止スイッチを「断」（オフ）にする。
て、先ほど格納された電流計測電圧ＶI からコイル電流
値ＩC を求め、 さらに電流絶対値｜ＩC ｜を求め、 ＲＡ
Ｍ１８に格納されている予め定められた最大許容電流値
ＩLMT と比較し、電流絶対値｜ＩC ｜が最大許容電流値
ＩLMT を越えた場合、前記出力ポート１４を介して出力
禁止スイッチを「断」（オフ）にする。
【００４３】次にＣＰＵ１６は第２の過負荷保護機能と
して、モータ速度ｖを、今回格納した現在位置ｐ（ｔ）
と前回格納した現在位置ｐ (ｔ−１) と現在位置を格納
する周期Δｔ（一定時間）とから ｖ＝（ｐ（ｔ）−ｐ（ｔ−１））／Δｔ で求め、誘導電圧ＶA を、該モータ速度ｖと既知のモー
タの推力定数ｋ［Ｎ／Ａ］とから ＶA ＝ｋ・ｖ で求め、コイルの抵抗値ＲC を、該コイル電圧ＶC と該
誘導電圧ＶA と該コイル電流ＩC から ＲC ＝（ＶC −ＶA ）／ＩC で求め、ＲＡＭ１８に格納されている予め定められた最
大抵抗値ＲLMT と比較し、前記コイル抵抗値ＲC が最大
抵抗値ＲLMT を越えた場合、前記出力ポート１４を介し
て出力禁止スイッチを「断」（オフ）にする。
して、モータ速度ｖを、今回格納した現在位置ｐ（ｔ）
と前回格納した現在位置ｐ (ｔ−１) と現在位置を格納
する周期Δｔ（一定時間）とから ｖ＝（ｐ（ｔ）−ｐ（ｔ−１））／Δｔ で求め、誘導電圧ＶA を、該モータ速度ｖと既知のモー
タの推力定数ｋ［Ｎ／Ａ］とから ＶA ＝ｋ・ｖ で求め、コイルの抵抗値ＲC を、該コイル電圧ＶC と該
誘導電圧ＶA と該コイル電流ＩC から ＲC ＝（ＶC −ＶA ）／ＩC で求め、ＲＡＭ１８に格納されている予め定められた最
大抵抗値ＲLMT と比較し、前記コイル抵抗値ＲC が最大
抵抗値ＲLMT を越えた場合、前記出力ポート１４を介し
て出力禁止スイッチを「断」（オフ）にする。
【００４４】例えば、推力定数ｋが２５［Ｎ／Ａ］で、
モータの速度ｖが２００ｍｍ／ｓｅｃであるときの誘導
電圧ＶA はＶA ＝２５×０．２＝５［Ｖ］となり、コイ
ル電圧ＶC が５５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａとするとコ
イル抵抗値ＲC はＲC ＝（５５−５）／４＝１２．５
［Ω］となる。
モータの速度ｖが２００ｍｍ／ｓｅｃであるときの誘導
電圧ＶA はＶA ＝２５×０．２＝５［Ｖ］となり、コイ
ル電圧ＶC が５５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａとするとコ
イル抵抗値ＲC はＲC ＝（５５−５）／４＝１２．５
［Ω］となる。
【００４５】この場合、「金属の抵抗値は温度の上昇とと
もに増加する」 ことを利用してコイルの温度上昇の判定
をコイルの抵抗値の増加として判定しているが、以下の
ように変更してもよい。すなわち、コイル温度ＴC を前
記コイル抵抗値ＲC と１００℃のコイル抵抗値Ｒ100 と
０℃のコイル抵抗値Ｒ0 から ＴC ≒１００・（ＲC −Ｒ0 ）／ (Ｒ100 −Ｒ0 ) で求め、ＲＡＭ１８に格納されている予め定められた最
大温度ＴLMT と比較し、前記コイル温度ＴC が最大温度
ＴLMT を越えた場合、 前記出力ポート１４を介して出力
禁止スイッチを「断」( オフ）にする。
もに増加する」 ことを利用してコイルの温度上昇の判定
をコイルの抵抗値の増加として判定しているが、以下の
ように変更してもよい。すなわち、コイル温度ＴC を前
記コイル抵抗値ＲC と１００℃のコイル抵抗値Ｒ100 と
０℃のコイル抵抗値Ｒ0 から ＴC ≒１００・（ＲC −Ｒ0 ）／ (Ｒ100 −Ｒ0 ) で求め、ＲＡＭ１８に格納されている予め定められた最
大温度ＴLMT と比較し、前記コイル温度ＴC が最大温度
ＴLMT を越えた場合、 前記出力ポート１４を介して出力
禁止スイッチを「断」( オフ）にする。
【００４６】例えば、０℃のコイル抵抗値Ｒ0 が１０Ω
とすると、０℃の銅の抵抗温度係数は４．３Ｘ１０-3
(オーム社：電気工学ボケットブック第３版による) で
あり、１００℃のコイル抵抗値Ｒ100 は１４．３Ω前後
の値を示すことになるので、上記の演算は ＴC ≒１００・（ＲC −１０）／４．３ と書き換えられ、コイル抵抗値ＲC が１２．５Ωの時の
コイル温度ＴC は約５８℃となる。
とすると、０℃の銅の抵抗温度係数は４．３Ｘ１０-3
(オーム社：電気工学ボケットブック第３版による) で
あり、１００℃のコイル抵抗値Ｒ100 は１４．３Ω前後
の値を示すことになるので、上記の演算は ＴC ≒１００・（ＲC −１０）／４．３ と書き換えられ、コイル抵抗値ＲC が１２．５Ωの時の
コイル温度ＴC は約５８℃となる。
【００４７】次にＣＰＵ１６は第３の過負荷保護機能と
して、電流アンプ２の電源電圧ＶPと前記コイル電圧ＶC
の差分ＶP −ＶC に前記コイル電流ＩC を乗算し、電
流アンプ２の消費電力ＷD を ＷD ＝（ＶP −ＶC ）・ＩC として求め、前記消費電力ＷD を一定周期で積算した電
流アンプ２の消費電力量ΣＷD を求め、ＲＡＭ１８に格
納されている予め定められた最大消費電力量ＥDと比較
し、前記消費電力量ΣＷD が最大消費電力量ＥD を越え
た場合、 前記出力ポート１４を介して出力禁止スイッチ
を「断」（オフ）にする。
して、電流アンプ２の電源電圧ＶPと前記コイル電圧ＶC
の差分ＶP −ＶC に前記コイル電流ＩC を乗算し、電
流アンプ２の消費電力ＷD を ＷD ＝（ＶP −ＶC ）・ＩC として求め、前記消費電力ＷD を一定周期で積算した電
流アンプ２の消費電力量ΣＷD を求め、ＲＡＭ１８に格
納されている予め定められた最大消費電力量ＥDと比較
し、前記消費電力量ΣＷD が最大消費電力量ＥD を越え
た場合、 前記出力ポート１４を介して出力禁止スイッチ
を「断」（オフ）にする。
【００４８】例えば、電流アンプ２の電源電圧ＶP が６
０Ｖ、コイル電圧ＶC が５５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａ
とすると消費電力ＷD は ＷD ＝（６０−５５）×４＝２０［Ｗ］ となり、それが１ｓｅｃ間継続すると電流出力手段の消
費電力量ΣＷD は２０［Ｊ］となる。
０Ｖ、コイル電圧ＶC が５５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａ
とすると消費電力ＷD は ＷD ＝（６０−５５）×４＝２０［Ｗ］ となり、それが１ｓｅｃ間継続すると電流出力手段の消
費電力量ΣＷD は２０［Ｊ］となる。
【００４９】次にＣＰＵ１６は第４の過負荷保護機能と
して、前記コイル電圧ＶC と誘導電圧ＶA の差分ＶC −
ＶA に前記コイル電流ＩC を乗算し、コイル１ｂの消費
電力ＷC を ＷC ＝（ＶC −ＶA ）・ＩC として求め、前記消費電力ＷC を一定周期で積算したコ
イル１ｂの消費電力量ΣＷC を求め、ＲＡＭ１８に格納
されている予め定められた最大消費電力量ＥC と比較
し、前記消費電力量ΣＷC が最大消費電力量ＥC を越え
た場合、前記出力ポート１４を介して出力禁止スイッチ
を「断」（オフ）にする。例えば、コイル電圧ＶC が５
５Ｖ、誘導電圧ＶA が５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａとす
ると消費電力ＷC はＷC ＝（５５−５）×４＝２００
［Ｗ］となり、それが１ｓｅｃ間継続すると電流出力手
段の消費電力量ΣＷC は２００［Ｊ］となる。
して、前記コイル電圧ＶC と誘導電圧ＶA の差分ＶC −
ＶA に前記コイル電流ＩC を乗算し、コイル１ｂの消費
電力ＷC を ＷC ＝（ＶC −ＶA ）・ＩC として求め、前記消費電力ＷC を一定周期で積算したコ
イル１ｂの消費電力量ΣＷC を求め、ＲＡＭ１８に格納
されている予め定められた最大消費電力量ＥC と比較
し、前記消費電力量ΣＷC が最大消費電力量ＥC を越え
た場合、前記出力ポート１４を介して出力禁止スイッチ
を「断」（オフ）にする。例えば、コイル電圧ＶC が５
５Ｖ、誘導電圧ＶA が５Ｖ、コイル電流ＩC が４Ａとす
ると消費電力ＷC はＷC ＝（５５−５）×４＝２００
［Ｗ］となり、それが１ｓｅｃ間継続すると電流出力手
段の消費電力量ΣＷC は２００［Ｊ］となる。
【００５０】ただし、このコイルの消費電力量演算およ
び比較機能はコイルの抵抗値演算および比較機能、また
は、コイルの温度演算および比較機能と重複しているの
で、これらの保護機能の予備として機能する。
び比較機能はコイルの抵抗値演算および比較機能、また
は、コイルの温度演算および比較機能と重複しているの
で、これらの保護機能の予備として機能する。
【００５１】なお、 前記の電流アンプの消費電力量ΣＷ
D およびコイルの消費電力量ΣＷcの演算は放熱をシミ
ュレートする演算を追加してもよい。また、コイルの消
費電力量ΣＷC の演算はコイル１ａ，１ｂ，１ｃをそれ
ぞれ独立に演算しても良い。
D およびコイルの消費電力量ΣＷcの演算は放熱をシミ
ュレートする演算を追加してもよい。また、コイルの消
費電力量ΣＷC の演算はコイル１ａ，１ｂ，１ｃをそれ
ぞれ独立に演算しても良い。
【００５２】（第２の実施例）次に、本発明の第２実施
例について図２を参照して説明する。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置のＡＤコンバータ７を削除した
構成となっているので、第１の実施例と異なる部分のみ
を説明する。前記モータ駆動装置の電流アンプ２は、前
記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対して電流指令値通
りの電流が供給される構成となっているので、 この電流
指令値をコイル電流ＩC の代わりに用いて第１の実施例
と同様な演算処理、比較処理を行なえば、第１の実施例
と同等な過負荷保護機能を実現できる。
例について図２を参照して説明する。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置のＡＤコンバータ７を削除した
構成となっているので、第１の実施例と異なる部分のみ
を説明する。前記モータ駆動装置の電流アンプ２は、前
記モータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対して電流指令値通
りの電流が供給される構成となっているので、 この電流
指令値をコイル電流ＩC の代わりに用いて第１の実施例
と同様な演算処理、比較処理を行なえば、第１の実施例
と同等な過負荷保護機能を実現できる。
【００５３】（第３の実施例）次に、本発明の第３実施
例について図３を参照して説明する。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置のＡＤコンバータ９を削除し、
第１の実施例の電流アンプ２の代わりに（電圧）アンプ
２０を構成し、アンプ２０のフィードバック信号として
差動アンプ８からのコイル電圧を用いた構成となってい
る。第１の実施例と異なる部分のみを説明する。前記モ
ータ駆動装置の（電圧）アンプ２０は、前記モータコイ
ル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに印加すべき電圧に相当す
る電圧指令値が、「接」（オン）状態の禁止スイッチ４
を介して入力されるとともに、前記差動アンプ８が測定
したコイル電圧ＶC 、すなわち、実際にモータコイル１
ａ，１ｂ，１ｃの何れかの両端のコイル電圧がフィード
バック信号として入力されている。これにより、前記モ
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対しては電圧指令通りの
電圧が印加される構成となっている。よって、この電圧
指令をコイル電圧ＶC の代わりに用いて第１の実施例と
同様な演算処理、比較処理を行なえば、第１の実施例と
同等な過負荷保護機能を実現できる。
例について図３を参照して説明する。本実施例の装置は
第１の実施例に示す装置のＡＤコンバータ９を削除し、
第１の実施例の電流アンプ２の代わりに（電圧）アンプ
２０を構成し、アンプ２０のフィードバック信号として
差動アンプ８からのコイル電圧を用いた構成となってい
る。第１の実施例と異なる部分のみを説明する。前記モ
ータ駆動装置の（電圧）アンプ２０は、前記モータコイ
ル１ａ，１ｂ，１ｃの何れかに印加すべき電圧に相当す
る電圧指令値が、「接」（オン）状態の禁止スイッチ４
を介して入力されるとともに、前記差動アンプ８が測定
したコイル電圧ＶC 、すなわち、実際にモータコイル１
ａ，１ｂ，１ｃの何れかの両端のコイル電圧がフィード
バック信号として入力されている。これにより、前記モ
ータコイル１ａ，１ｂ，１ｃに対しては電圧指令通りの
電圧が印加される構成となっている。よって、この電圧
指令をコイル電圧ＶC の代わりに用いて第１の実施例と
同様な演算処理、比較処理を行なえば、第１の実施例と
同等な過負荷保護機能を実現できる。
【００５４】（デバイス生産方法の実施例）次に上記説
明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生
産方法の実施例を説明する。図４は微小デバイス（ＩＣ
やＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜
磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示
す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設
計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いて
ウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前
工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、
リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成
する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、
ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チ
ップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生
産方法の実施例を説明する。図４は微小デバイス（ＩＣ
やＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜
磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示
す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設
計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いて
ウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前
工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、
リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成
する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、
ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チ
ップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５５】図５は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明したモータ駆動装置およ
び過負荷保護装置を用いたＸＹステージを有する半導体
露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付
露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを
現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明したモータ駆動装置およ
び過負荷保護装置を用いたＸＹステージを有する半導体
露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付
露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを
現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５６】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、モータコ
イルの温度または抵抗もしくは抵抗損失を算出してそれ
らの最大許容値と比較するようにしたため、あるいは、
モータドライバ部の消費電力を算出してその最大許容値
と比較するようにしたため、モータのまたはモータドラ
イバ部の温度が最大許容値を越えているか否かを正確に
判断でき、最大許容値を越えていた場合即時に駆動出力
を制限または禁止する等の対処を施すことが可能とな
る。したがって、モータおよびモータ駆動装置を確実に
保護することが可能であり、このようなモータおよびモ
ータ駆動装置を用いた半導体露光装置等の信頼性の向上
を図ることができる。
イルの温度または抵抗もしくは抵抗損失を算出してそれ
らの最大許容値と比較するようにしたため、あるいは、
モータドライバ部の消費電力を算出してその最大許容値
と比較するようにしたため、モータのまたはモータドラ
イバ部の温度が最大許容値を越えているか否かを正確に
判断でき、最大許容値を越えていた場合即時に駆動出力
を制限または禁止する等の対処を施すことが可能とな
る。したがって、モータおよびモータ駆動装置を確実に
保護することが可能であり、このようなモータおよびモ
ータ駆動装置を用いた半導体露光装置等の信頼性の向上
を図ることができる。
【００５８】また、警報器を設けることにより、異常の
発生をオペレータ等に通知することが可能となるので、
異常箇所の究明を迅速に行なうことができ、稼働率の向
上につながる。
発生をオペレータ等に通知することが可能となるので、
異常箇所の究明を迅速に行なうことができ、稼働率の向
上につながる。
【図１】 本発明の第１実施例に係る過負荷保護回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】 本発明の第２実施例に係る過負荷保護回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】 本発明の第３実施例に係る過負荷保護回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図５】 図４におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
示す図である。
１ａ，１ｂ，１ｃ：リニアモータコイル、２：電流アン
プ、３：コイル選択スイッチ、４：出力禁止スイッチ、
５：電流検出抵抗、６，８：差動アンプ、７，９：ＡＤ
コンバータ、１０：リニアモータマグネット、１１：ス
テージ、１２：位置検出器、１３：カウンタ、１４：出
力ポート、１５：ＤＡコンバータ、１６：ＣＰＵ、１
７：ＲＯＭ、１８：ＲＡＭ、１９：電源、２０：（電
圧）アンプ。
プ、３：コイル選択スイッチ、４：出力禁止スイッチ、
５：電流検出抵抗、６，８：差動アンプ、７，９：ＡＤ
コンバータ、１０：リニアモータマグネット、１１：ス
テージ、１２：位置検出器、１３：カウンタ、１４：出
力ポート、１５：ＤＡコンバータ、１６：ＣＰＵ、１
７：ＲＯＭ、１８：ＲＡＭ、１９：電源、２０：（電
圧）アンプ。
Claims (11)
- 【請求項１】 負荷であるモータに駆動電流または電圧
を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を制
限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を備
えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、 前記モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検
出手段と、 該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル電圧検出
手段と、 該モータの移動速度を検出する速度検出手段と、 該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該モータコイ
ルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求める誘導電
圧演算手段と、 該コイル電圧から該誘導電圧を減算した値を該コイル電
流で除算してコイルの抵抗値を求める抵抗値演算手段と
を有することを特徴とするモータ駆動装置の過負荷保護
装置。 - 【請求項２】 前記演算で求めたコイルの抵抗値と予め
定めた最大抵抗値を比較し、該コイル抵抗値が該最大抵
抗値以上のとき前記出力制限手段または出力禁止手段を
動作させて前記モータの駆動を制限または禁止する抵抗
値比較手段をさらに有することを特徴とする請求項１記
載の過負荷保護装置。 - 【請求項３】 前記コイルの抵抗値からコイルの温度を
求める温度演算手段と、該コイル温度と予め定めた最大
温度を比較し、該コイル温度が該最大温度以上のとき前
記出力制限手段または出力禁止手段を動作させて前記モ
ータの駆動を制限または禁止する抵抗値比較手段をさら
に有することを特徴とする請求項１記載の過負荷保護装
置。 - 【請求項４】 負荷であるモータに駆動電流または電圧
を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を制
限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を備
えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、 前記モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検
出手段と、 該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル電圧検出
手段と、 該モータの移動速度を検出する速度検出手段と、 該移動速度に該モータの推力定数を乗じ、該モータコイ
ルに誘導される逆起電圧である誘導電圧を求める誘導電
圧演算手段と、 該コイル電圧から該誘導電圧を減算した値にコイル電流
値を乗算してコイルの消費電力を求める消費電力演算手
段と、 該消費電力を一定周期で積算し、コイルの消費電力量を
求める積算手段と、 該消費電力量を予め定めたコイルの最大電力量と比較
し、該消費電力量が該最大電力量以上のとき前記出力制
限手段または出力禁止手段を動作させて前記モータの駆
動を制限または禁止するモータ消費電力量比較手段とを
有することを特徴とするモータ駆動装置の過負荷保護装
置。 - 【請求項５】 前記ドライバ段の電源電圧から前記コイ
ル電圧を減算した値に前記コイル電流値を乗算して該ド
ライバ段の消費電力を求める消費電力演算手段と、該消
費電力を一定周期で積算して該ドライバ段の消費電力量
を求める積算手段と、該消費電力量を予め定めた該ドラ
イバ段の最大電力量と比較して該消費電力量が該最大電
力量以上のとき前記出力制限手段または出力禁止手段を
動作させて前記モータの駆動を制限または禁止する出力
段消費電力量比較手段をさらに有することを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１つに記載の過負荷保護装置。 - 【請求項６】 負荷であるモータに駆動電流または電圧
を印加するモータ駆動装置のドライバ段の駆動出力を制
限または禁止する出力制限手段または出力禁止手段を備
えた、モータ駆動装置の過負荷保護装置において、 前記モータコイルに流れる電流を検出するコイル電流検
出手段と、 該モータコイルの両端の電圧を検出するコイル電圧検出
手段と、 前記ドライバ段の電源電圧から該コイル電圧を減算した
値に該コイル電流値を乗算して該ドライバ段の消費電力
を求める消費電力演算手段と、 該消費電力を一定周期で積算して該ドライバ段の消費電
力量を求める積算手段と、 該消費電力量を予め定めた電流出力手段の最大電力量と
比較して該消費電力量が該最大電力量以上のとき前記出
力制限手段または出力禁止手段を動作させて前記モータ
の駆動を制限または禁止する出力段消費電力量比較手段
とを有することを特徴とするモータ駆動装置の過負荷保
護装置。 - 【請求項７】 前記電流検出手段が検出したコイル電流
の絶対値を求める絶対値変換手段と、該検出電流絶対値
を予め定めた前記駆動電流の最大許容値と比較して該検
出電流絶対値が該最大許容値以上のとき前記出力制限手
段または出力禁止手段を動作させて前記モータの駆動を
制限または禁止する電流比較手段比較手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載
の過負荷保護装置。 - 【請求項８】 前記出力制限手段または出力禁止手段が
前記ドライバ段の駆動電流出力を制限または禁止した
際、警報を発する警報器を有することを特徴とする請求
項２〜７のいずれか１つに記載のモータ駆動装置の過負
荷保護装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１つに記載の過
負荷保護装置を有するモータ駆動装置を用いた位置決め
テーブル装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の位置決めテーブル装
置を用いた半導体露光装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の半導体露光装置を
用いて製造したことを特徴とする半導体デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270380A JPH1198681A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | モータ駆動装置の過負荷保護装置およびこれを用いた位置決めテーブル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270380A JPH1198681A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | モータ駆動装置の過負荷保護装置およびこれを用いた位置決めテーブル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1198681A true JPH1198681A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17485459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9270380A Pending JPH1198681A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | モータ駆動装置の過負荷保護装置およびこれを用いた位置決めテーブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1198681A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005303042A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Nikon Corp | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP2008312340A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置およびモータ制御装置の過負荷検出方法 |
| JP2010532654A (ja) * | 2007-07-05 | 2010-10-07 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッド | 回生能力を備えた電力供給装置に対する入力電圧を制限するためのシステム及び方法 |
| JP2012130162A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Mitsuba Corp | サーボモータのコイル温度検出装置、およびサーボモータ |
| KR101316278B1 (ko) * | 2008-01-18 | 2013-10-08 | 엘지전자 주식회사 | 압축기 |
| EP2713504A2 (en) | 2012-09-28 | 2014-04-02 | Panasonic Corporation | Overcurrent protection device and power tool |
| KR20170023603A (ko) * | 2015-08-24 | 2017-03-06 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
| WO2022215872A1 (ko) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | 한온시스템 주식회사 | 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP9270380A patent/JPH1198681A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005303042A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Nikon Corp | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP2008312340A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置およびモータ制御装置の過負荷検出方法 |
| JP2010532654A (ja) * | 2007-07-05 | 2010-10-07 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッド | 回生能力を備えた電力供給装置に対する入力電圧を制限するためのシステム及び方法 |
| KR101316278B1 (ko) * | 2008-01-18 | 2013-10-08 | 엘지전자 주식회사 | 압축기 |
| JP2012130162A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Mitsuba Corp | サーボモータのコイル温度検出装置、およびサーボモータ |
| EP2713504A2 (en) | 2012-09-28 | 2014-04-02 | Panasonic Corporation | Overcurrent protection device and power tool |
| KR20170023603A (ko) * | 2015-08-24 | 2017-03-06 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
| WO2022215872A1 (ko) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | 한온시스템 주식회사 | 모터 구동 제어 시스템 및 그 제어 방법 |
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