[发明专利]一种永磁直线电机的驱动装置及控制方法

说明书

本发明公开一种永磁直线电机的驱动装置，其特征在于，该永磁直线电机包括定子和动子，该动子由无铁心双三相绕组组成，该永磁直线电机的一个三线绕组连接第一逆变器，另一个三线绕组连接第二逆变器；该无铁心双三相绕组为双Y型绕组。

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种永磁直线电机的驱动装置及控制方法。

背景技术

在当前的光刻设备中，通过控制工件台对硅片多次曝光实现大面积的光刻，工件台高速、高精度、高频响大行程的基本功能离不开永磁直线电机技术，具体应用时可根据精密工件台的结构形式而定，既要满足微位移短行程高精度驱动，又要实现长行程高速度重复移动定位，实现高分辨率、高套刻精度、高产率、低维修率的关键性能目标。

为提高工件台系统精度，实现工件台在一定范围内做直线周期性运动，采用各种类型的直线电机进行驱动，主要有：①无刷直线伺服电机、②音圈直线电机、③超声波压电陶瓷电机、④洛伦兹电机，其传动机构取消了齿条、丝杠、链条等中间机械转换环节，被称为“零驱动”或“直接驱动”技术，与间接驱动装置相比，有以下优点：第一、由于定子和动子之间没有机械连接，因此消除了磨损、散热、卡死问题，运动更加平滑灵活；第二、突出了高精度、高速度、高加速度、响应快、外形高度低等特点；第三、既可满足长短行程要求的直线运动，又能解决间接驱动装置中转动惯量大，导致系统动态特性差的问题。但其所用到的电机装置均有可能发生故障导致光刻设备停机，造成很大的经济损失。因此光刻机中工件台驱动电机的合理选择与控制方案的优化设计，对提高工件台运动精度和可靠性有着直接的影响，既要满足各项性能指标的要求，又要满足运动的稳定可靠。

目前光刻设备中所用到的电机驱动装置技术，从整体上看，其效率、可靠性均有较大的不足，严重制约着进一步的应用。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种动子线圈采用双三相绕组结构冗余形式的永磁直线电机的驱动装置及控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种永磁直线电机的驱动装置，其特征在于，该永磁直线电机包括定子和动子，该动子由无铁心双三相绕组组成，该永磁直线电机的一个三线绕组连接第一逆变器，另一个三线绕组连接第二逆变器；该无铁心双三相绕组为双Y型绕组。

更进一步地，该定子由背铁和哈尔贝克(Halbach)永磁阵列组成。

本发明还提供一种永磁直线电机的控制系统，其特征在于，包括：一位置/速度测量系统，用于获取一设置点；一电机驱动器，用于根据该位置/速度测量系统的输出值驱动如权利要求1至5任意一项该的永磁直线电机；一接口系统，用于实现该位置/速度测量系统和该电机驱动器之间的模/数或数/模转换。

更进一步地，该电机驱动器包括一位置传感器，该位置传感器用于获得该永磁直线电机的位置。

更进一步地，该位置/速度测量系统包括一数字伺服控制器，该位置传感器与该设置点相加后作为该数字伺服控制器的输入端。

更进一步地，该电机驱动器还包括一速度或电流控制器，用于控制该永磁直线电机的速度或位置。

本发明同时公开一种永磁直线电机的控制方法，包括：步骤一、机台配电柜上电；