專利名稱：紡織機(jī)中電機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織機(jī)中電機(jī)的控制裝置，紡織機(jī)特別是用于卷繞合成長絲紗線的紗線絡(luò)紗機(jī)是合成纖維機(jī)械類型。本發(fā)明更特別地涉及這樣的控制裝置，它包括一個變相器，用于將三相電源的交流電轉(zhuǎn)換成可變頻率和可變電壓。
背景技術(shù)：
在下面的專利文件1中公開了一種常規(guī)的合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)。該紗線卷繞系統(tǒng)包括多個輥，這些輥在合成長絲紗線沿合成長絲紗線的運(yùn)行路徑穿線或傾斜的這樣一個狀態(tài)下被驅(qū)動。每個輥由一個變相器驅(qū)動，該變相器將三相電源轉(zhuǎn)換成可變頻率和可變電壓。每個輥的變相器分別與一個主控單元聯(lián)接。將這些輥控制成同步起動和停止。
專利文件1未審日本專利申請公開No.H07-207518(參見圖3)。
下面作為一個例子對專利文件1中公開的合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)進(jìn)行說明。對該系統(tǒng)中使用的電機(jī)和變相器(驅(qū)動器)進(jìn)行選擇，從而根據(jù)最大載荷輸出扭矩。
從操作的觀點(diǎn)出發(fā)，有在盡可能短的時間內(nèi)完成起動和停止的需求。近來，為了提高生產(chǎn)率，由電機(jī)驅(qū)動的紡錘的輥的長度和轉(zhuǎn)速有提高的趨勢。此外，在起動和停止時，必須對輥或具有大慣性的紡錘進(jìn)行快速加速和減速。因此使用能夠輸出大扭矩的電機(jī)。
但在穩(wěn)定操作過程中，例如在卷繞過程中，穩(wěn)定操作狀態(tài)比加速和減速過程持續(xù)更長的時間。由于穩(wěn)定操作不需要像加速和減速階段中那樣的扭矩，電機(jī)的效率在穩(wěn)定操作過程中較低。缺點(diǎn)在于，電機(jī)過度加熱或者消耗了不必要的功率。
發(fā)明概述本發(fā)明是考慮上述情況而提出的。本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種電機(jī)控制裝置，能夠提高例如紡織機(jī)中使用的電機(jī)的效率，能夠在卷繞過程中高效地操作合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)的輥或紡錘電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種用于驅(qū)動紡織機(jī)中裝置的電機(jī)的控制裝置，包括一個用于將交流電源轉(zhuǎn)換成可變頻率和可變電壓的變相器。電機(jī)的控制裝置還包括一個用于確定裝置的操作狀態(tài)的確定裝置；和一個用于根據(jù)該確定裝置的確定結(jié)果改變該變相器的輸出電壓-輸出頻率圖形的改變裝置。
根據(jù)該第一方面，可確定操作狀態(tài)，并可用根據(jù)所確定操作狀態(tài)需要的扭矩由輸出電壓-輸出頻率圖形來驅(qū)動電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，需要大扭矩的操作狀態(tài)是不穩(wěn)定操作狀態(tài)，其它操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作狀態(tài)。穩(wěn)定操作狀態(tài)比不穩(wěn)定操作狀態(tài)持續(xù)更長的時間。當(dāng)操作狀態(tài)是不穩(wěn)定操作狀態(tài)時，改變裝置選擇產(chǎn)生大扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形，當(dāng)操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作狀態(tài)時，改變裝置選擇產(chǎn)生小扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。根據(jù)該第二方面，在需要大扭矩的不穩(wěn)定操作狀態(tài)下，選擇產(chǎn)生大扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。因此在不穩(wěn)定操作狀態(tài)下可產(chǎn)生大扭矩，并可完成所需工作。在持續(xù)時間較長且不需要大扭矩的穩(wěn)定操作狀態(tài)下，選擇產(chǎn)生小扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。因此在持續(xù)時間較長的穩(wěn)定操作狀態(tài)下可由小扭矩高效驅(qū)動電機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在第二方面中，不穩(wěn)定操作狀態(tài)是起動時的加速階段和停止時的減速階段。根據(jù)該第三方面，可在加速階段或減速階段快速起動或停止裝置，即使裝置具有大慣性。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在第三方面中，紡織機(jī)是一個用于卷繞合成長絲紗線的紗線絡(luò)紗機(jī)。設(shè)置于該紗線絡(luò)紗機(jī)中的裝置是一個摩擦輥，該摩擦輥與一個卷繞卷裝接觸而旋轉(zhuǎn)該卷繞卷裝。穩(wěn)定操作狀態(tài)是在摩擦輥旋轉(zhuǎn)的同時保持一個規(guī)定的轉(zhuǎn)速，不穩(wěn)定操作狀態(tài)是用于起動摩擦輥的旋轉(zhuǎn)的加速階段，用于停止摩擦輥的旋轉(zhuǎn)的減速階段，以及用于將與摩擦輥接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸的線軸切換階段。根據(jù)該第四方面，當(dāng)驅(qū)動摩擦輥的電機(jī)中需要大扭矩時的加速和減速過程中，電機(jī)可以盡可能快地起動和停止。此外，在產(chǎn)生載荷波動時的線軸切換階段，可產(chǎn)生承受載荷波動的扭矩。在轉(zhuǎn)速保持在一個規(guī)定速度的階段，扭矩對于驅(qū)動摩擦輥是不需要的，電機(jī)和變相器可以小扭矩高效驅(qū)動。
附圖簡介
圖1是一個方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2是一個圖表，表示輸出電壓-輸出頻率圖形。
圖3是一個圖表，表示根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的電機(jī)控制裝置的操作狀態(tài)。
圖4是一個方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例紡織機(jī)中電機(jī)控制裝置的方塊圖。
圖1中所示的紡織機(jī)是一個用于卷繞合成長絲紗線的摩擦型紗線絡(luò)紗機(jī)，和一個設(shè)置于該紗線絡(luò)紗機(jī)上游側(cè)的導(dǎo)絲輥裝置。該摩擦型紗線絡(luò)紗機(jī)通過強(qiáng)制驅(qū)動一個后面描述的摩擦輥127而驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)一個位于線軸保持器123、124上的線軸組。參照圖1，對具有摩擦型紗線絡(luò)紗機(jī)和導(dǎo)絲輥裝置的合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)進(jìn)行說明。
合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)是導(dǎo)絲輥裝置101和紗線絡(luò)紗機(jī)102的結(jié)合。導(dǎo)絲輥裝置101包括一個由同步電機(jī)M1驅(qū)動的第一導(dǎo)絲輥111，和一個由同步電機(jī)M2驅(qū)動的第二導(dǎo)絲輥112。第一導(dǎo)絲輥111和第二導(dǎo)絲輥112沿一人紗線輸送方向順序設(shè)置。從一個紡絲機(jī)(未圖示)熔體紡絲出多個合成長絲紗線(圖1中僅示出一個紗線)。這些紗線形成一組從左至右排列的紗線Y，并進(jìn)入第一導(dǎo)絲輥111中。這些紗線Y環(huán)繞第一導(dǎo)絲輥111卷繞若干次，將驅(qū)動力傳送到紗線Y。離開第一導(dǎo)絲輥111的該組紗線Y進(jìn)入第二導(dǎo)絲輥112中。紗線Y環(huán)繞第二導(dǎo)絲輥112卷繞若干次，將驅(qū)動力傳送到紗線Y。離開第二導(dǎo)絲輥112的該組紗線Y在導(dǎo)絲輥的軸線方向擴(kuò)展，并由紗線絡(luò)紗機(jī)102卷繞在每個卷裝上。
紗線絡(luò)紗機(jī)102包括一個轉(zhuǎn)塔圓盤122，兩個線軸保持器123、124，一個排線裝置126，一個摩擦輥127，一個上部紗線傳送裝置128和一個底部紗線紗線傳送裝置129。轉(zhuǎn)塔圓盤122可旋轉(zhuǎn)地安裝到一個主體框架(未圖示)的一側(cè)。線軸保持器123、124從轉(zhuǎn)塔圓盤122伸出，并分別由感應(yīng)電機(jī)M4、M5驅(qū)動。排線裝置126(圖1中僅示出一個排線裝置126)設(shè)置在一個可垂直于主體框架升降的升降框架(未圖示)上。摩擦輥127同樣設(shè)置在升降框架(未圖示)，并由同步電機(jī)M3驅(qū)動。上部紗線傳送裝置118同樣設(shè)置在升降框架(未圖示)上。底部紗線傳送裝置129可在線軸保持器123、124之間前進(jìn)和后退。
在線軸保持器123、124上分別設(shè)有四到六個線軸B(圖1中為便于圖示，僅示出一個線軸B)。線軸保持器123、124中的一個設(shè)置在一個卷繞位置(a)，線軸保持器123、124中的另一個設(shè)置在一個待機(jī)位置(b)。紗線卷繞在位于卷繞位置(a)的線軸B上。每次當(dāng)線軸B變成滿線軸時，轉(zhuǎn)塔圓盤122旋轉(zhuǎn)180度，紗線開始卷繞在一個新定位在卷繞位置(a)上的空線軸B上。
下面對在上述紗線絡(luò)紗機(jī)102中從滿線軸B向一個空線軸B傳送紗線時紗線的運(yùn)動作簡要說明。當(dāng)傳送紗線時，將與摩擦輥127接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸。
在位于卷繞位置(a)的線軸B變成滿線軸時，轉(zhuǎn)塔圓盤122旋轉(zhuǎn)180度，并切換線軸保持器123、124的位置，使?jié)M線軸B位于待機(jī)位置(b)而空線軸B位于卷繞位置(a)。但在每個線軸B分別位于一個新位置時，所供應(yīng)的紗線仍與位于待機(jī)位置(b)的滿線軸B聯(lián)接。紗線被空線軸B的狹縫117捕捉。結(jié)束從滿線軸B向空線軸B傳送紗線。換句話說，在紗線由于上部紗線傳送裝置118和底部紗線傳送裝置129的協(xié)同操作而被狹縫117捕捉時，與滿線軸B聯(lián)接的紗線被由于空線軸B的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的紗線張力斷開，紗線新卷繞到空線軸B上。圖1示出一個在紗線從滿線軸傳送到空線軸之前即刻的一個狀態(tài)。
在上述紗線傳送操作過程中，由于滿線軸B從滿線軸B接觸摩擦輥127的狀態(tài)離開，摩擦輥127沒有載荷地旋轉(zhuǎn)。同時，當(dāng)空線軸B接觸摩擦輥127時，在摩擦輥127上施加一個載荷。如上所述，由于在紗線傳送操作過程(線軸切換階段)中有載荷波動，大扭矩變成必須。因此與摩擦輥127開始旋轉(zhuǎn)的加速階段和摩擦輥127停止旋轉(zhuǎn)的減速階段相似，線軸切換階段，也就是將與摩擦輥127接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸的時間段，同樣認(rèn)為是不穩(wěn)定的操作階段。
合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)中的電機(jī)控制裝置1包括導(dǎo)絲輥(裝置)111，導(dǎo)絲輥(裝置)112和卷繞或穿線紗線的摩擦輥(裝置)127，用于這些輥(裝置)111、112、127的同步電機(jī)M1、M2、M3，驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3，僅在下面所述線軸切換階段被驅(qū)動的輥(線軸保持器)123、124，用于這些輥123、124的感應(yīng)電機(jī)M4、M5，以及用于這些感應(yīng)電機(jī)M4、M5的驅(qū)動器(變相器)DR4、DR5。
同步電機(jī)M1、M2、M3分別驅(qū)動卷繞和穿線紗線的輥111、112、127。
在下面所述的線軸切換階段或者當(dāng)紗線絡(luò)紗機(jī)開始操作時，感應(yīng)電機(jī)M4、M5分別驅(qū)動線軸保持器123、124一段短時間。
每個驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3轉(zhuǎn)換交流電源的頻率和電壓。每個驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3包括一個控制單元(V-F圖形改變裝置)21，該控制單元輸出，使輸出電壓和輸出頻率變成符合規(guī)定圖形的規(guī)定值。根據(jù)來自控制單元21的輸出，輸出電壓轉(zhuǎn)換成一個規(guī)定電壓，而輸出頻率被控制成一個規(guī)定頻率。
控制單元21包括一個與輸出電壓(V)和輸出頻率(F)相關(guān)的輸出電壓-輸出頻率圖形的存儲單元21a。如圖2中所示，存儲單元21a至少存儲V-F圖形1，其中V-F線性急劇升高，以及V-F圖形2，其中V-F圖形2線性緩慢升高。當(dāng)選擇V-F圖形1時，產(chǎn)生大扭矩。當(dāng)選擇V-F圖形2時，產(chǎn)生小扭矩。存儲在存儲單元21a中的V-F圖形1、2對應(yīng)于下面所述的操作狀態(tài)。換句話說，V-F圖形1用于不穩(wěn)定操作，V-F圖形2用于穩(wěn)定操作。
根據(jù)來自主控單元2的圖形選擇指令f2，控制單元21選擇存儲在存儲單元21a中的V-F圖形1、2中的一個。然后根據(jù)來自主控單元2的速度指令f1，在所選擇的V-F圖形基礎(chǔ)上根據(jù)輸出頻率和輸出電壓形成一個信號。然后從驅(qū)動器(變相器)輸出一個規(guī)定的輸出頻率和一個規(guī)定的輸出電壓。如上所述，控制單元21用作改變輸出電壓-輸出頻率圖形(輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系表達(dá))的改變裝置。V-F圖形改變裝置21沒有設(shè)置在驅(qū)動器(變相器)DR4、DR5中，而是在驅(qū)動器DR4、DR5中設(shè)置一個固定的V-F圖形。
主控單元2將用于同步電機(jī)M1、M2、M3和感應(yīng)電機(jī)M4、M5的驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3、DR4、DR5集成在一起，并控制整個合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)的驅(qū)動。對于集成控制，為了以規(guī)定的圓周速度和扭矩旋轉(zhuǎn)輥111、112、127，主控單元2在操作狀態(tài)確定裝置2a的基礎(chǔ)上將速度指令f1和圖形選擇指令f2輸出到具有V-F圖形改變裝置21的每個驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3。輸出到每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3的速度指令f1和圖形選擇指令f2對于每個驅(qū)動器是單獨(dú)的指令。主控單元2還向不具有V-F圖形改變裝置的驅(qū)動器DR4、DR5輸出單獨(dú)的速度指令f1。
由于主控單元2控制整個合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)，操作狀態(tài)確定裝置2a確定紗線絡(luò)紗機(jī)和導(dǎo)絲輥裝置的操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作階段或者不穩(wěn)定操作階段。具體地，操作狀態(tài)確定裝置2a根據(jù)來自各開關(guān)或各傳感器的信號來確定。當(dāng)需要大扭矩時的操作狀態(tài)是不穩(wěn)定操作階段，其它操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作階段。由于用于起動紗線絡(luò)紗機(jī)和導(dǎo)絲輥的操作的加速階段和用于停止紗線絡(luò)紗機(jī)和導(dǎo)絲輥的操作的減速階段都需要大扭矩，它是不穩(wěn)定操作階段。在紗線絡(luò)紗機(jī)中穩(wěn)定地進(jìn)行卷繞時的操作階段以及由導(dǎo)絲輥裝置穩(wěn)定地輸送紗線的操作階段是穩(wěn)定操作階段。穩(wěn)定操作階段是比不穩(wěn)定操作階段大幾百倍的較長的時間段。
如圖3中所示，用于起動的加速階段是隨著起動紗線絡(luò)紗機(jī)的操作而開始，隨著旋轉(zhuǎn)數(shù)量到達(dá)一個規(guī)定數(shù)量之后經(jīng)過一個規(guī)定的時間段t1而結(jié)束。初始穿線操作是在加速階段進(jìn)行的，直到經(jīng)過規(guī)定的時間段t1。穿線操作是這樣一個操作，將合成長絲紗線穿到每個輥111、112、127上，同時用一個吸氣槍吸引被輸送的合成長絲紗線。操作狀態(tài)確定裝置2a在加速階段確定處于不穩(wěn)定操作階段。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向驅(qū)動器DR1至DR3中的每一個的控制單元2 1輸出用于選擇大扭矩V-F圖形1的指令f2。
當(dāng)穿線操作對于每個輥111、112、127結(jié)束時，操作前進(jìn)到卷繞操作階段，確定是在穩(wěn)定操作階段。當(dāng)操作狀態(tài)確定裝置2a確定處于穩(wěn)定操作階段時，向每個驅(qū)動器DR1至DR3中的每一個的控制單元21輸出用于選擇小扭矩V-F圖形2的指令f2。
主控單元2抓取停止合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)的時刻。減速階段隨著減速起動而開始，隨著停止而結(jié)束，并包括在減速起動之前的一個規(guī)定的時間段t2。對每個輥111、112、127進(jìn)行控制而在減速階段減速。操作狀態(tài)確定裝置2a在減速階段確定處在不穩(wěn)定操作階段。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向每個驅(qū)動器DR1至DR3的控制單元21輸出用于選擇大扭矩V-F圖形1的指令f2。
圖3中所示的線軸切換是將與摩擦輥123接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸的時間段，在該階段(線軸切換階段)，在摩擦輥123中產(chǎn)生載荷波動。因此在摩擦驅(qū)動型紗線絡(luò)紗機(jī)的情況下，除了起動時的加速階段和停止時的減速階段之外，當(dāng)線軸被自動切換時的時間段同樣是不穩(wěn)定操作階段。主控單元2抓取線軸切換階段(用于傳送紗線的紗線傳送階段)。操作狀態(tài)確定裝置2a在紗線傳送階段確定對于摩擦輥123的電機(jī)M3處于不穩(wěn)定操作階段。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向用于摩擦輥123的電機(jī)M3的驅(qū)動器DR3的控制單元21輸出用于選擇大扭矩V-F圖形1的指令f2。在紗線傳送階段，由于在導(dǎo)絲輥111、112中不產(chǎn)生大的載荷波動，操作狀態(tài)確定裝置2a不確定對于導(dǎo)絲輥111的電機(jī)M1和導(dǎo)絲輥112的電機(jī)M2是處于不穩(wěn)定操作階段。因此不向用于導(dǎo)絲輥111、112的電機(jī)M1、M2的驅(qū)動器DR1、DR2的控制單元21輸出用于選擇V-F圖形1的指令。
下面參照圖1至圖3對電機(jī)控制裝置1的操作進(jìn)行說明。
在紗線絡(luò)紗機(jī)的操作起動時，導(dǎo)絲輥111、112和摩擦輥127加速到一個滿足合成長絲紗線運(yùn)行速度的圓周速度。此時，主控單元2的操作狀態(tài)確定裝置2a確定它是加速階段的不穩(wěn)定操作狀態(tài)。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a分別向每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3的控制單元21輸出用于選擇圖2中V-F圖形1的指令f2。因此，每個同步電機(jī)M1、M2、M3分別以高扭矩加速每個輥111、112、127，具有大慣性的輥111、112、127可在規(guī)定的時間段內(nèi)起動。在每個輥111、112、127到達(dá)一個規(guī)定轉(zhuǎn)速之后，直到由計(jì)時器設(shè)定等經(jīng)過了規(guī)定的時間段t1，操作狀態(tài)確定裝置2a確定處于不穩(wěn)定操作狀態(tài)，并選擇圖2中的V-F圖形1。
在加速階段完成初始穿線操作。此外，在短的加速階段，為了減小當(dāng)位于卷繞位置(a)的線軸保持器與摩擦輥接觸時的震動，驅(qū)動位于卷繞位置(a)的線軸保持器的電機(jī)，并在位于卷繞位置(a)的線軸保持器接觸摩擦輥之后停止。
在穿線操作結(jié)束后，過程前進(jìn)到卷繞操作，其中穿線在每個輥111、112、127上的合成長絲紗線以一個規(guī)定的恒定速度沿每個輥運(yùn)行。然后，主控單元2的操作狀態(tài)確定裝置2a確定處于卷繞階段的穩(wěn)定操作狀態(tài)。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3的控制單元21輸出用于選擇圖2中V-F圖形2的指令f2。因此，每個同步電機(jī)M1、M2、M3以小扭矩驅(qū)動每個輥111、112、127，以一個規(guī)定的圓周速度驅(qū)動輥111、112、127。在卷繞過程中，由于選擇了具有小扭矩的V-F圖形，同步電機(jī)M1、M2、M3的效率得到了提高。結(jié)果，可降低功率消耗，可抑制電機(jī)發(fā)熱，并可延長軸承的使用時間。由于每個驅(qū)動器(變相器)DR1、DR2、DR3的輸出電流降低，還可延長驅(qū)動器的持續(xù)時間。由于卷繞階段持續(xù)一個較長的時間段，可大大節(jié)省功率，并可大大延長軸承和驅(qū)動器的持續(xù)時間。
當(dāng)從滿線軸向空線軸自動傳送紗線時，主控單元2的操作狀態(tài)確定裝置2a確定是紗線傳送階段的不穩(wěn)定操作狀態(tài)。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向摩擦輥127的驅(qū)動器DR3的控制單元21輸出用于選擇圖2中V-F圖形1的指令f2。因此，同步電機(jī)M3以高扭矩驅(qū)動摩擦輥127，同步電機(jī)M3被驅(qū)動時保持同步狀態(tài)，同時將與摩擦輥127接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸。在紗線傳送階段t3結(jié)束后，主控單元2的操作狀態(tài)確定裝置2a確定處于卷繞階段的穩(wěn)定操作狀態(tài)。然后，操作狀態(tài)確定裝置2a向驅(qū)動器DR3的控制單元21輸出用于選擇圖2中V-F圖形2的指令f2。因此再次高效驅(qū)動同步電機(jī)M3。
另外，在上述紗線傳送操作過程中，在紗線張力中產(chǎn)生波動，該波動被傳送到位于上游側(cè)的導(dǎo)絲輥111、112。但當(dāng)合成長絲紗線是用于服裝的普通紗線時，紗線張力的波動較小。因此對于導(dǎo)絲輥111、112，即使在上述紗線傳送階段也確定處于穩(wěn)定操作狀態(tài)。
在緊急停止或者正常停止紗線絡(luò)紗機(jī)的操作時，主控單元2的操作狀態(tài)確定裝置2a確定處于不穩(wěn)定操作狀態(tài)，并向每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3的控制單元2 1輸出用于選擇圖2中V-F圖形2的指令f2。因此，每個同步電機(jī)M1、M2、M3以高扭矩加速每個輥111、112、127，并可在一個規(guī)定的時間段內(nèi)停止輥111、112、127的旋轉(zhuǎn)。
上述實(shí)施例的合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)中的電機(jī)控制裝置具有下面的效果(1)對于導(dǎo)絲輥111、112和摩擦輥127，操作狀態(tài)由確定裝置2a確定。通過從確定裝置2a接收V-F圖形選擇指令f2，驅(qū)動器DR1、DR2、DR3通過用V-F圖形改變裝置21根據(jù)操作狀態(tài)改變成V-F圖形而控制電機(jī)M1、M2、M3。因此可通過根據(jù)操作狀態(tài)的扭矩驅(qū)動輥111、112、127的電機(jī)M1、M2、M3。
(2)對于導(dǎo)絲輥111、112和摩擦輥127，當(dāng)由確定裝置2a確定的操作狀態(tài)是需要大扭矩的不穩(wěn)定操作狀態(tài)時，選擇在驅(qū)動器DR1、DR2、DR3中產(chǎn)生大扭矩的V-F圖形1。當(dāng)由確定裝置2a確定的操作狀態(tài)是持續(xù)較長時間的穩(wěn)定操作狀態(tài)時，選擇在驅(qū)動器DR1、DR2、DR3中產(chǎn)生小扭矩的V-F圖形2。因此在需要高扭矩的不穩(wěn)定操作狀態(tài)下以高扭矩驅(qū)動對導(dǎo)絲輥111、112和摩擦輥127進(jìn)行驅(qū)動的電機(jī)M1、M2、M3。在持續(xù)較短時間的穩(wěn)定操作狀態(tài)下以低扭矩驅(qū)動電機(jī)M1、M2、M3。結(jié)果，提高了能量效率。
(3)對于導(dǎo)絲輥111、112和摩擦輥127，在起動時的加速階段和停止時的減速階段需要大扭矩。因此在加速階段和減速階段，確定裝置2a確定處于不穩(wěn)定操作階段，選擇產(chǎn)生大扭矩的V-F圖形1。結(jié)果，可很快完成起動和停止。
(4)對于導(dǎo)絲輥111、112，由于只有加速階段和減速階段是需要大扭矩的階段，確定裝置2a確定處于除加速階段和減速階段之外的較長時間的穩(wěn)定操作狀態(tài)，選擇產(chǎn)生小扭矩的V-F圖形2。結(jié)果，可高效驅(qū)動電機(jī)，可抑制電機(jī)和變相器的發(fā)熱，并可降低功率消耗。
(5)對于摩擦輥127，確定裝置2a確定處于對于加速階段、減速階段和線軸切換階段的不穩(wěn)定操作狀態(tài)，并選擇用于產(chǎn)生大扭矩的V-F圖形1。對于除加速階段、減速階段和線軸切換階段之外的較長時間段，確定裝置2a確定處于穩(wěn)定操作狀態(tài)，并選擇用于產(chǎn)生小扭矩的V-F圖形2。因此在起動、停止和紗線傳送時，不會發(fā)生不同步(在同步電機(jī)情況下)或過多打滑(在感應(yīng)電機(jī)情況下)，并可平穩(wěn)地完成起動、停止和紗線傳送操作。對于其它時間段，電機(jī)可高效驅(qū)動，可抑制電機(jī)和變相器的發(fā)熱，并可降低功率消耗。
可以下述方式改變電機(jī)控制裝置的上述實(shí)施例(1)在上述合成長絲紗線卷繞系統(tǒng)中，在將被熔體紡絲的合成樹脂長絲紗線是用于工業(yè)材料的情況下，在紗線傳送階段(線軸切換階段)位于導(dǎo)絲輥111、112上的載荷有較大波動。因此同樣對于導(dǎo)絲輥111、112，可確定在紗線傳送階段(線軸切換階段)處于不穩(wěn)定操作狀態(tài)，并可選擇如起動和停止時產(chǎn)生大扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。
(2)紗線絡(luò)紗機(jī)可以是紡錘型紗線絡(luò)紗機(jī)，其中即使在卷繞過程中也主動驅(qū)動線軸保持器123、124，并由位于卷繞位置的線軸保持器作為接觸輥旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于摩擦輥的一個輥。在這種情況下，每次切換線軸時，線軸保持器123、124重復(fù)起動和停止。位于卷繞位置的線軸保持器變成處于穩(wěn)定操作狀態(tài)下，其中速度根據(jù)卷繞過程中的卷繞直徑而改變。因此在上述紡錘型紗線絡(luò)紗機(jī)中，在起動和停止時的不穩(wěn)定操作狀態(tài)下，對于線軸保持器123、124的電機(jī)M4、M5選擇用于產(chǎn)生大扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。在其它情況下的穩(wěn)定操作狀態(tài)下，選擇用于產(chǎn)生小扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。另外，用感應(yīng)電機(jī)作為線軸保持器123、124的電機(jī)M4、M5。
(3)在上述實(shí)施例中，操作狀態(tài)確定裝置2a設(shè)置在主控單元2中。但操作狀態(tài)確定裝置2a也可設(shè)置在每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3中。由于在每個同步電機(jī)M1、M2、M3中分別設(shè)有一個速度計(jì)，可通過速度的改變來確定起動和停止。此外，由于每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3從主控單元2接收速度指令f1，每個驅(qū)動器DR1、DR2、DR3可根據(jù)速度指令f1確定起動或停止。
(4)在上述實(shí)施例(圖1)中，將對應(yīng)于操作狀態(tài)的V-F圖形存儲在變相器(驅(qū)動器)中。也就是說，V-F圖形存儲單元21a設(shè)置在變相器(驅(qū)動器)中。而對應(yīng)于操作狀態(tài)的V-F圖形可設(shè)置在主控單元2中。也就是說，V-F圖形存儲單元21a可設(shè)置在主控單元2中。圖4表示該實(shí)施例的一個例子，其中與操作狀態(tài)相關(guān)的V-F圖形設(shè)置在主控單元中。
下面參照圖4對該例子進(jìn)行描述。圖4是對應(yīng)于圖1的一個附圖，僅圖示了與圖1中所示不同的部件。驅(qū)動器DR1’、DR2’、DR3’分別包括一個控制單元(V-F圖形改變裝置)221。驅(qū)動器的控制單元221改變V-F圖形，換句話說，改變輸出電壓與輸出頻率之間的關(guān)系?？刂茊卧?1包括一個標(biāo)準(zhǔn)圖形存儲單元221b。該標(biāo)準(zhǔn)V-F圖形存儲單元221b與圖1中的V-F圖形存儲單元21a有所不同。標(biāo)準(zhǔn)V-F圖形存儲單元221b不存儲關(guān)于操作狀態(tài)的V-F圖形，而是存儲將成為標(biāo)準(zhǔn)的輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系表達(dá)式。關(guān)于操作狀態(tài)的V-F圖形存儲在主控單元202的存儲單元202b中。主控單元202包括一個操作狀態(tài)確定裝置202a，以及用于有關(guān)操作狀態(tài)的V-F圖形的存儲單元202b。該操作狀態(tài)確定裝置202a與圖1中的操作狀態(tài)確定裝置2a相同，并確定操作狀態(tài)，換句話說，確定是處于穩(wěn)定操作狀態(tài)還是不穩(wěn)定操作狀態(tài)。作為確定結(jié)果，從操作狀態(tài)確定裝置202a向用于有關(guān)操作狀態(tài)的V-F圖形的存儲單元202b輸出V-F圖形選擇指令f202。用于有關(guān)操作狀態(tài)的V-F圖形的存儲單元202b存儲有關(guān)操作狀態(tài)的V-F圖形。具體地，分別對于不穩(wěn)定操作狀態(tài)和穩(wěn)定操作狀態(tài)相對于存儲于標(biāo)準(zhǔn)V-F圖形存儲單元221b中的標(biāo)準(zhǔn)V-F圖形存儲V/F比率(X％，Y％)。V/F比率(X％，Y％)的設(shè)定可以改變。通過接收操作狀態(tài)確定裝置202a的指令f202，用于涉及操作狀態(tài)的V-F圖形的存儲單元202b選擇一個涉及指令f202的V-F圖形(V/F比率)，并向驅(qū)動器的控制單元221輸出一個V-F圖形改變指令f203。然后，驅(qū)動器的控制單元221接收圖形改變指令f203，并將標(biāo)準(zhǔn)V-F圖形改變成滿足指令f203的一個V-F圖形。
本發(fā)明可應(yīng)用于其它紡織機(jī)，如拉伸變形設(shè)備。
本發(fā)明不考慮電機(jī)類型，但在同步電機(jī)的情況下，由于不同步問題較大，在使用同步電機(jī)時本發(fā)明的效果尤其明顯。
根據(jù)上述的本發(fā)明，在電機(jī)的全部操作狀態(tài)下，電機(jī)可平穩(wěn)驅(qū)動，提高了電機(jī)效率，并可降低功率消耗。此外，可抑制電機(jī)發(fā)熱，并延長軸承使用時間。另外，由于可減小驅(qū)動器(變相器)的輸出電流，可抑制驅(qū)動器(變相器)的發(fā)熱，并延長驅(qū)動器(變相器)的使用時間。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動紡織機(jī)中裝置的電機(jī)的控制裝置，包括一個變相器，用于將交流電源轉(zhuǎn)換成可變頻率和可變電壓；一個確定裝置，用于確定所述控制裝置的操作狀態(tài)；及一個改變裝置，用于根據(jù)所述確定裝置的確定結(jié)果改變該變相器的輸出電壓-輸出頻率圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織機(jī)中電機(jī)的控制裝置，其特征在于，需要大扭矩的操作狀態(tài)是不穩(wěn)定操作狀態(tài)，其它操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作狀態(tài)，穩(wěn)定操作狀態(tài)比不穩(wěn)定操作狀態(tài)持續(xù)更長的時間，當(dāng)操作狀態(tài)是不穩(wěn)定操作狀態(tài)時，改變裝置選擇產(chǎn)生大扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形，當(dāng)操作狀態(tài)是穩(wěn)定操作狀態(tài)時，改變裝置選擇產(chǎn)生小扭矩的輸出電壓-輸出頻率圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紡織機(jī)中電機(jī)的控制裝置，其特征在于，不穩(wěn)定操作狀態(tài)是起動時的加速階段和停止時的減速階段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紡織機(jī)中電機(jī)的控制裝置，其特征在于，紡織機(jī)是一個用于卷繞合成長絲紗線的紗線絡(luò)紗機(jī)，設(shè)置于該紗線絡(luò)紗機(jī)中的裝置是一個摩擦輥，該摩擦輥與一個卷繞卷裝接觸而旋轉(zhuǎn)該卷繞卷裝，穩(wěn)定操作狀態(tài)是在摩擦輥旋轉(zhuǎn)的同時保持一個規(guī)定的轉(zhuǎn)速，不穩(wěn)定操作狀態(tài)是用于起動摩擦輥的旋轉(zhuǎn)的加速階段，用于停止摩擦輥的旋轉(zhuǎn)的減速階段，以及用于將與摩擦輥接觸的線軸從一個線軸切換到另一個線軸的線軸切換階段。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紡織機(jī)中的電機(jī)控制裝置，能夠提高紡織機(jī)中使用的電機(jī)的效率。對紡織機(jī)的裝置111、112、127進(jìn)行驅(qū)動的電機(jī)M1、M2、M3的控制裝置1包括變相器DR1、DR3、DR3，用于將交流電源轉(zhuǎn)換到可變頻率和可變電壓。此外，控制裝置1還包括一個用于確定裝置111、112、127的操作狀態(tài)的確定裝置2a，和一個用于根據(jù)確定裝置2a的確定結(jié)果改變變相器DR1、DR2、DR3的輸出電壓－輸出頻率圖形的改變裝置21。
文檔編號D01H1/22GK1531187SQ20041002840
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者堀哲也, 上田淳也, 橋本欣三, 三, 也 申請人:村田機(jī)械株式會社