專利名稱：單錠驅動環形精紡機的制作方法
技術領域：
本發明涉及單錠驅動環形精紡機。
已知環形精紡機的錠是由專用電機單獨相互驅動的。
這種常規的單錠驅動環形精紡機用感應電機10分別驅動錠，如圖4所示，這些感應電機10又集中地僅被一個倒相器11驅動。請注意，參考數字12表示拉伸輥驅動電機，參考數字13表示拉伸輥驅動電機12的倒相器。
感應電機會產生滑動。這樣，感應電機就帶來了缺點。即，滑動使得電機的旋轉速度隨紗的卷繞量變化而改變，然后使得捻紗量隨電機轉速變化而變化。而且，因為只有一個倒相器共同驅動許多感應電機，所以它不能單獨停止這臺對應于錠出現異常情況(例如斷紗)的電機及提供遙控操作。還有，為了對每一個錠檢測象斷紗這樣的驅動異常，需要配備一個檢測給每一驅動電機提供電流的專門電流檢測器。
本發明的一個目的是提供一種克服了上述缺點的單錠驅動環形精紡機由于采用感應電機作單錠驅動電機，捻紗量因卷繞量及轉速的變化而變化；為檢測每一錠的驅動情況而需要配備諸如電流檢測器之類的專用檢測器，即在每一錠中檢測是否發生斷紗這樣的異常。
根據本發明的第一方面，提供了一種單錠驅動環形精紡機，它包括分別專用于錠的單錠驅動電機，其中單錠驅動電機為同步電機，每一個同步電機根據從外部源輸入的參考速度與該同步電機的速度之間的差，受到脈寬調制控制；每一錠的驅動條件又根據用于相應的同步電機的控制信號而受到監控。
用同步電機替代了常規的感應電機。也就是，每一錠受無刷直流電機或SR電機之類的電機驅動，其中在定子上提供卷繞以產生旋轉場，具有直流磁極的轉子以與旋轉場同樣的同步速度旋轉。采用這樣的同步電機，就不再發生滑動，而且即使卷紗量增加，電機的旋轉速度也不改變，因此捻紗量改變的問題也消除了。再者，當斷紗這樣的異常發生時，同步電機的旋轉速度保持恒定，這樣，用于驅動控制同步電機的控制信號則經歷劇烈的變化。所以，通過監控控制信號，每一個錠的驅動條件即可被檢測。
根據本發明的第二方面，在這種單錠驅動環形精紡機中，控制信號是用于脈寬調制控制中的PWM占空比。這樣，通過在軟件上監控每一個同步電機的PWM占空比，就可檢測每一個錠的驅動條件。
根據本發明的第三方面，作為另一種方法，每一個錠的驅動條件可以由監控用于速度PI控制的參考電流的方法來檢測。
再者，根據本發明的第四方面，當對應于錠的控制信號經歷很劇烈的變化以至超過一預定的變化率，驅動這一錠的同步電機就會被停止。由于采用這種配置，僅發生斷紗這樣的異常情況的錠的操作就可單獨地并通過遙控操作來停止。
附圖中
圖1為表示根據本發明環形精紡機結構的示意圖；圖2為表示圖1示出的錠驅動電機的速度控制部分示意圖；圖3A為表示根據本發明錠驅動電機的旋轉速度和電流與卷繞時間的函數關系示意圖；圖3B為表示在正常工作期間內根據本發明的錠驅動電機的繞組的電流和相位電壓示意圖；圖3C為表示在斷紗期間內根據本發明的錠驅動電機的繞組的電流和相位電壓示意圖；以及圖4為表示常規環形精紡機結構的示意圖。
現在參照附圖詳細描述本發明的實施例。在根據本發明的單錠驅動環形精紡機中，拉伸輥(draft roller)(未示出)由圖1示出的拉伸輥驅動電機12驅動。拉伸輥驅動電機12通過倒相器13被工業交流供電線4驅動。另外，許多錠(未示出)被驅動錠的諸如無刷直流電機或SR電機之類的同步電機1所驅動。每一個錠驅動電機1有一個專用的倒相器與之相連，每一倒相器2由直流電源3供以直流電。每一倒相器2根據來自主控制部分5的速度參考信號與來自相應速度傳感器6的速度信號之間的差實行控制以驅動相應的錠驅動電機1。
每一錠驅動同步電機的驅動控制是以圖2所示的方式由倒相器2來執行的。當倒相器2收到來自主控制部分5的速度參考信號時，倒相器2的速度控制部分7(做成速度放大器)發出預定的速度參考信號。根據來自速度控制部分7的信號，電流控制部分8的電流放大器發出參考電流。根據參考電流，PWM電路9向基本驅動電路10發出預定的PWM信號，相應的錠驅動電機1根據PWM信號被驅動。
錠驅動電機1具有速度傳感器6。來自速度傳感器6的信號反饋給速度控制部分7的輸入端。而且，在本實施例中，由PWM電路9設定并起到控制信號作用的PWM占空比，經由確定部分11反饋給速度控制部分7的輸入端。
PWM占空比是這樣進行監控的。圖3A示意性地示出錠驅動電機1的旋轉速度及其電流隨卷繞時間成函數關系變化的情況。如果假定錠驅動電機1的旋轉速度與卷繞時間的函數關系保持不變，那么，負載隨卷繞量從卷繞開始的逐漸增加而增加，這樣，供給錠驅動電機1的電流也增加。然而，當因某種原因而發生斷紗時，負載降低，其結果，供給錠驅動電機1的電流急劇降低，而且在這一降低的水平上幾乎保持恒定。供給錠驅動電機1的電流及其卷繞的相位電壓在正常工作期間內呈現出圖3B所示的值。也就是，當錠驅動電機1處于穩定態時，其卷繞的相位電壓以一預脈沖寬度反復導通斷開，這樣，供給錠驅動電機1的電流在由平均值限定的預定范圍內保持通與斷。在此條件下的PWM占空比如下PWM占空比＝導通時間×100％/{(導通時間)+(斷開時間)}。
另一方面，當錠負載由于例如斷紗而降低時，平均電流就降低。錠驅動電機1每次卷繞的相位電壓的斷開時間比導通時間長，如圖3C所示。這樣，PWM占空比從圖3B所示的狀態到圖3C所示的狀態的劇烈變化通過監控PWM占空比檢測出，由于例如斷紗而產生的負載波動可被定位。當確定部分11確定這種負載波動時，確定部分11示出一異常信號給主控制部分5。根據這一異常信號，主控制部分5停止有關錠的錠驅動電機1。也可以這樣設計，即有關錠的異常情況僅顯示在顯示裝置上(未示出)，而不停止響應錠的驅動電機1。
盡管在上述的實施例中將PWM占空比從PWM電路9輸入到確定部分11內，但斷紗這樣的異常可通過使電流控制部分8對確定部分11輸入參考電流來確定，如圖2虛線所示，參考電流起到從電流控制部分8到PWM電路9的待輸入的控制信號的作用。另外，如圖2的點劃線所示，異常可以通過使速度控制部分7將速度參考信號輸入到確定部分11來確定，速度參考信號起到從速度控制部分7到電流控制部分8待輸入的的控制信號的作用。
再者，錠驅動電機1可用下述方式來停止。將倒相器2中諸如PWM占空比的控制信號直接輸出到主控制部分5，這樣，在主控制部分5中就配置了被錠共用的確定部分。而且，根據每一倒相器2的確定部分11所獲得的確定結果，使來自主控制部分5的參考速度無效。
根據本發明，通過執行起到單錠驅動環形精紡機的單錠驅動電機作用的同步電機的PWM控制，可將錠驅動電機的旋轉速度保持在一預定值，而不受卷繞量變化的影響，這樣，捻紗量因電機旋轉速度變化而變化而電機旋轉速度又受卷繞量變化而變化的缺點就可消除。
再者，根據本發明，錠的驅動條件可在控制軟件上通過監控用于每個同步電機的驅動控制的控制信號來檢測，這樣，不用電流傳感器就可檢測出異常情況。
權利要求
1.一種單錠驅動環形精紡機，它包括分別專用于錠的單錠驅動電機，其特征在于所述單錠驅動電機為同步電機，每一臺所述同步電機根據從外部源輸入的參考速度與所述同步電機的速度之間的差，受到脈寬調制控制；每一錠的驅動條件根據用于相應的一個所述同步電機的驅動控制的控制信號受到監控。
2.如權利要求1所述的單錠驅動環形精紡機，其特征在于所述控制信號為用于脈寬調制控制的PWM占空比。
3.如權利要求1所述的單錠驅動環形精紡機，其特征在于所述控制信號為用于速度PI控制的參考電流。
4.如權利要求1至3中任一項所述的單錠驅動環形精紡機，其特征在于當對應于錠的所述控制信號已經歷這樣一種劇烈的變化以至超過預定變化率時，驅動錠的所述同步電機就停止。
全文摘要
在環形精紡機的錠驅動裝置中,多個錠有專用的同步電機、倒相器和控制電路各自與其相連,而且控制電路與共同的直流電源相接。每一控制電路對相應的倒相器輸出PWM信號,監控PWM占空比,檢測由于PWM占空比的變化而使相應錠的驅動條件產生的劇烈變化,并通過該倒相器停止該相應的同步電機的工作。
文檔編號D01H1/244GK1253187SQ9912350
公開日2000年5月17日 申請日期1999年11月5日 優先權日1998年11月5日
發明者坪井將嘉, 筱崎豐, 上松辰哉, 大立泰治 申請人:株式會社豐田自動織機制作所