CN100415966C - 控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法 - Google Patents

Abstract

在一种通过一个单个电机(6)来独立地驱动每个纱锭(5)的纺纱机中，该电机使用一种同步电机，该同步电机通过一个逆变器(14)被控制。至少当落卷停止后卷线轴被拉出时，给每个电机提供一种直流(D3)，用于保持该纱锭处在停止状态的保持力被增加。

Description

控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法

技术领域

本发明涉及一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法例如环锭纺纱机或环锭搓线机，它使用单个的电机独立地驱动各自的纱锭。

背景技术

最近已经提出一种机器具有多个纱锭驱动电机以便每个纱锭具有它自己的电机，代替只用一个电机来驱动纺纱架上的所有纱锭。这已经被提出是为了这个目的，就是使在纺纱架上设置大量的纱锭或增加纱锭的旋转速度成为可能。在如上所述在每个纱锭里提供单个纱锭驱动电机的情况下，在落卷时可能出现纱锭旋转问题，其不同于一条皮带驱动多个纱锭的环锭纺纱机皮带驱动方法的情况。

该原因就是当一根线在落卷中特别是在把满的卷线轴拔出纱锭中被施加张力时，其中该线穿过导丝钩从一个纱锭到一个满的卷线轴，该张力作用于纱锭旋转的方向。在皮带驱动方法中，通过处于静止状态的皮带将大的制动力作用于该纱锭。因此，该纱锭不随张力而旋转，该张力是由于该线在拉出卷线轴中产生的张力而产生的，或该纱锭即使旋转也是轻微的旋转。另一方面，该纱锭通过该线张力而旋转，该纱锭直接由该单纱锭驱动电机驱动，从该纱锭到该满的卷线轴的线在理想的位置难以切断。此外，导丝钩的位置容易变化并且穿过导丝钩到牵引部分的线在落卷后框架重新启动时易于断裂。

为了解决这样一个缺点，公开号为1-306629日本专利申请提出一种纺纱机刹车装置，该纺纱机使用一种多相AC电机作为一个单纱锭驱动电机，该刹车装置包含：一个第一电源，它在正常纺纱时供应一种驱动电流给电机；一个第二电源，它在正常纺纱时供应该电机一个朝它相反方向的旋转转矩；一个转换开关用于变换上述两种电源；和一个刹车控制电路用于操作提出的转换开关。

如果该纺纱架装备有上述公开号为1-306629日本专利申请公开的刹车装置，在落卷中伴随纱锭旋转的缺点可以被排除。然而，该装置装备有两种电源，由此需要一个转换开关用于这些电源和一个刹车控制电路用于操作该转换开关。因此，该结构变得复杂并且成本增加。

发明内容

本发明已经考虑到上面问题，本发明的一个目的就是由此而提供一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法，该方法通过控制一个具有一个电源并不具有转换开关的单纱锭驱动电机可以抑制纱锭被旋转到这样一种程度，就是在重新启动时由于落卷中的线张力而出现故障。

为了实现上述的目的，根据本发明的第一方面，在使用单个电机来独立驱动每个纱锭的纺纱机中，该电机使用一种同步电机，该同步电机通过一个逆变器被控制，每个电机被提供一种直流来保持该纱锭处在一种状态就是至少当落卷停止后卷线轴被拉出该纱锭时旋转被限定；其中在该电机除拉出卷线轴之外的停止期间，一种小于拉出卷线轴时的电流的直流提供给该电机。

在本发明里，落卷停止后，一种直流被提供给该同步电机用于在把满的卷线轴拉出该纱锭时驱动该纱锭。因此，该电机定子的励磁状态被保持在一个恒定的水平，用于保持转子处于停止位置的磁力作用于转子。因此，即使作用于线上的张力在拉出满的卷线轴时试图旋转该纱锭，该纱锭的旋转被限定。因此，该纱锭可以被抑制旋转到这样一种程度就是在重新启动时故障出现。

根据本发明的第二方面，在本发明的第一方面里，逆变器与每个电机安装在一起。因此，在本发明里，每个纱锭的电机可以被高精确地控制。

根据本发明的第三方面，在本发明的第一或第二方面里，在除拉出卷线轴之外的该电机停止期间，一种小于拉出卷线轴时的电流的直流提供给该电机。因此，在本发明里，在停止期间，一种用于抑制由外力作用引起的转子从停止位置旋转的保持力一直作用，而该保持力作用不局限于拉出满的卷线轴的时期。

根据本发明的第四方面，在使用单个电机来独立驱动每个纱锭的纺纱机中，该电机使用一种能够进行步进操作的同步电机，该同步电机通过一个逆变器被控制，至少当卷线轴在落卷停止后从纱锭中拉出时，该电机在与纺纱操作相反的方向上被轻微地旋转。

在本发明里，能够进行步进操作的电机例如一种开关磁阻电机，被用作同步电机。当卷线轴在落卷停止后从纱锭中拉出时，该电机被驱动使得在与纺纱操作相反的方向上轻微地旋转纱锭(例如，1/4旋转或更少)而不是保持纱锭在停止位置。甚至使用同样的激励电流，电机在相反的方向被旋转的情况与定子被激励使得纱锭停止在预定的位置的情况相比较，克服由线张力旋转纱锭的扭矩的力比较大。因此，特别是在需要大的力来切断线如同厚支线的情况下，纱锭在相反的方向被旋转，由此克服由线张力旋转纱锭的扭矩的作用增加，而且线的切断由装备在纱锭上的切刀平滑地执行。

附图说明

在附图中：

图1是表示依照一个实施例提供给电机的电流变化曲线图；

图2是表示一种纺纱机的电气结构的电路框图；和

图3是表示一种落卷装置拥有满的卷线轴的情形侧视简图。

具体实施方式

以下将参考图1-3描述根据本发明的一种单纱锭驱动环锭纺纱机的一个实施例。

如图2所示，用一个AC/DC转换器2连接一个交流电源1。构成一个牵引部分驱动系统的牵引电机3通过一个逆变器4连接到AC/DC转换器2上。牵引部分驱动系统被连接到一个提升驱动系统上(未画)使得可同步操作，提升驱动系统用于通过一个旋转传输设备(未画)上升或下降一钢领板和一个导钩板角，牵引电机3也驱动提升驱动系统。

纺纱机的各自纱锭装备有单纱锭驱动电机6，分别用于独自驱动每个纱锭5(图3所示)。同步电机被用于该单纱锭驱动电机6。在这个实施例中，使用开关磁阻电机(SR电机)。该单纱锭驱动电机6通过各自的纱锭控制装置7和一个斩波电路8连接到AC/DC转换器2上。斩波电路8将AC/DC转换器2的输出改变为一个电压并输出该电压，它适合于每个单纱锭驱动电机6的驱动电源。

逆变器4和各自的纱锭控制装置7被电连接到一个框架控制装置9上。该框架控制装置9装备有一个CPU10、一个存储器11和一个输入设备12。CPU10通过一个输入接口(未画)连接到输入设备12上，通过一个输出接口(未画)连接到逆变器4上，和通过一个串行接口(未画)连接到各自的纱锭控制装置7。

CPU10依据保存在存储器11里的预定程序数据进行运行。存储器11保存程序数据和执行该程序必需的各种数据。该程序数据包括关于纺纱情况的对应数据例如各种纤维材料、纺纱支数和捻线数、稳定运行时纱锭的旋转速度、牵引电机3的旋转速度等。进一步说，在单纱锭驱动电机6的框架停止中直到落卷停止后框架的重新启动时存储器11保存一个控制程序。

框架停止中控制程序至少到在落卷操作中从纱锭5拉出卷线轴时提供直流给单纱锭驱动电机6持续一个预定的时间，除了拉出卷线轴时间之外在框架停止期间直到落卷后框架重新启动时提供小于拉出卷线轴时电流的直流(例如，直流约为拉出卷线轴时电流的1/3大)给单纱锭驱动电机6。也就是，在框架停止期间，小直流提供给单纱锭驱动电机6而不需要停止电流供应，而在拉出卷线轴时提供比较大的直流。改变要供应直流大小的时间被设定到从落卷设备(线轴改变设备)13(图3部分画出)运行开始一个预定时间后。

注意，伴随着线的断裂用于连接线而停止时，比较小的直流提供给单纱锭驱动电机6。也就是，在线连接停止时和在落卷停止时，单纱锭驱动电机6的相同控制被实施，除了这一点就是在预定的拉出卷线轴的时间周期期间供应电流被变大。

每个纱锭控制装置7装备有一个逆变器14和一个配有CPU的控制电路15。控制电路15通过串行接口(未画)可以同框架控制装置9进行通讯，并且可以从框架控制装置9接收一个命令信号以及也传送数据给框架控制装置9。

如上面构造的装置的作用将被描述。在纺纱机运行之前，通过输入设备12，纺纱情况例如纤维材料、纺纱支数和捻线数被输入到框架控制装置9。然后，当纺纱机的运行开始时，根据输入纺纱情况，通过反向器4，框架控制装置9的CPU10控制牵引电机3到一个预定的旋转速度，也输出一个速度命令信号给各自的纱锭控制装置7。根据从框架控制装置9来的命令信号，纱锭控制装置7控制各自的单纱锭驱动电机6到一个预定的旋转速度。

当纺纱继续达到满线轴的状态时，执行一个预定的停止操作。如图3所示，一个安装在纱锭5上的满的卷线轴(满线轴线)F由倾斜线16形成，按照预定的缠绕次数，一个线头Yb绕着一个线头缠绕部分17被缠绕，框架的操作被停止在一个状态就是钢领板18上的导丝钩19被定位在线头缠绕部分17上面。

随后，由落卷装置13进行的落卷操作开始。落卷装置13把满的卷线轴F拉出纱锭5，接着，给纱锭5安装一个空的卷线轴。当满的卷线轴F被拉出时，从线头缠绕部分17到满的卷线轴F的线被安装在线头缠绕部分17上面的已知的切刀(未画)进行一个压力接触而被切断。

当落卷操作启动时，报告该启动的信号从框架控制装置9被输出到各自的纱锭控制装置7，各自的纱锭控制装置7确定落卷的启动时间。在控制下各自的纱锭控制装置7使用一个计数器(未画)从落卷的启动时间开始统计失效时间和保持拉出满的卷线轴F时间。

图1是表示提供给单纱锭驱动电机6的电流量在从框架停止操作到落卷操作期间随时间变化的曲线图。如图1所示，在框架停止操作期间，提供给单纱锭驱动电机6的电流被减小来减速。在该速度达到一个预定的低速后，为了实施一个刹车操作，具有预定量的直流D1被提供给单纱锭驱动电机6持续一个预定的周期。在纱锭5停止后，小于直流D1的直流D2提供给单纱锭驱动电机6。接着，落卷操作启动后，在落卷装置13启动拉出满的卷线轴F的操作之前，大于直流D1和直流D2的直流D3提供给单纱锭驱动电机6持续一个预定的周期。此后，小直流D2重新提供，这个状态被保持直到框架的重新启动。

既然满的卷线轴F由倾斜的线16形成，倾斜线16从满的卷线轴F拉出如图3所示，所以通过倾斜线16把在纺纱中用于在旋转方向上旋转的扭矩作用于纱锭5。在电流不提供给单纱锭驱动电机6的状态下，纱锭5被上述扭矩旋转，一根穿过导丝钩19到牵引部分(未画)的线Y绕着纱锭5缠绕。因此，导丝钩19的位置改变，或线Y的张力增加。因此，在框架重新启动时线的破碎状态容易出现。然而，在本实施例中，当满的卷线轴F被拉出纱锭5时，直流D3提供给单纱锭驱动电机6来停止纱锭5的旋转。

注意，伴随着线的破碎状态用于连接线而停止时，直流D1被提供用于刹车操作并且纱锭5被停止，在停止期间小直流D2提供给单纱锭驱动电机6。

本实施例提供以下效果。

(1)同步电机被用作单纱锭驱动电机6和通过逆变器14来控制。当落卷停止后满的卷线轴F从纱锭5中被拉出时，直流提供给电机，由此转子被保持在停止状态。因此，即使当满的卷线轴F被拉出时由到满的卷线轴F的线Y产生的旋转纱锭5的扭矩作用于纱锭5，纱锭5的旋转被限定。因此，纱锭5被抑制旋转到这样一种程度就是在重新启动时故障出现例如线的破碎状态。

(2)在落卷期间大的直流D3不是一直被提供，但是大的直流D3在拉出满的卷线轴F时被提供和小的直流D2在别的周期中流动。因此，电流的消耗量可以被减少，热量的产生也可以被抑制。

(3)在框架操作停止期间，除了落卷操作以外的其余周期中小直流D2提供给单纱锭驱动电机6。因此，在停止期间纱锭5旋转的可能性被进一步降低，在框架重新启动时线的破碎状态的产生率被进一步减少。

(4)既然每个单纱锭驱动电机6分别安装有逆变器14，单纱锭驱动电机6可以被高精确地控制。

(5)伴随着线的破碎状态用于连接线停止时，具有预定量的直流D1被提供用于刹车如同在落卷停止中。停止后，小于直流D1的直流D2被提供。因此，控制程序的一部分在单纱锭驱动电机6停止时被启动，用于在拉出满的卷线轴F时提供直流D3的中断程序被提供。因此，控制可以变的更简单。

本发明并不局限于上述的实施例。例如，下面的实施例可以被采用。

大直流D3提供给单纱锭驱动电机6的周期可以设定为从落卷操作开始到落卷操作完成为了在拉出满的卷线轴F时提供一个大的保持力。既然这样，直流D3的供应由落卷启动信号来启动，和直流D3的供应由落卷完成信号来停止。因此，不需要计数器，这将导致结构简单。

可以依照落卷装置13拉出满的卷线轴F的时间来提供直流D3。例如，这样一种结构就是根据从落卷装置13中发出的用于拉出满的卷线轴F的操作的命令，直流D3提供给单纱锭驱动电机6。

在框架操作停止期间，除了提供直流D3时以外，电源可以不提供给单纱锭驱动电机6。

至少当落卷停止后满的卷线轴F被拉出纱锭5时，单纱锭驱动电机6可以在与纺纱操作相反的方向被轻微地旋转代替给单纱锭驱动电机6提供直流D3来使纱锭5保持在停止状态。特别是，例如，依据从落卷装置13中发出的用于拉出满的卷线轴F的操作的命令，由单纱锭驱动电机6实施一个步进操作来轻微地旋转纱锭5(例如，约30到60°)。可以容易地控制SR电机来实施步进操作。既然这样，即使使用相同的激励电流，单纱锭驱动电机6在相反的方向上被旋转情况与定子被激励来把纱锭5停在预定的位置情况相比较，克服由线张力旋转纱锭5的扭矩的力比较大。因此，特别是在这种情况下就是需要大的力来切断线Y例如在厚支线的情况下，克服由线张力旋转纱锭5的扭矩的作用增加，和纱锭5也旋转到一种状态就是装备在纱锭5上的切刀毗邻线Y。因此，线Y的切断被平滑地执行。

当拉出满的卷线轴时，依据纺纱线的厚度纱锭5被轻微地旋转的情况或直流D3被提供来使纱锭5保持在停止状态的情况可以被选择。例如，根据输入到框架控制装置9的纺纱情况，当纺纱线具有预定的厚度或更厚时实施反转控制，当纺纱线具有比预定厚度薄的厚度时实施控制来提供直流D3。既然这样，只有假设厚支线才实施反转控制，在这种情况下平滑地执行线的切断是困难的。

若不用在每个纱锭里提供逆变器14，这种结构就是所有单纱锭驱动电机6由一个逆变器来驱动和控制或这种结构就是单纱锭驱动电机6被分为多个组和在每一个组里提供一个逆变器可以被采用。既然这样，逆变器的数量被减少，制造成本被减少。

作为单纱锭驱动电机6，一种同步电抗电机、一种永磁同步电机、一种步进电机等可以代替SR电机被使用。进一步说，斩波电路8可以被省略。

本发明不局限于环锭纺纱机和可以被应用到一种环锭搓线机来驱动单个纱锭等等。

除了根据权利要求以外的技术思想(发明)将在下面描述，根据上面的实施例该技术思想可以被理解。

(1)在本发明的权利要求4中，当纺纱线具有预定的厚度或更厚时，在落卷停止后拉出卷线轴时电机在相反的方向被旋转，和当纺纱线具有比预定厚度薄的厚度时，电机不被旋转并提供直流来使纱锭保持在停止的位置。

(2)纺纱机的单纱锭驱动电机的一种控制装置，它通过一个单个的同步电机来独立驱动每个纱锭，该纺纱机包含：一个逆变器用来控制电机；和用于输出控制命令信号的控制装置，该信号用于至少在落卷停止后从纱锭中拉出卷线轴时提供直流给每个电机，该控制装置在逆变器里被提供。

(3)纺纱机的单纱锭驱动电机的一种控制装置，它通过单个的同步电机来独立驱动每个纱锭，该纺纱机包括：一个逆变器用来控制电机；和一种控制装置，它用于输出或者用于提供直流给每个独自的电机的控制命令信号或者用于在纺纱操作相反的方向轻微地旋转电机的控制命令信号和用于根据纺纱线的厚度执行控制命令信号的选择，该控制装置在逆变器里被提供。

如详细地描述，根据本发明，单纱锭驱动电机由一个电源控制不用提供转换开关，由此该纱锭能够被抑制旋转到这样一种程度就是在重新启动时出现由于落卷中线张力而造成的故障。

Claims (4)

1. 一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法，它通过单个电机来独立地驱动每个纱锭，其特征在于：该电机使用一种同步电机；该同步电机通过一个逆变器被控制；每个电机被提供一种直流来保持该纱锭处在一种状态，在该状态下至少当落卷停止后卷线轴被拉出该纱锭时旋转被限定；其中在该电机除拉出卷线轴之外的停止期间，一种小于拉出卷线轴时的电流的直流提供给该电机。

2. 根据权利要求1所述的一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法，其特征在于该逆变器与每个电机安装在一起。

3. 一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法，它通过单个电机来独立地驱动每个纱锭，其特征在于：该电机使用一种能够进行步进操作的同步电机；该同步电机通过一个逆变器被控制；至少当卷线轴在落卷停止后从纱锭中拉出时，该电机在与纺纱操作相反的方向上被轻微地旋转。

4. 根据权利要求3所述的一种控制纺纱机的单纱锭驱动电机的方法，其特征在于当纺纱线具有预定的厚度或更厚时，在落卷停止后拉出卷线轴时该电机在相反的方向被旋转，当纺纱线具有比预定厚度薄的厚度时，该电机不被旋转并提供直流来使该纱锭保持在停止的位置。

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