CN110794769A - 用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及纺织机械技术领域，具体涉及一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器包括供电模块、电路控制检测模块、脉冲接收模块和主控制芯片，其中，电源模块包括三相整流电路、电流抑制电路、蓄电电路、开关电源电路和逆变电路，开关电源电路和逆变电路同时接入整流后的回路；所述伺服电机包括执行电机和编码器。通过采用伺服驱动器和伺服电机作为送纱装置替换现有机械结构，操作方便快捷同时降低成本。通过在伺服驱动器内部设置开关电源电路和主回路电路共母线并设置蓄电电路以及多组从轴伺服器之间共母线的方式，保证掉电情况下从轴伺服电机还能跟随主轴电机的惯性运动，避免断纱情况的发生。
Description
技术领域
本申请涉及纺织机械技术领域，具体涉及一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置。
背景技术
大圆机，学名针织圆形纬编机或叫做针织圆纬机，是一种常见的纺织设备，在其送纱机构中，送纱铝盘的轴与主动力电机通过同步带和同步轮进行传动，由主动力电机带动送纱铝盘转动，同时送纱铝盘又通过同步轮带动送纱装置进行转动。通常大圆机都包含多个送纱装置，每一个送纱装置分别包括送纱器和同步送纱电机。大圆机进行工作时，需要对输送的纱线长度进行监控，纱长是保证织物质量的重要指标，纱长的调节需要机械工程师需要调试经验更换不同尺寸的送纱铝盘，对工程师的要求较高，同时更换送纱铝盘需要拆装机械比较繁琐，每次换纱操作复杂、耗时。因此可以考虑采用伺服器来代替传统的送纱装置，既可以简化安装步骤，同时送纱控制更加精准。
现阶段市面上伺服驱动器开关电源电路和主回路电路是分开供电的，其目的是为了提高抗干扰能力，减小开关电源受主回路电路的影响。由于大圆机送纱机构的特殊性，将伺服应用在大圆机送纱机构必须包含一个主轴伺服器和多个从轴伺服器，主轴伺服器用来驱动大圆机的主动力电机运转，从轴伺服器用来替换现有的机械送纱装置，主轴伺服器与从轴伺服器必须是同步的，当外部电源异常掉电后，主轴伺服器和从轴伺服会立即断电，主轴电机因为惯性较大还会运行一段时间，从而导致主从伺服之间开关电源的掉电速度不一致，导致送纱装置断纱。
发明内容
本发明的目的之一在于克服以上缺点，提供一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，保证断电情况下保证主轴伺服驱动器和从轴伺服驱动器驱动的电机的同步，防止断纱情况发生。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机通过编码器电缆和电源电缆相连接，所述伺服驱动器用于为所述伺服电机供电并驱动所述伺服电机进行运转，所述伺服电机用于带动输纱器进行运转，
所述伺服驱动器包括供电模块、电路控制检测模块、脉冲接收模块和主控制芯片，其中，
所述供电模块分别与所述电路控制检测模块、所述主控制芯片进行连接，用于接入交流电并为其他模块供电，所述电源模块包括三相整流电路、电流抑制电路、蓄电电路、开关电源电路和逆变电路，其中所述三相整流电路用于将交流电转换为直流电，所述电流抑制电路用于抑制浪涌电流，所述蓄电电路用于对直流电进行滤波处理以及电能存储，所述开关电源电路用于提供多路直流输出，所述逆变电路用于将直流电转换为交流电并通过所述电源电缆为伺服电机供电；所述开关电源电路和逆变电路同时接入经三相整流电路整流后的回路；
所述电路控制检测模块，与所述供电模块、所述主控制芯片进行连接，用于对所述供电模块提供的电流和电压进行检测和保护控制；
所述脉冲接收模块，通过信号线与外部中空编码器进行连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号；与所述主控制芯片相连接，用于将所述反馈信号发送给所述主控制芯片；
所述主控制芯片，与脉冲接收模块相连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号；用于根据所述中空编码器的反馈信号通过SVPWM算法控制逆变电路的输出从而控制伺服电机的转动；通过信号线与所述伺服电机的编码器相连接，用于接收伺服电机的反馈信号形成闭环控制；
所述伺服电机，包括执行电机和编码器，其中，所述执行电机根据逆变电路的输出进行运转并带动输纱器运转，所述编码器，用于跟随所述执行电机运转，并将反馈信号给到伺服驱动器。
进一步地，所述三相整流电路由两组单项整流桥组成。
进一步地，所述蓄电电路由多组电容并联组成，电容参数优选为470uf/400V。
进一步地，所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，包含多组的伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机一一对应。
进一步地，所述多组伺服驱动器共母线，即由任意一个伺服驱动器接入交流电，将所述供电模块整流后的直流电引出给其余的伺服驱动器进行供电。
区别于现有技术，本发明技术方案的有益效果有:
1.采用伺服驱动器和匹配的伺服电机作为送纱装置，替换现有机械结构，操作方便快捷，同时降低人力成本。
2.通过在伺服驱动器内部设置开关电源电路和主回路电路共母线并设置蓄电电路，以及多组从轴伺服器之间共母线的方式，保证在掉电情况下从轴伺服电机还能跟随主轴电机惯性运动几秒，避免断纱的情况的发生。
附图说明
图1是本发明一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置结构框架图。
图2是本发明供电模块电路示意图。
图3是本发明多组送纱伺服装置外部接线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
区别于传统的大圆机机械结构，在采用本申请所述送纱伺服装置的大圆机中，由主伺服驱动器和对应的执行电机组成主轴，用中空编码器代替原先的送纱铝盘，中空编码器安装在主轴执行电机的传动机构上。本申请所述送纱伺服装置，也称为从轴，与中空编码器连接，安装在送纱铁圈上，通过传动带带动输纱器运转。
如图1，是本发明一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置结构框架图，其组成以及工作原理说明如下：包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机通过编码器电缆和电源电缆相连接，所述伺服驱动器通过电源电缆为所述伺服电机供电并驱动所述伺服电机进行运转，所述伺服电机通过机械连接的传送带带动输纱器进行运转。
所述伺服驱动器包括供电模块、电路控制检测模块、脉冲接收模块和主控制芯片，其中，所述供电模块分别与所述电路控制检测模块、所述主控制芯片进行连接，用于接入交流电并为其他模块供电。
所述电路控制检测模块，与所述供电模块、所述主控制芯片进行连接，用于对所述供电模块提供的电流和电压进行检测和保护控制，包括风扇控制、电压检测、制动控制、过流保护、电流检测、数码管显示、按键控制等。
所述脉冲接收模块，通过信号线与外部中空编码器进行连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号,该反馈信号反映了主轴的运转情况，包括位置指令脉冲信号和方向指令脉冲信号；脉冲接收模块同时与所述主控制芯片相连接，将所述反馈信号发送给所述主控制芯片。
所述主控制芯片，与脉冲接收模块相连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号；同时根据中空编码器的反馈信号通过SVPWM算法控制逆变电路的输出从而控制伺服电机的转动；另外，主控制芯片还通过信号线与所述伺服电机的编码器相连接，用于接收伺服电机运转情况的反馈信号，形成闭环控制；
所述伺服电机，包括执行电机和编码器两部分，其中，所述执行电机根据伺服驱动器中逆变电路的输出进行运转并通过传送带带动输纱器运转，所述编码器，跟随所述执行电机运转，并将电机运转的方向和位置信息反馈信号给伺服驱动器。
本申请伺服驱动器中的供电模块，包括三相整流电路、电流抑制电路、蓄电电路、开关电源电路和逆变电路，其中所述三相整流电路用于接入市电，将交流电转换为直流电，所述电流抑制电路用于抑制浪涌电流，所述蓄电电路用于对直流电进行滤波处理以及电能存储，所述开关电源电路用于为不同的模块提供多路直流输出，例如5V，24V等输出，所述逆变电路用于将直流电转换为交流电并通过所述电源电缆为伺服电机供电；所述开关电源电路和逆变电路同时接入经三相整流电路整流后的回路，由于逆变电路为伺服电机供电，通过开关电源电路和逆变电路共母线，可以保证送纱伺服驱动器和送纱伺服电机的电源同步；
如图2，是本发明供电模块电路示意图，图中RST通过三相整流电路整流后，输出直流电给逆变部分和开关电源部分供电，蓄电电路由C1、C2、C3、C4四组电容组成，选择合适容量的母线电容，可保证在断电的情况下，送纱伺服在30％的负载下还能在2s以上保持电机运行，直到母线电压降到165V左右，开关电源无输出时，电机停止工作。另外，供电模块电路中还设置有电流抑制电路，由控制信号控制继电器吸合，和并联的电阻一起用于抑制浪涌电流。
在一优先的实施例中，供电模块电路中的三相整流电路由两组单项整流桥组成。
在另一优先的实施例中，供电模块电路中的蓄电电路由多组电容并联组成，电容参数优选为470uf/400V。
由于现有的大圆机通常有多组的送纱装置，相应地，本申请所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，也可以包含多组的伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机一一对应，例如，可用6个送纱伺服装置作为从轴，组成送纱系统，跟随主轴运转。
图3是本发明多组送纱伺服装置外部接线图，图中，普通市电经过接线用断路器和电磁接触器之后接入一组送纱伺服装置的送纱伺服驱动器，由该送纱伺服驱动器的供电模块对交流电进行整流，滤波等处理，为内部各模块提供稳定的直流供电，同时，通过逆变模块处理之后的电流通过电机动力电源电缆输出控制送纱伺服电机转动，并通过电机编码器电缆接收送纱伺服电机的反馈信号，形成闭环控制。
优选地，多组伺服驱动器可设置为共母线，即由任意一个伺服驱动器接入交流电，将所述供电模块整流后的直流电引出给其余的伺服驱动器进行供电。图3中，从第一组送纱伺服驱动器的P+/PN引脚引出直流电给第二送纱伺服装置的伺服驱动器供电，从而达到断电时多个送纱伺服装置之间可以保持同步的效果。可选地，还可以由第一组送纱伺服驱动器的P+/PN引脚引出直流电，为其他设备进行直流供电，例如为触摸屏供电。
本申请采用伺服驱动器和匹配的伺服电机作为送纱装置，替换现有机械结构，操作方便快捷，同时降低人力成本。通过在伺服驱动器内部设置开关电源电路和主回路电路共母线并设置蓄电电路，以及多组从轴伺服器之间共母线的方式，保证在掉电情况下从轴伺服电机还能跟随主轴电机惯性运动几秒，避免断纱的情况的发生。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其特征在于，包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机通过编码器电缆和电源电缆相连接，所述伺服驱动器用于为所述伺服电机供电并驱动所述伺服电机进行运转，所述伺服电机用于带动输纱器进行运转，
所述伺服驱动器包括供电模块、电路控制检测模块、脉冲接收模块和主控制芯片，其中，
所述供电模块分别与所述电路控制检测模块、所述主控制芯片进行连接，用于接入交流电并为其他模块供电，所述电源模块包括三相整流电路、电流抑制电路、蓄电电路、开关电源电路和逆变电路，其中所述三相整流电路用于将交流电转换为直流电，所述电流抑制电路用于抑制浪涌电流，所述蓄电电路用于对直流电进行滤波处理以及电能存储，所述开关电源电路用于提供多路直流输出，所述逆变电路用于将直流电转换为交流电并通过所述电源电缆为伺服电机供电；所述开关电源电路和逆变电路同时接入经三相整流电路整流后的回路；
所述电路控制检测模块，与所述供电模块、所述主控制芯片进行连接，用于对所述供电模块提供的电流和电压进行检测和保护控制；
所述脉冲接收模块，通过信号线与外部中空编码器进行连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号；与所述主控制芯片相连接，用于将所述反馈信号发送给所述主控制芯片；
所述主控制芯片，与脉冲接收模块相连接，用于接收所述中空编码器的反馈信号；用于根据所述中空编码器的反馈信号通过SVPWM算法控制逆变电路的输出从而控制伺服电机的转动；通过信号线与所述伺服电机的编码器相连接，用于接收伺服电机的反馈信号形成闭环控制；
所述伺服电机，包括执行电机和编码器，其中，所述执行电机根据逆变电路的输出进行运转并带动输纱器运转，所述编码器，用于跟随所述执行电机运转，并将反馈信号给到伺服驱动器。
2.如权利要求1所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其特征在于，所述三相整流电路由两组单项整流桥组成。
3.如权利要求1所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其特征在于，所述蓄电电路由多组电容并联组成，电容参数优选为470uf/400V。
4.如权利要求1所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其特征在于，包含多组的伺服驱动器和伺服电机，所述伺服驱动器和伺服电机一一对应。
5.如权利要求4所述的用于防止意外断电造成断纱的送纱伺服装置，其特征在于，所述多组伺服驱动器共母线，即由任意一个伺服驱动器接入交流电，将所述供电模块整流后的直流电引出给其余的伺服驱动器进行供电。
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