CN1156192A

CN1156192A - 带有单独的牵伸罗拉驱动装置的细纱机

Info

Publication number: CN1156192A
Application number: CN 96122773
Authority: CN
Inventors: H·沃尔夫
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 1997-08-06

Abstract

本发明描述了一种细纱机，带有一牵伸装置、一锭子传动装置和控制器。牵伸装置的罗拉由若干同步电机分别驱动。通过所分派的频率调节器向各电机提供频率不同的交流电，这些频率根据一所需的牵伸比，在各频率调节器的频率控制入口端可彼此调节。锭子驱动器由另一频率调节器提供同样是频率可调节的交流电。控制器用于规定交流电的频率。本发明的细纱机特别是能够保证各牵伸罗位的旋转速度彼此之间的可靠的适应。并且能以可靠的方法避免所需牵伸比的偏差。

Description

带有单独的牵伸罗拉驱动装置的细纱机

本发明涉及一种细纱机，特别是环锭细纱机，它具有一牵伸装置、一锭子传动装置和一用于确定交流频率的控制器，牵伸装置的罗拉由同步马达单独驱动，通过分别配置的频率调节器，在各马达上施加可调频率的交变电流，这些频率可确定对应于所需牵伸的转数并可对频率调节器的各频率控制输入进行调节的，通过另一频率调节器在锭子驱动装置上同样施加频率可调的交变电流。

细纱机的一个一般问题是，为了达到一特定的纱线所需的牵伸比，各牵伸罗拉的转速必须彼此精确地校准，锭子的转数也是这样。特别是由静止状态开机和机器靠惯性转动到静止状态时，可能会出现甚至能导致断纱的牵伸故障。

传统的齿轮传动装置为此将各牵伸罗拉的转速彼此保持在一固定的比例，这种传动装置最近被各轴上设有一个或多个独立运转的电机装置所取代。一种这样的装置例如可从EP-B1-0 349 831中得知。在这种装置中，牵伸装置的每个罗拉由一个传动装置驱动。

由DE 39 32 614 A1可得知另一细纱机，其罗拉辊直接与单独控制的马达的传动轴连接。控制机构具有一存储设备，事先将各马达的转速分别存储到该存储设备中，以便向各运转着的马达输出相应的信号。然而，一台这样的装置是非常昂贵的，因为在一台细纱机中有多个单独控制的马达，特别是当控制机构必须这样快地运转，以致于可在几秒钟之短的时间内使细纱机由静止状态达到例如20000转/分时。

本发明的任务在于，创造一种新型的开头所述的那种细纱机，该细纱机特别提供了一种可靠的牵伸罗拉转速的彼此匹配，并且可以以可靠的方式避免所需牵伸比的误差。

本发明的目的通过具有如下特征的细纱机得以实现，该细纱机的控制机构具有一输出端，该输出端向频率调节器之一的频率控制输入和电压控制的主频率生成开关电路输出一信号，主频率生成开关电路产生一通过该信号确定的主频率信号并向分频器的各输入端输出该主频率信号，为了实现所需的牵伸，分频器又向其它频率调节器提供细分的不同分频率。

因此本发明是这样考虑的，从控制机构只输出一个控制信号，一方面由其引出第一频率调节器之一的频率，另一方面，只需便宜的小型信号元件就可从其引出控制牵伸装置马达所需的频率信号。

用磁阻电机来驱动罗拉辊是特别有利的，因为通过在很大的频率范围内设计相应的数据，无需振荡或其它措施就可在机器启动时从零开始同步运行。

对于带有罗拉辊的细纱机，一个马达就足够了，而对于罗拉辊特别长的细纱机，在罗拉辊的两侧各设置一个相同的同步电机是有利的，两个同步电机通过线路由同一频率调节器加电压，以这种方式，可将罗拉辊上不希望的扭力减至最小。对于具有成对构造的牵伸装置的细纱机，例如各牵伸装置中设有两个前、中和后罗拉的，在两侧被驱动的罗拉辊上，可以以单独的一个频率调节器驱动多达四台电机，这明显地减少了制造成本。

此外，对于罗拉辊特别长的细纱机，辊子(最好为同轴的)也被分割开，各辊的一端由一电机驱动。

频率调节器可以选择性地构造成为通以交流电，例如380伏三相电的频率逆变器，或者通过直流电的反相器。

电压控制的主频率生成开关电路优选包括一个模数转换器和一个数字乘法器，从而由从控制器输出的模拟信号生成一数字的主频率信号。在数字作用的分频器中，该数字主频率信号被高度精确而成本低廉地细分，以便规定出数字化控制频率调节器的数字分频率信号。这样就可毫无困难地实现齿轮传动的比例精度。若对比例精度有更细微的要求，也可以以替代的方式设置一种类似的信号传递。为分频器设置的分频比，以及由此引起的理想牵伸比，可以选择性地由一编码开关和/或控制器的一分频比出口端生成，例如由一串联接口生成。

在一优选实施例中，控制器为一可存储编程控制器。它输出一个随时间变化的模拟信号，以便送出一个预定的纺纱程序。

由控制器发出的模拟信号最好通过一充电回路施加到由电压控制的主频率生成开关电路上，以便在锭子加速而牵伸装置尚未接通时首先形成气圈。充电回路(例如构成为阻容节的)在这种情况下可以以最简单的方式使牵伸罗拉形成比锭子转动滞后的启动。一个设置在充电回路前的、大致作为由控制器驱动的晶体管而构成的开关还可以以首先的滞后来接通该充电电路。在这种情况下，借助于在作为阻容节构成的充电回路旁的另一开关，可以将阻容节的电容器从充电回路中分开，并将其放电，这样有利于细纱机的下一次滞后加速。这样，一方面可以在牵伸装置启动之前为锭子加速，即气圈形成设置足够的时间。另一方面，可以避免运转中的牵伸装置慢慢地跟随锭子转速的变化。因此，本优选实施例描述了极便宜的电子耦合器，通过这种电子耦合器，可以避免使用一种大约贵四倍的机械连接器，特别是对于在牵伸装置的驱动装置上设置磁阻电机的情况。

在普通的纺纱操作时，以这种装置以可实施各驱动马达彼此间的转数之间的一个非常高比例的谐调。

这里描述的控制器也可有利地使用于具有与本发明同时提交的申请(我们的记号是R3360)中所描述并提出权利要求的结构的牵伸装置，该申请所公开的内容也被引用为本发明的主题。

下面仅以举例的方式接合附图说明本发明。

图1为一按照本发明的细纱机的视图，

图2为一转数一时间图表，其结合锭子和前罗拉的转数描述了按照本发明的细纱机的一优选实施形式的启动特性。

图3为一台按照本发明的细纱机中不同替换形式的电路框图。

按照图1，细纱机10包括一锭子驱动装置20，该驱动装置优选带有一异步电机，一频率调节器18对该异步电机提供交变电能。交变电流的频率由从一可存储编程的控制器22的一控制输出端22a向该频率调节器的一频率控制模拟输入端18a施加的控制信号所控制。在这种情况下，例如可以在频率调节器18的频率控制输入端18a上提供0与10伏之间的电压，其对应于0与25000转/分之间的转速。

纱线(未示出)从带有一前-或输出罗拉14a、一中间罗拉14b和一后-或输入罗拉14c的牵伸装置引导到锭子上。这些罗拉在图示的细纱机10上是成对设置并由同步电机，最好为磁组电机12a、12b、12c分别驱动的。对于非常长的牵伸罗拉，正如图中的示的，这些电机成对设置在各罗拉的两侧，因此，在一个三罗拉牵伸装置中，最好设置三组四个一组的、优选为同样设置的同步电机，例如，12a1、12a2、12a3、12a4。

为了达到规定的牵伸比，由四个马达构成的、分别具有自身的频率调节器16a、16b、16c的各马达组12a、12b、12c获得交变电流能量，该交变电流分别具有一以下面将详细描述的方式在各频率调节器的频率控制输入端16a1、16b1、16c1上确定的频率。

为此，由可存储编程控制器22在其输出端22a上产生的模拟信号最好经过一在运转中常闭的开关40a和一充电电路32向一主频率生成开关电路24输送，充电电路32例如可以由一电容器构成，该电容器经过一阻容节，可以有选择地通过一转换开关40b充放电；主频率生成开关电路24在一优选的实施例中包括一模拟-数字转换器24a和一附接于此的数字-乘法器24b。主频率生成开关电路的输出信号经线路42a-42d和与其连接的分频器26a、26b、26c被施加在频率调节器16a、16b、16c的频率控制输入端16a1、16b1、16c1以便向牵伸马达12a、12b、12c供电。

分频器26a、26b、26c各具有一第二输入端，它们分别经线路44a、44b、44c与输入开关30，例如编码开关连接，以便固定在分频器中得到的分频比。各分频比也可由从可存储编程控制器22的适当的输出端发出的信号来确定。

各频率调节器的线路输入端可连接于一中间网络28，该中间网络是牵伸装置的所有频率调节器与锭子的频率调节器所共用的。

在细纱机上还配置一环锭细纱机马达在34，一特别是也由中间网络28提供功率的频率调节器36向该马达输送可控频率的交流功率，该交流功率的频率可由一通过导线38施加的控制信号所控制，该控制信号采自可存储编程控制器22的一第二控制输入端22b，并对频率调节器36的频率控制输入端36a1进行控制。

在一种优选的实施形式中，在牵伸装置的频率调节器16a、16b、16c上或者在环锭细纱机的频率调节器36上各设有一释放控制接口(16a2、16b2、16c2、36a2)(Freigabesteuetranschluss)释放控制接口通过一释放电路46a-46d与控制器22连接，以便选择性地释放。

图3示出了构成中间网络的几种可能性。按照图3a，频率调节器18、16和34构成为反相器，(Wechselrishter)一整流器52向这些反相器输送例如540伏的直流电压，该整流器是所有频率控制器所共用的，并被通以380伏的三相电。按照图3b，频率调节器18、16和34均为频率逆变器(Frequenzumrichter)，它们由一共用的380伏三相电的中间网络28提供能量。按照图3c，只有频率调节器18构成为供以380伏三相电的频率逆变器，其540伏中间电路向中间网络28，从而也向构成为反相器的其它频率调节器16和34提供功率。

所以说，频率调节器可以是反相器，也可以是频率逆变器，这要看共同中间网络28上通以直流电能还是多相交流电能。此外，也可以使频率调节器18为一频率逆变器，而反相器16a、16b、16c依附于其直流中间电路。

本发明的细纱机工作如下：

细纱机启动时，首先将控制器22、主频率发生器24、分频器26等小信号开关电路接通，并由中间网络28向各频率调节器提供所需的电能，以驱动马达。然后以可选择的方式，通过键盘30或者控制器22和线路44，或者单独的编码开关30’向牵伸装置的分频器26a、26b、26c设置特定的牵伸所需的分频比。在这种情况下，事先打开开关40a，并且将开关40b移动到充电位置。在这种情况下，经过线路46向牵伸装置的频率调节器16的释放入口16a2、16b2、16c2以及频率调节器36的释放入口36a2各提供一个释放信号。

细纱机现在被调节到一理想的牵伸比。

紧接着该准备工序，从控制器的模拟输出端22b，根据需要，通过导线38向频率调节器36的频率控制模拟输入端36a2输出一模拟信号，以驱动细纱机传动装置，并且在控制器22的模拟输出端22a上，向频率调节器18的频率控制模拟输入端18a输出一0至10伏范围内的模拟信号，然后，频率调节器向锭子驱动装置20输出一交变电流，该交变电流的频率对应于一例如0至25000转/分之间的转速。

经过一段预定的时间，开关40a立刻接通，从而从控制器22的模拟输出22a通过充电电路32向主频率生成器24施加一模拟信号，在主频率生成器的入口端，电压现在随着阻容节32中的电容的充电量而增高，如图2所示。在本阐述性的实施例中，这一升高了的模拟信号由模-数转换器24a转换成一数字值，该数字值被提供到数字乘法器24b上。这一运算过的数字值作为主频率信号，由线路42a的分支42b、42c和42d施加到牵伸装置的分频器26a、26b、26c上。

在分频器26中，所施加的主频率信号按照可彼此独立调节的分频比细分为分频率信号，分频比是从键盘30及编码开关30’或控制器22通过电路44传送到各分频器26上的。这些分频率信号还是数字值，它们代表了所需的频率调节器输出频率。分频信号被提供给牵伸装置的频率调节器16a、16b和16c的数字频率控制输入端16a1、16b1和16c1。相应于分频率信号，频率控制器16a、16b和16c分别产生某一频率的交变电流，该电流使马达12达到理想的牵伸比所需的转速。

一旦牵伸装置由于充电电路的输出电压逐渐升高而平缓启动，开关40b就被打开。然后，大约每当控制器22的模拟输出端22a向锭子驱动装置的频率调节器18所发出的信号按照一预定程序变化时，牵伸装置就以齿轮般的精确跟随锭子频率的改变。

预定的被细分的主频率信号为高频信号，该信号还可以精确地调整各马达所达到的转速。

因此，牵伸装置罗拉及细纱机的转数相应于经控制器22预定的锭子驱动装置转动频率，无需在锭子驱动装置上设置专用的测速电机或其它价格昂贵的装置。通过在阻容节上选择相应的参数，可使各罗拉辊的启动滞后于锭子电机。滞后效果可以这样提高，在锭子启动以后再接通开关40。图2中以锭子和前罗拉的转速n为例，说明了按照本发明的一细纱机的这种启动特性，图中曲线所对应的情形是，开关40是在锭子驱动装置启动处的零点后的一时刻T1上接通的。

对此，控制器22可以理解为发出一随着一时间而变化的模拟信号，该时间符合一预定的纺纱程序。如果需要，纺纱期间的牵伸比可以由键盘30，或者选择性在地控制器22校正或改变。利用这种方法可以很快地改变牵伸比。因此通过使电机频率信号为非常高的频率，可以由分频器26非常精确地调节所述的牵伸比。

只要采用磁阻电机作为同步电机，还可以使这些电机耐久地直接与罗拉辊抗扭连接，而且二者之间无需连接件，因为如上所述磁阻电机本身是同步运动的，对此，在同时提交的、题为《细纱机的驱动装置》的申请(DE-申请195 37 916.0)中描述了一种优选的装置。

通过使细纱机从控制器22的第二模拟输出端22b接收其频率控制信号，钢领板可以独立于牵伸罗拉和锭子驱动装置而运动，特别是当其它的驱动装置完全静止时。

控制器22也可向输出端22a发出一个数字信号，以代替模拟信号。在这种情况下，主频率发生开关电路24构造成加工数字信号的电路，频率调节器18也是这样构成为加工数字信号的频率调节器。

Claims

1 细纱机，特别是环锭细纱机，它具有一牵伸装置、一锭子驱动装置(20)和一用于确定交流频率的控制器(22)，牵伸装置的罗拉(14a、14a1、14a2、14b1、14b2、14c1、14c2)由同步马达(12a1、12a2、12a3、12a4、12b1、12b2、12b3、12b4、12c1、12c2、12c3、12c4)单独驱动，通过分别配置的频率调节器(16a、16b、16c)，在各马达上施加可调频率的交变电流，这些频率可确定对应于所需牵伸的转数，并可对频率调节器(16a、16b、16c)的各频率控制输入(16a1、16b1、16c1)进行调节，通过另一频率调节器(18)在锭子驱动装置(20)上同样施加频率可调的交变电流，其特征在于：控制机构具有一输出端(22a)，该输出端向频率调节器(16a、16b、16c、18)之一的(18)的频率控制输入(18a)和电压控制的主频率生成开关电路(24)输出一信号，主频率生成开关电路产生一通过该信号确定的主频率信号并向各分频器(26a、26b、26c)的输入端(16a1、16b1、16c1)输出该主频率信号，为了实现所需的牵伸，上述分频器又向其它频率调节器(16a、16b、16c)的频率控制输入端提供细分的不同的分频率。

2 如权利要求1所述的细纱机，其特征在于：驱动罗拉辊的同步电机为磁阻电机或者永久磁铁激励的同步电机。

3 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：频率调节器(18、16a、16b、16c)具有一能量输入端，频率调节器之一(18)由该能量输入端提供电能。

4 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：每个牵伸罗拉上配置有两个同步电机，这两个同步电机分别配置在牵伸罗拉的两相对端，并由同一频率调节器提供相同频率的交流电。

5 如权利要求4所述的细纱机，其特征在于：这些牵伸罗拉被分割开，特别是同心地分开，并且每个分罗拉被单独驱动。

6 如前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于：频率调节器为在输入端通以直流电能的反相器，或者在输入端通以交流电能的频率逆变器。

7 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：电压控制的主频率生成开关电路(24)包括一模-数转换器(24a)和一数字频率乘法器(24b)，二者产生一数字主频率信号，该数字主频率信号由分频器(26a、26b、26c)数字细分，另外的频率调节器(16a1、16b1、16c1)的频率控制人口端构造成用于接受数字化的预先规定的控制信号的频率调节器。

8 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：为了调节分频器(26a、26b、26c)而设置编码开关(30)。

9 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：由分频器设置的分频比可以由从控制器(22)输出的信号，特别是模拟信号调节。

10 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：控制器(20)为一可存储编程控制器。

11 如权利要求10所述的细纱机，其特征在于：可存储编程控制器(22)输出一按照预先的纺织程序随时间变化的模拟信号。

12 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：控制器(22)构造成在输出端输出一模拟信号或数字信号的控制器。

13 如权利要求12所述的细纱机，其特征在于：通过一充电电路(32)将控制器(22)的模拟输出端(22a)所输出的模拟信号输送到电压控制的主频率生成开关(24)上。

14 如权利要求13所述的细纱机，其特征在于：在充电电路前设置一开关。

15 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：为钢领板设置一单独的电机(34)和频率调节器(36)。

16 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：控制器(22)还为频率调节器(16a、16b、16c、36)，特别是为牵伸装置的频率调节器(16a、16b、16c)提供释放信号。

17 如前述任一项权利要求所述的细纱机，其特征在于：具有一频率控制模拟输入端(18a)的第一频率调节器向锭子驱动装置(20)提供能量。