CN1847496A - 用于纺织机械和类似机械的积极式送纱器 - Google Patents

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Abstract

一种送纱器包括具有在其上卷绕的诸纱圈的一盘(R)，并被一永磁式同步无电刷电动机驱动，以从纱筒(RO)拉出纱和将该纱供应到设置在下游的纺织机械。该电动机(M，M′)包括一定子和一转子，该定子包括一基本上圆筒形的中空壳体，该壳体具有至少三个细长极靴(E1－E3，E1′－E3′)，这些极靴具有在其上卷绕的各自的励磁线圈，该转子包括具有一带有交替的诸磁极的圆形剖面的磁性件，这些极被同轴线地支承在驱动轴(AM，AM′)上并靠近线圈。

Description

用于纺织机械和类似机械的积极式送纱器
技术领域
本发明涉及一种用于纺织机械和类似机械的积极式送纱器(positive yarnfeeder)，尤其涉及装有一电压控制的或电流控制的电动机的类型的积极式送纱器。
背景技术
上述送纱器通常从纱筒拉出纱，以可调节的速度和张力将纱送到设置在下游的机器，例如织布机、针织机、络筒机等。
该送纱器包括驱动在其上卷绕许多纱圈的送纱盘的一电动机。由一供电单元驱动该电动机，该单元包括由一控制单元控制的诸电子开关的一桥路，该控制单元处理来自诸外部传感器的许多信号，例如纱张力信号、从电动机的驱动引出的电压信号和/或电源信号、来自与电动机连接的速度传感器和/或位置传感器的反馈信号等。在这些信号的基础上，控制单元周期地闭合电子供电单元的开关，以便控制电动机速度，因此控制与电动机速度成正比的纱速度。上述控制单元基本上通过电路能够实时工作，这些电路执行电压/电流、嵌套的控制回路的功能，这些回路可以是速度控制回路或位移控制回路。
现有技术的积极式送纱器使用步进电机或者较佳地无刷电机，这些无刷电机更适合用于要求高速和高加速度例如本应用的场合。尤其，目前用于送纬器的无刷电机包括装有场绕组的中空的圆筒形定子，这些绕组被接纳在定子内表面中切削出的细凹槽图形中。
但是，如该领域的那些熟练人员所共知的那样，为实现上述凹槽和绕组的结构要求很大的费用和精确的机加工，主要是由于用于送纱器的电动机的较小尺寸，该电动机的直径约45至50毫米。并且，该结构难以在定子内安装如使电动机受到速度/位置反馈控制所要求的位置传感器。
而且，在积极性送纱器中使用上述类型的无刷电动机引起驱动转矩受所谓“脉动”现象的影响。这现象限制了控制系统的通带，因此影响送纱过程的精确度，并在织物或网状织物的均匀度方面产生相应的疵点。随着纱线加工机器的速度不断提高，目前达每分钟约1000米纱，使这些问题变得越来越严重。
发明内容
因此，本发明的一主要目的是提供一种用于纺织机械或类似机械的积极式送纱器，其中送纱过程的控制比已知送纱器中更有规律和更精确。
本发明的另一目的是提供一种积极式送纱器，其中相对装有无刷电机的已知送纱器显著地减小了驱动送纱盘的电动机中的转矩脉动，甚至消除了这现象。
本发明的再一目的是改进上述送纱器，使它具有较低的制造成本和较小的总尺寸。
由具有权利要求1所述特征的、同时具有其它权利要求所述的其它优越特征的积极式送纱器实现了以下将更明显的上述目的和其它目标和优点。
附图说明
现在将参照附图叙述本发明的几个较佳实施例，在附图中：
图1是本发明涉及的类型的积极式送纱器的示意总图；
图2是按照本发明涉及的类型的积极式送纱器的示意正视图；
图3是按照本发明的一第一较佳实施例的、装在送纱器内的电动机的横剖视图；
图4是按照本发明的一第二较佳实施例的、装在送纱器内的电动机的立体图；
图5是图4的电动机的定子的横剖视图；
图6是示出带有不同的电枢电流值的、为角度位置的函数的电动机的驱动转矩的曲线图；
图7是按照本发明的一第三较佳实施例的、装在送纱器内的电动机的横剖视图。
具体实施方式
参阅图1、2，积极式送纱器AP从一纱筒RO拉出纱F，并以可调的速度和张力将纱送到例如织布机、针织机、络筒机等的机器MF。从该纱筒RO拉出的纱F在用键固定在电动机M的驱动轴上的盘R上卷绕许多圈，然后通过电子张力传感器ST，最后供应到机器MF。
电动机M是由电子供电单元通过设置有电子开关的三相开关桥路SP驱动的永磁式同步无刷电动机。控制单元UC接受来自传感器ST的纱张力信号T、从电动机的驱动发出的电压信号V和电流信号I、来自以下将详细叙述的与电动机关联的位置传感器的反馈信号FB以及通常的外部信号S，产生一系列指令C，这些指令驱动桥路SP，以所需的速度和张力供应纱。
现在参阅图3，按照本发明的一第一较佳实施例的电动机M设置有一定子STA，该定子包括一中空的圆筒形壳体，该壳体具有沿径向朝内突出的九个细长的极靴，其中三个极靴E1、E2、E3彼此等距间隔120°和支承各自的励磁线圈A、B、C。电动机的转子包括一薄的圆筒形磁铁MC，该磁铁通过一支承件SM同轴线地支承在驱动轴AM上。圆筒形磁铁MC被沿径向极化，许多北极N和南极S彼此交替分布。没有线圈的各对两个并列的极靴具有各自的、设置在其中的和被连接成用于对控制单元US传送位置信号的霍尔传感器H1、H2、H3。
按照本发明的一第二较佳实施例，如图4和5所示，电动机M′具有一基本上圆筒形的、中空壳体形的定子STA′，该定子带有一盘形基底BD和从该基底以平行于该基底的轴线的一方向伸出的九个细长的极靴，每个极靴为圆柱体的一纵长部分。所述诸极靴的三个E1′、E2′、E3′彼此等距间隔120°并支承各自的励磁线圈A′、B′、C′。转子包括一驱动轴AM′，该驱动轴具有用键固定在其上的一同轴线的盘形磁铁D，该磁铁被纵向极化，带有交替的诸北极N和诸南极S。磁铁D被设置在线圈的前方并靠近它的自由端。没有线圈的各对两个并列的极靴具有一各自的、设置在两极靴之间的和被连接成向控制单元传送位置信号的霍尔传感器H1′、H2′、H3′。
对于上述两个结构，磁性件，即圆筒体或盘，可以具有四或五对极靴(在图中为五对)，是四或五的倍数的数量取决于关系到电动机的速度控制或位置控制的设计要求，如该领域的熟练人员众所周知的那样。
图6的曲线图示出了关于受到梯形驱动(trapezoidal driving)的电动机的、带有不同的电枢电流(单位安培)的、为角度位置的一函数的驱动转矩。如该领域的那些熟练人员将理解的那样，这些曲线具有一正弦曲线形状和剩余转矩、即在零电流时测量的阻转矩，是很小的。
在本发明的一第三实施例中，如图7所示，电动机的结构类似于第二实施例，但电动机是两相的，具有一设置有八个极靴的定子，其中四个极靴E1′b、E2′b、E3′b、E4′b彼此等距间隔一直角并支承各自的励磁线圈A′b、B′b、C′b、D′b。磁盘D6具有五对极靴。
对于按照本发明的电动机，励磁线圈不需要如对于传统电动机所要求的那样直接卷绕在定子的诸极靴上。相反，能够单独地卷绕诸线圈，然后安装在定子内，更加便于安装。
而且，励磁线圈在三相电动机的情况下仅为三个，或在双相电动机的情况下为四个，必然具有以低成本制造小尺寸电动机的可能性。
并且，由于上述电动机具有一较高的特征系数(merit coefficient)，并在转换电功率为驱动转矩方面的效率较高，故相对于相同尺寸的传统电动机增加了驱动转矩。
本发明的另一优点是电动机所提供的驱动转矩仅受到一较低值的谐波失真和剩余转矩的影响，当受到正弦驱动(sinusoidal driving)时受转矩脉动的影响的程度，必然提高整个系统的性能。
另外，由于诸霍尔传感器设置在诸线圈之间的诸角度间隙内，它们不要求任何附加的安装壳体，使进一步可能以低成本制造小尺寸电动机。
在此已经叙述了本发明的一较佳实施例，但是在本发明原理的范围内当然可以作出许多变化。

Claims (9)

1.一种用于纺织机械的送纱器，该送纱器包括一由一永磁式同步无刷电动机驱动的绕纱盘(R)，该绕纱盘从一纱筒拉出纱并将该纱供应到设置在下游的一台纺织机器(MF)，其特征在于，所述电动机(M，M′)包括一定子(STA，STA′)和一转子，该定子包括一基本上圆筒形的中空的壳体，该壳体具有至少三个细长的极靴(E1-E3，E1′-E3′)，这些极靴上分别卷绕有励磁线圈(A，B，C，A′，B′，C′)，该转子包括具有一圆形剖面的、带有交替的诸磁极的一磁性件，该磁性件被同轴线地支承在驱动轴(AM，AM′)上并靠近诸线圈。
2.如权利要求1的送纱器，其特征在于，所述磁性件包括由径向被极化的磁性材料制造的、带有交替的诸磁极的一薄圆筒(MC)，所述诸极靴(E1，E2，E3)从定子围绕转子的转动轴线沿径向朝内突出。
3.如权利要求1的送纱器，其特征在于，所述磁性件包括由一磁性材料制成的一薄盘(D)，该磁性材料被纵向极化并带有沿它的厚度方向交替的诸磁极，所述诸极靴(E1′-E3′，E1′b-E4′b)平行于转子的转动轴线突出。
4.如权利要求1至3中的任一项的送纱器，其特征在于，所述定子包括九个细长极靴，这些极靴中的三个(E1-E3，E1′-E3′)彼此等距间隔120°，并支承各自的诸励磁线圈(A，B，C，A′，B′，C′)，并且所述磁性件具有四对极靴。
5.如权利要求4的送纱器，其特征在于，所述磁性件的极靴对的数量为4的倍数。
6.如权利要求1至3中的任一项的送纱器，其特征在于，所述定子包括九个细长极靴，这些极靴中的三个彼此等距间隔120°并支承所述励磁线圈(A，B，C，A′，B′，C′)，以及，所述磁性件具有五对极靴。
7.如权利要求6的送纱器，其特征在于，所述磁性件的极靴对的数量是5的倍数。
8.如权利要求3的送纱器，其特征在于，所述定子包括八个极靴，其中四个极靴(E1′b、E2′b、E3′b、E4′b)相互间隔一直角并支承各自的励磁线圈(A′b、B′b、C′b、D′b)，以及，所述薄盘(Db)具有五对极靴。
9.如权利要求1至8中的任一项的送纱器，其中，由一控制单元(UC)通过一电子供电单元控制电动机(M，M′)，其特征在于，多个霍尔传感器(H1-H3，H1′-H3′)被设置在诸线圈之间的诸角度间隙内又靠近磁性件，并被连接成将位置信号传送到所述控制单元。
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