CN206807307U - 储纱器控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种储纱器控制器，将工频交流输入电压经整流后变为直流电压，经DC‑DC变换器后输出多路隔离的直流电压，包括逆变器母线电压和控制电压。其中母线电压经H桥逆变器输出PWM电压为储纱器电机供电，控制电压为控制器内部电路供电，同时控制电路输出PWM信号控制逆变器。本方案提出的基于逆变技术的储纱器控制器可以省去工频变压器作为独立系统运行，集成度更高，简化了系统组成，降低系统成本。且不需要外接直流电源为控制器供电，省去相关供电线缆。

Description

储纱器控制器

技术领域

本实用新型涉及储纱器控制技术，尤其涉及一种储纱器控制器，属于针织机械技术领域。

背景技术

横机储纱器有一组强力马达，将纱线从纱筒上拉出，然后规则地缠绕在储纱器的储纱轮上。当横机编制运转时，织针或其他元件能将纱线依序从储纱轮上取出。储纱器适用于横编机以及有纬纱喂入的经编机，供应任何不规则的间歇式的纱线消耗。

储纱器采用单相异步电机，内部集成启动电容，对电机绕组施加单相交流电压，绕组相电流为正弦波即可实现电机运转。目前的实现方案均采用工频变压器为储纱器电机供电。

现有的储纱器控制方案见图1，图1为相关技术中储纱器控制器电路图。如图1所示，现有技术中采用工频变压器单独为储纱器电机供电，需要变压器和控制器配合使用。同时，储纱器控制器需要单独外接直流电源供电。由于工频变压器体积大、质量重，不利于与储纱器控制器集成，只能分开布置安装且需要内部接线，安装所需空间大且不方便。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种储纱器控制器，可以简化系统组成，降低系统成本，且不需要外接直流电源为控制器供电。

本实用新型实施例提供的储纱器控制器，包括整流桥、直流(Direct Current，DC)-DC变换器、逆变器和控制电路；其中，所述整流桥用于将输入的工频交流电压转换为直流电压；所述DC-DC变换器用于将所述整流桥输出的直流电压转换为两路隔离的第一电压和第二电压，所述第一电压经所述逆变器转换为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)电压后用于为储纱器电机供电，所述第二电压用于为所述控制电路供电；所述控制电路用于输出控制所述逆变器的PWM信号。

在本实用新型的一实施例中，还包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)模块，所述CPU模块用于为所述控制电路提供控制指令。

在本实用新型的一实施例中，上述CPU模块包括参数设置单元，所述参数设置单元用于设置所述PWM电压的幅值和频率。

在本实用新型的一实施例中，上述储纱器电机与所述逆变器的输出端之间还连接有继电器，所述控制电路还用于控制所述继电器。

在本实用新型的一实施例中，还包括断纱检测模块，所述断纱检测模块用于检测所述储纱器储纱轮上的断纱信息，所述断纱检测模块的输出端与所述控制电路连接。

在本实用新型的一实施例中，还包括过流检测模块，所述过流检测模块用于检测所述储纱器电机的输入电流，所述过流检测模块的输出端与所述控制电路连接。

在本实用新型的一实施例中，上述逆变器为H桥逆变器。

基于上述，本实用新型实施例提供的储纱器控制器，将工频交流输入电压经整流后变为直流电压，经DC-DC变换器后输出多路隔离的直流电压，包括逆变器母线电压和控制电压。其中母线电压经H桥逆变器输出PWM电压为储纱器电机供电，控制电压为控制器内部电路供电，同时控制电路输出PWM信号控制逆变器。本方案提出的基于逆变技术的储纱器控制器可以省去工频变压器作为独立系统运行，集成度更高，简化了系统组成，降低系统成本。且不需要外接直流电源为控制器供电，省去相关供电线缆。

进一步的，本方案提出的基于逆变技术的储纱器控制器，可以配合不同的调制方式，通过软件参数设置输出电压和频率，可以实现储纱器电机变压变频调速，满足不同编织速度时储纱轮上纱线消耗及时补给，减少储纱器电机频繁启停动作次数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中储纱器控制器电路图；

图2为本实用新型实施例提供的储纱器控制器电路示意图；

图3为本实用新型实施例提供的储纱器控制器电路示意图；

图4为本发明实施例提供的储纱器控制器电路示意图。

附图标记说明：

21：整流桥； 22：DC-DC变换器； 23：逆变器；

24：控制电路； 25：储纱器电机； 26：储纱轮；

27：CPU模块； 28：继电器； 29：断纱检测模块；

210：过流检测模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图2为本实用新型实施例提供的储纱器控制器电路示意图，如图2所示，本实施例提供的储纱器控制器包括整流桥21、DC-DC变换器22、逆变器23和控制电路24。

其中，整流桥21用于将输入的工频交流电压转换为直流电压，DC-DC变换器22用于将所述整流桥21输出的直流电压转换为两路隔离的第一电压和第二电压，所述第一电压经所述逆变器23转换为PWM电压后用于为储纱器电机25供电，所述第二电压用于为所述控制电路24供电；所述控制电路24用于输出控制逆变器23的PWM信号。

示例性的，工频交流电压通常为220v/50Hz的交流输入电压。上述的第一电压通常又称为母线电压，上述的第二电压通常又称为控制电压。

示例性的，上述的逆变器可以选用H桥逆变器，又称为H桥式电机驱动电路，其中包括4个三极管(或者金属—氧化物—半导体(metal oxide semiconductor，MOS)场效应晶体管)和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。控制电路24输出PWM信号用于控制H桥逆变器的四个三极管的导通。

上述的DC-DC变换器例如是使用功率半导体器件构成的，可选用反激拓扑、正激拓扑等多种隔离变换技术，变换器副边可输出多路隔离直流电压，满足不同的使用需求。

值得一提的是，在图1所示的相关技术中，储纱器电机与工频变压器的输出端之间还连接有继电器，控制电路通过控制继电器的开合来实现对储纱器电机的启停控制。然而，本实施例提供的储纱器控制器可以由控制电路对其输出的控制逆变器的PWM信号进行关停控制，就可以实现对储纱器电机的启停控制。

另外值得一提的是，在图1所示的相关技术中，采用工频变压器为储纱器电机供电，变压器为恒压恒频输出，对不同电压要求的储纱器电机需要配备不同规格的变压器，储纱器电机只能以恒定转速运转，无法实现调速。然而，本施例提供的储纱器控制器，可以通过调整控制电路输出的PWM信号，从而实现对储纱器电机的PWM电压的幅值和频率的调节，可以实现储纱器电机变压变频调速，满足不同编织速度时储纱轮上纱线消耗及时补给，减少储纱器电机频繁启停动作次数。

可以理解的是，本实施例提供的储纱器控制器还可以包括断纱检测模块29和过流检测模块210。

如图2所示，所述断纱检测模块用于检测所述储纱器储纱轮26上的断纱信息，所述断纱检测模块的输出端与所述控制电路连接，一旦检测到异常就会向控制电路反馈异常信号，进而由控制电路控制储纱器电机关停。

如图2所示，过流检测模块用于检测所述储纱器电机的输入电流，所述过流检测模块的输出端与所述控制电路连接，一旦检测到异常就会向控制电路反馈异常信号，进而调整控制电路输出的PWM信号，进而实现对储纱器电机的PWM电压的调节。

本施例提供的储纱器控制器，将工频交流输入电压经整流后变为直流电压，经DC-DC变换器后输出多路隔离的直流电压，包括逆变器母线电压和控制电压。其中母线电压经H桥逆变器输出PWM电压为储纱器电机供电，控制电压为控制器内部电路供电，同时控制电路输出PWM信号控制逆变器。本方案提出的基于逆变技术的储纱器控制器可以省去工频变压器作为独立系统运行，集成度更高，简化了系统组成，降低系统成本。且不需要外接直流电源为控制器供电，省去相关供电线缆。

图3为本实用新型实施例提供的储纱器控制器电路示意图，如图3所示，本实施例提供的储纱器控制器在图2所示实施例的基础上，还可以包括CPU模块27，该CPU模块用于为所述控制电路提供控制指令。

示例性的，CPU模块包括参数设置单元，所述参数设置单元用于设置储纱器电机的PWM电压的幅值和频率。该参数设置单元例如可以通过计算机软件程序实现。

较佳的，上述的CPU模块27与控制电路24双向连接。一方面CPU模块为控制电路提供控制指令；另一方面，控制电路还可以根据断纱检测模块29和过流检测模块210反馈的异常信号，向CPU模块发出报警信号，同时CPU可以根据该报警信号为控制电路提供控制指令，以关停控制电路输出的PWM信号实现储纱器电机的关停。

可选的，上述的CPU模块可以是单独设置的处理器，也可以是集成在控制电路中的微处理器，例如数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)。

本施例提供的储纱器控制器，采用逆变技术配合不同的调制方式，通过软件参数设置输出电压和频率，控制器可以在宽范围内设置输出电压幅值和频率满足电机调速需求，逆变技术可采用正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM)等多种调制方式，使输出基波分量最大线性电压涵盖电机额定电压需求。

在实际应用中，储纱器控制器所控制得储纱器可能不止一个。换句话说，上述的逆变器输出的PWM电压可能用于为多个储纱器供电，即同时驱动多个储纱器电机。那么，由控制电路对其输出的控制逆变器的PWM信号进行关停控制来实现对储纱器电机的启停控制时，一旦逆变器的PWM信号关停，则依靠该逆变器驱动的多个储纱器电机都会被同时关停。举例来说，当其中某一台储纱器发生断纱等异常情况，而其他储纱器运行正常，而关停控制电路输出的PWM信号会关停所有该逆变器所驱动的储纱器电机，会严重影响生产效率。

为此，本实用新型还提供一种图4所示的储纱器控制器，图4为本实用新型实施例提供的储纱器控制器电路示意图，如图4所示，本实施例提供的储纱器控制器在图2或图3所示实施例的基础上，储纱器电机25与所述逆变器23的输出端之间还连接有继电器，所述控制电路24还用于控制所述继电器。

本施例提供的储纱器控制器，逆变器输出的PWM电压同时用于为多个储纱器供电，即同时驱动多个储纱器电机时，当其中某一台储纱器发生断纱等异常情况，而其他储纱器运行正常时，可以通过控制电路控制当前发生异常的储纱器电机所连接的继电器断开来实现关停该储纱器电机，而不会影响其他运行正常的储纱器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种储纱器控制器，其特征在于，包括整流桥、DC-DC变换器、逆变器和控制电路；其中，

所述整流桥用于将输入的工频交流电压转换为直流电压；

所述DC-DC变换器用于将所述整流桥输出的直流电压转换为两路隔离的第一电压和第二电压，所述第一电压经所述逆变器转换为脉冲宽度调制PWM电压后用于为储纱器电机供电，所述第二电压用于为所述控制电路供电；

所述控制电路用于输出控制所述逆变器的PWM信号。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，还包括中央处理器CPU模块，所述CPU模块用于为所述控制电路提供控制指令。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述CPU模块包括参数设置单元，所述参数设置单元用于设置所述PWM电压的幅值和频率。

4.根据权利要求1～3任一项所述的控制器，其特征在于，所述储纱器电机与所述逆变器的输出端之间还连接有继电器，所述控制电路还用于控制所述继电器。

5.根据权利要求1～3任一项所述的控制器，其特征在于，还包括断纱检测模块，所述断纱检测模块用于检测所述储纱器储纱轮上的断纱信息，所述断纱检测模块的输出端与所述控制电路连接。

6.根据权利要求1～3任一项所述的控制器，其特征在于，还包括过流检测模块，所述过流检测模块用于检测所述储纱器电机的输入电流，所述过流检测模块的输出端与所述控制电路连接。

7.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述逆变器为H桥逆变器。