CN209194134U - 织机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种织机，包括机架和主轴，所述机架上具有轴孔且所述主轴的一端穿过所述轴孔突伸到所述机架的外侧；其特征在于，所述织机还包括电机壳、定子、转子以及电机控制器，其中：所述电机壳固定在所述机架的轴孔的外侧，所述定子固定在所述电机壳的内壁，所述转子固定在所述主轴位于机架外侧的部分并与所述定子相对，且所述电机壳、定子、转子与所述织机的主轴同轴；所述电机控制器的输出端连接到所述定子的接线端子。本实用新型通过将同步电机内嵌到织机的现有结构中，实现了同步电机与织机机械结构的一体化，省去了中间传动单元，从而最大程度上降低了织机的损耗。

Description

织机

技术领域

本实用新型涉及纺织机械领域，更具体地说，涉及一种织机。

背景技术

衣食住行是人们工作生活必不可少，随着经济的发展，人们越来越注重衣着打扮，对纺织品的需求及品质要求也不断提高。织机作为纺织行业最重要的设备之一，为后续的印染、针缝等提供了原料。

随着纺织行业的不断发展，织机也在不断更新进步。从最早的有梭织机到后来的剑杆织机、喷水织机、喷气织机，织机的能效不断提高。如图1、2所示，是现有织机的示意图。在该织机1中，主电机11为织机的主轴16提供工作所需的驱动力，由于织机1启动时需要很大的扭矩，所以通常需要用皮带轮(具体包括电机端传动带轮12、主轴端传动带轮13以及传动皮带14)或者齿轮作为减速。目前织机中的主电机11一般采用高效率的异步电机。在上述织机中，停机时往往需要靠刹车盘15抱闸刹车，刹车盘15作为易损件经常会损坏，并且更换麻烦。

然而，上述采用异步电机的织机，不仅零部件繁多、物料成本高、安装复杂、维护成本高，并且主轴16的轴承需要承受较大的传动皮带传递扭矩带来的拉轴力，产品故障率高。此外，传动皮带14的传动噪音高，并会产生能量损耗(能耗为约15％)。上述织机还存在无法灵活调速的问题，若更换加工工件的时候，需要通过更换传动带轮等来实现变速，人工成本高，生产效率低。

主电机11也可采用同步电机，其驱动效率比异步电机有所提高，但由于存在快速启动或停车所需的减速机构，同样也会带来相应的损耗，并且由于织机工作时产生的震动，也导致主电机11的编码器寿命较短。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述织机的驱动部分结构复杂、成本较高的问题，提供一种新的织机。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种织机，包括机架和主轴，所述机架上具有轴孔且所述主轴的一端穿过所述轴孔突伸到所述机架的外侧；其特征在于，所述织机还包括电机壳、定子、转子以及电机控制器，其中：所述电机壳固定在所述机架的轴孔的外侧，所述定子固定在所述电机壳的内壁，所述转子固定在所述主轴位于机架外侧的部分并与所述定子相对，且所述电机壳、定子、转子与所述织机的主轴同轴；所述电机控制器的输出端连接到所述定子的接线端子。

在本实用新型所述的织机中，所述电机控制器包括速度控制器和电流调节器，且在电机启动或停机时，所述电流调节器的输入为所述速度控制器与附加转矩的叠加值，所述附加转矩由所述电机控制器根据电机转速给定值生成。

在本实用新型所述的织机中，所述电机控制器包括用于采样所述定子接线端子的输入电流的电流采样单元和用于采样所述定子接线端子的输入电压的电压采样单元，且所述电机控制器根据所述电流采样单元和电压采样单元获得的采样值估算转速反馈值，并将所述转速反馈值输入到所述速度控制器。

在本实用新型所述的织机中，所述机架的轴孔外侧具有端盖，且所述端盖与主轴之间具有轴承。

在本实用新型所述的织机中，所述织机包括安装法兰盘，所述安装法兰盘固定在所述机架的外侧并环绕所述端盖的外周，且所述安装法兰盘与所述主轴同轴；所述电机壳固定在所述安装法兰盘上。

在本实用新型所述的织机中，所述主轴突伸到所述机架外侧的部分包括多个装配段，且所述多个装配段呈直径逐步减小的台阶形。

在本实用新型所述的织机中，位于最外侧的装配段为直径逐渐缩小的圆台形，且所述转子通过锁紧螺母固定在所述最外侧的装配段。

在本实用新型所述的织机中，所述转子包括转子铁芯，且所述转子铁芯的一端突伸到所述电机壳外。

在本实用新型所述的织机中，所述转子铁芯上具有环绕所述主轴设置的散热孔或散热槽，且所述散热孔或散热槽的开口位于所述转子铁芯突出到电机壳外的端面。

本实用新型的织机具有以下有益效果：通过将同步电机内嵌到织机的现有结构中，实现了同步电机与织机机械结构的一体化，省去了中间传动单元，从而最大程度上降低了织机的损耗。

附图说明

图1是现有织机的示意图；

图2是现有织机中驱动部分的剖面示意图；

图3是本实用新型织机实施例的示意图；

图4是本实用新型织机实施例的剖面示意图；

图5是本实用新型织机实施例的速度曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3-4所示，是本实用新型织机实施例的示意图，该织机可以为剑杆织机、喷水织机或喷气织机。本实施例的织机3包括机架30、主轴36、电机壳31、定子32、转子33以及电机控制器，其中机架30上具有轴孔且主轴36的一端穿过上述轴孔突伸到机架30的外侧。电机壳31固定在机架30的轴孔的外侧，定子32固定在电机壳31的内壁，转子33固定在主轴36位于机架30外侧的部分并与定子31相对，且上述电机壳31、定子32、转子33与织机的主轴36同轴。

为实现织机启动或停机阶段所需的大扭矩，电机控制器需在织机启动或停机时，根据由控制器产生的转速给定值获取附加转矩，并将附加转矩与速度控制器(该速度控制器可采用PI调节器)的输出值进行叠加获得转矩叠加值，然后将该转矩叠加值作为电流调节器(该电流调节器同样可采用PI调节器)的输入；电机控制器的驱动板再根据电流调节器的输出生成驱动控制信号并通过该驱动控制信号使逆变器向定子32的线圈绕组输出驱动电压。

如图5所示，织机启动和停车时的速度给定曲线由织机目标速度和加减速时间共同确定，可以根据不同工艺需求进行调整，图中，是目标速度(即速度给定值)，0-t₁是加速时间，t₂-t₃是减速时间。具体地，电机控制器可根据以下计算式计算得到附件转矩T_附加：

其中K是补偿系数，具体可根据应用场合的实际需要预先设定，是织机的转速给定值。

上述织机通过将主轴36与电机一体化，即电机的定子32和转子33安装于主轴36上，并结合电机控制器进行驱动控制，省去了原独立电机上的轴承、风扇以及传动组件(例如传动皮带、传动带轮)等配件。由于该织机中主轴36直接由转子33带动转动，用于安装主轴36的轴承38无需再承受传输皮带的拉轴力，轴承38受力更平衡，故障率将大大降低。省去传动皮带后，也使织机的整机噪音更低，相应地传动皮带的损耗也减少(耗能减少约15％)，织机更绿色节能。

具体地，上述电机控制器可根据逆变器的输出电压和输出电流估算转速反馈值；然后将转速反馈值与转速给定值叠加获得转速叠加值，并将转速叠加值作为所述速度控制器的输入。通过该方式，无需编码器即可实现转速闭环控制。

上述电机控制器还可通过电流闭环控制来提高电流利用率，解决异步电机恒压、恒压频比控制启动瞬间高滑差带来的启动电流不受控的问题。具体地，电机控制器采样逆变器的输出，并通过坐标变换获得励磁电流和转矩电流，然后电流调节器根据励磁电流和转矩电流进行电流闭环控制。电流闭环控制可以降低变频器选型裕量，节约模块成本。

电机控制器在织机上电后使定子32和转子33进入零速锁定状态，并在接收到快车运行指令时进入快车运行状态，或者在接收到点动运行指令时使电机进入点动运行状态(上述电机启动包括电机由零速锁定状态进入快车运行状态或进入点动运行状态)；在快车运行或点动运行结束后，电机控制器使电机重新进入零速锁定状态(上述电机停机包括电机由快车运行状态或零速运行状态进入零速锁定状态)。通过该方式，上述电机控制器可实现制动，从而省去了制动器以及制动器电源等，使得织机的零部件数量进一步减少，物料成本进一步降低。

由于上述织机中减少了轴承、风扇、传动皮带、制动器、制动器电源等，因此只需要安装定子32和转子33即可，大大简化了安装过程，人工成本低。

上述织机的机架30的轴孔外侧具有端盖35，且该端盖35与主轴36之间具有轴承38，通过端盖35，可避免外界灰尘落入机架30的轴孔，减少故障。

在上述织机中，电机壳31可通过以下方式安装到机架30：增加安装法兰盘34，该安装法兰盘34固定(例如焊接或通过螺栓)在机架30的外侧并环绕端盖35的外周，且安装法兰盘34与主轴36同轴；电机壳31通过螺钉固定在安装法兰盘34上。通过该方式，在需对定子32和转子33维护时，只要拆下螺钉即可使电机壳31与安装法兰盘34分离。上述安装法兰盘还可提高定子32和转子33的密封性，保证转子33高效、稳定运行。

特别地，上述主轴36突伸到机架30外侧的部分包括多个装配段，且多个装配段呈直径逐步减小的台阶形；位于最外侧的装配段为直径逐渐缩小的圆台形，且转子33通过锁紧螺母37固定在最外侧的装配段。

上述电机壳31的固定结构以及转子33的固定结构，可兼容现有的织机，即无需对现有织机进行改装即可实现完成织机驱动部分的安装。

为提高散热性能，上述转子33包括转子铁芯331，且该转子铁芯331的一端突伸到电机壳31外。并且，还可在转子铁芯331上增加环绕主轴36设置的散热孔或散热槽3311，且散热孔或散热槽3311的开口位于转子铁芯331突出到电机壳31外的端面。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种织机，包括机架和主轴，所述机架上具有轴孔且所述主轴的一端穿过所述轴孔突伸到所述机架的外侧；其特征在于，所述织机还包括电机壳、定子、转子以及电机控制器，其中：所述电机壳固定在所述机架的轴孔的外侧，所述定子固定在所述电机壳的内壁，所述转子固定在所述主轴位于机架外侧的部分并与所述定子相对，且所述电机壳、定子、转子与所述织机的主轴同轴；所述电机控制器的输出端连接到所述定子的接线端子。

2.根据权利要求1所述的织机，其特征在于，所述电机控制器包括速度控制器和电流调节器，且在电机启动或停机时，所述电流调节器的输入为所述速度控制器与附加转矩的叠加值，所述附加转矩由所述电机控制器根据电机转速给定值生成。

3.根据权利要求2所述的织机，其特征在于，所述电机控制器包括用于采样所述定子的接线端子的输入电流的电流采样单元和用于采样所述定子的接线端子的输入电压的电压采样单元，且所述电机控制器根据所述电流采样单元和电压采样单元获得的采样值估算转速反馈值，并将所述转速反馈值输入到所述速度控制器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的织机，其特征在于，所述机架的轴孔外侧具有端盖，且所述端盖与主轴之间具有轴承。

5.根据权利要求4所述的织机，其特征在于，所述织机包括安装法兰盘，所述安装法兰盘固定在所述机架的外侧并环绕所述端盖的外周，且所述安装法兰盘与所述主轴同轴；所述电机壳固定在所述安装法兰盘上。

6.根据权利要求4所述的织机，其特征在于，所述主轴突伸到所述机架外侧的部分包括多个装配段，且所述多个装配段呈直径逐步减小的台阶形。

7.根据权利要求6所述的织机，其特征在于，位于最外侧的装配段为直径逐渐缩小的圆台形，且所述转子通过锁紧螺母固定在所述最外侧的装配段。

8.根据权利要求4所述的织机，其特征在于，所述转子包括转子铁芯，且所述转子铁芯的一端突伸到所述电机壳外。

9.根据权利要求8所述的织机，其特征在于，所述转子铁芯上具有环绕所述主轴设置的散热孔或散热槽，且所述散热孔或散热槽的开口位于所述转子铁芯突出到电机壳外的端面。