JP2004277064A

JP2004277064A - 繊維機械におけるモータの制御装置

Info

Publication number: JP2004277064A
Application number: JP2003069506A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hori; 哲也堀; Junya Ueda; 淳也上田; Kinzo Hashimoto; 欣三橋本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: CN100356685C; CN1531187A; JP4085850B2; KR20040081363A; KR100737866B1

Abstract

【課題】繊維機械に使用されているモータの効率を良くすることが可能なモータの制御装置を提供する
【解決手段】繊維機械に備わる装置１１１，１１２，１２７を駆動するモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の制御装置１であって、交流電源を可変周波数及び可変電圧に変換するインバータＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３を備え、前記装置１１１，１１２，１２７の運転状態を判定する判定手段２ａと、この判定手段２ａの判定結果に基づき、前記インバータＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の出力電圧−出力周波数パターンを変更する変更手段２１とを設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維機械とりわけ、合繊機械の一種である、合成繊維フィラメント糸条を巻き取る糸条巻取機におけるモータの制御装置であって、三相電源等の交流電源を可変周波数及び可変電圧に変換するインバータを備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記特許文献１に記載のような、紡糸巻取システムが知られている。この紡糸巻取システムは、合成繊維糸条の走行経路に沿って合成繊維糸条を巻掛けた状態又は寄り掛けた状態で駆動する複数のローラを有している。複数のローラの各々は、三相電源を可変周波数、可変電圧に変換するインバータで駆動される。そして、複数のローラに対応するそれぞれのインバータは主制御部に接続され、複数のローラの始動及び停止が同期的に行われように制御される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−２０７５１８号公報（図３参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示されている紡糸巻取システムを例に挙げて説明する。このシステムに使用されているモータ及びインバータ（ドライバ）は、最大負荷に合わせてトルクを出すように選定されている。
【０００５】
操業上、起動及び停止はできるだけ短い時間で行いたいという要望がある。近年は、生産性向上のため、モータ駆動されるローラやスピンドル等の長尺化や高速回転化の傾向が進み、起動及び停止時には慣性の大きなものを急加減速する必要性から、大きなトルクを出せるモータが使用されている。
【０００６】
しかしながら、巻取中などの定常運転時には、この定常運転期間が上記加減速期間に比べて長時間に及ぶが、上記加減速中ほどトルクを必要としない為、この定常運転時におけるモータの効率が悪く、モータの発熱が大きくなったり、無駄な電力が消費されているという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、上記紡糸巻取システムのローラやスピンドルモータを巻取り中に効率良く運転できるなど、繊維機械に使用されているモータの効率を良くすることが可能なモータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、繊維機械に備わる装置を駆動するモータの制御装置であって、交流電源を可変周波数及び可変電圧に変換するインバータを備え、前記装置の運転状態を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づき、前記インバータの出力電圧−出力周波数パターンを変更する変更手段とを設けたことを特徴とする繊維機械におけるモータの制御装置である。
【０００９】
上記構成によると、運転状態を判定し、その運転状態に必要なトルクに見合った出力電圧−出力周波数パターンでモータを駆動できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、大きなトルクを必要とする運転状態を非定常運転状態とし、それ以外の運転状態を定常運転状態とし、前記定常運転状態が、前記非定常運転状態よりも長時間に及ぶとともに、前記変更手段は、運転状態が非定常運転状態である時には、大きなトルクを発生させる出力電圧−出力周波数パターンを選択し、運転状態が定常運転状態である時には、小さなトルクを生じさせる出力電圧−出力周波数パターンを選択するものである。
上記構成によると、大トルクを要する非定常運転時に、大きなトルクを発生させる出力電圧−出力周波数パターンが選択されるため、非定常運転時にモータに大きなトルクを発生させて所望の仕事をすることができ、長時間で大トルクを要しない定常運転時に、小さなトルクを発生させる出力電圧−出力周波数パターンが選択されるため、長時間に及ぶ定常運転時にモータを小さなトルクで効率良く駆動することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記非定常運転時は、始動のときの加速期間、停止のときの減速期間である。
上記構成によると、加速期間又は減速期間では、慣性の大きな装置であっても、早く起動又は停止させることができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３において、繊維機械が合成繊維フィラメント糸条を巻き取るための糸条巻取機であり、この糸条巻取機に備わる装置が、巻取パッケージに接触して該巻取パッケージを回転させるためのフリクションローラであり、定常運転状態である時が前記フリクションローラが所定の回転速度を維持しながら回転しているときであり、非定常運転状態である時が前記フリクションローラを始動させる際の加速期間、前記フリクションローラを停止させる際の減速期間及び、前記フリクションローラに接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンへ切り替えるボビン切り替え期間である。
上記構成によると、フリクションローラ駆動のモータの必要トルクが大きい加減速期間では、出来るだけ早く起動停止させることができ、負荷変動が発生するボビン切り替え期間にも、負荷変動に耐えるトルクを発生させることができ、フリクションローラ駆動のトルクが必要でない回転速度維持期間中は、小さなトルクで効率的にモータ及びインバータを駆動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態の一例を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る繊維機械におけるモータ制御装置のブロック図である。
【００１４】
図示例の繊維機械は、合成繊維フィラメント糸条を巻き取るためのフリクションタイプの糸条巻取機及び、この糸条巻取機の上流側に設けられたゴデットローラ装置である。このフリクションタイプの糸条巻取機は、後述するフリクションローラ１２７の強制駆動により、ボビンホルダ１２３，１２４に装着されたボビンを回転駆動する。このフリクションタイプの糸条巻取機及びゴデットローラ装置を備えた紡糸巻取システムの機器配置を図１により説明する。
【００１５】
この紡糸巻取システムは、ゴデットローラ装置１０１と糸条巻取機１０２との組み合わせである。
ゴデットローラ装置１０１は、同期モータＭ１で駆動される第１ゴデットローラ１１１と、同期モータＭ２で駆動される第２ゴデットローラ１１３とを糸の流れに沿って順に配置したものである。図示されない紡糸機から複数本（図示例では１本）の糸が紡出され、横一列の一群の糸Ｙとなって第１ゴデットローラ１１１に入る。そして、第１ゴデットローラ１１１で数回巻回され、駆動力が伝達される。また、第１ゴデットローラ１１１を出た一群の糸Ｙは第２ゴデットローラ１１２に入る。そして、第２ゴデットローラ１１２で数回巻回され、駆動力が伝達される。そして、第２ゴデットローラ１１２を出た一群の糸Ｙはゴデットローラの軸方向に展開され、糸条巻取機１０２で個々のパッケージに巻き取られる。
【００１６】
糸条巻取機１０２は、図示されない本体フレーム側面に回転自在に取り付けられたタレット円板１２２と、タレット円板１２２から突出し誘導モータＭ４，Ｍ５で駆動される２本のボビンホルダ１２３，１２４と、本体フレームに対して垂直に昇降自在な図示されない昇降枠に設けたトラバース装置１２６と、同じく図示されない昇降枠に設けられ、同期モータＭ３で駆動されるフリクションローラ１２７と、同じく図示されない昇降枠に設けられた上側糸渡し装置１１８と、ボビンホルダ１２３，１２４間に対し進退自在な下側糸渡し装置１２９とを主要部分として構成されている。
【００１７】
ボビンホルダ１２３，１２４にはボビンＢが４〜１６個ずつ（図示例では簡単のため１個としている）挿着されていて、上記２本のボビンホルダ１２３，１２４は一方を巻取位置ａに他方を待機位置ｂに配され、巻取位置ａに位置しているボビンＢに糸を巻取らせ、該ボビンＢが満巻となるごとにタレット円板１２２を１８０度回転し、新たに巻取位置ａにきた空ボビンＢに糸の巻付けを開始するレボルビングタイプの糸条巻取機１０２となっている。
【００１８】
ところで、上記の糸条巻取機１０２において、満巻ボビンＢから空ボビンＢに糸を移し替える糸渡し時の糸の動作を簡単に説明すれば以下のようになる。この糸渡し時は、フリクションローラ１２７に接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンへ切り替えるボビン切り替え期間でもある。
【００１９】
つまり、巻取位置ａのボビンＢが満巻となった時点でタレット円板１２２が１８０度回転し、２つのボビンホルダ１２３，１２４の位置を切替えて満巻ボビンＢは待機位置ｂに空ボビンＢは巻取位置ａに新たに位置される。しかし、各ボビンＢが新たな位置に位置された時点では、供給される糸は依然として待機位置ｂにある満巻ボビンＢに連なっており、空ボビンＢのスリット１１７に糸を捕捉させ巻取りを開始して始めて、満巻ボビンＢから空ボビンＢへの糸の移し替えは終了する。すなわち、上側糸渡し装置１１８と下側糸渡し装置１２９の共同動作により空ボビンＢのスリット１１７に糸を捕捉させた時点で、満巻ボビンＢに連なっている糸は空ボビンＢの回転による糸の張力により切断され、新たに空ボビンＢへと巻取られていく。図示の状態は切替え直前の状態を示す。
【００２０】
上述した糸渡し時には、フリクションローラ１２７に満巻ボビンＢが接触している状態から、満巻ボビンＢが離脱する為、フリクションローラ１２７は無負荷回転の状態になる。一方、フリクションローラ１２７に空ボビンＢが接触すると、負荷がかかるようになる。このように糸渡し時（ボビン切り替え期間）には、負荷変動が生じるため大きなトルクが必要になる。そのため、フリクションローラ１２７に接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンへ切り替えるボビン切り替え期間では、フリクションローラ１２７を始動させる際の加速期間、フリクションローラ１２７を停止させる際の減速期間と同様に非定常運転期間とされる。
【００２１】
この紡糸巻取システムにおけるモータ制御装置１は、糸条が巻き掛けられるか又は糸が掛けられるゴデットローラ（装置）１１１，ゴデットローラ（装置）１１２，フリクションローラ（装置）１２７と、これらローラ（装置）１１１，１１２，１２７に対する同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、これら同期モータに対するドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３と、後述するボビン切り替え期間のときだけ駆動されるローラ（ボビンホルダ）１２３，１２４と、これらモータに対する誘導モータＭ４，Ｍ５と、これら誘導モータＭ４，Ｍ５に対するドライバ（インバータ）ＤＲ４，ＤＲ５とを備えて構成される。
【００２２】
同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、それぞれ合成繊維糸が巻き掛けられるか又は糸が掛けられるローラ１１１，１１２，１２７を駆動する。
【００２３】
誘導モータＭ４，Ｍ５は、ボビンホルダ１２３，１２４を後述するボビン切り替え期間中や糸条巻取機の始動時の短期間のみ駆動する。
【００２４】
ドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の各々は、交流電源を周波数及び電圧変換するものである。ドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の各々は、出力電圧及び出力周波数が所定パターンをたどる所定値となるように出力する制御部（Ｖ−Ｆパターン変更手段）２１を備える。この制御部２１からの出力に基づいて、出力電圧を所定電圧に変換すると共に、出力周波数を所定周波数に制御する。
【００２５】
この制御部２１は、出力電圧（Ｖ）と出力周波数（Ｆ）に関する出力電圧−出力周波数パターンの記憶部２１ａを備える。この記憶部２１ａには、図２に示されるように、少なくとも、Ｖ−Ｆとが急勾配で直線的に増加するＶ−Ｆパターン１と、Ｖ−Ｆとが緩勾配で直線的に増加するＶ−Ｆパターン２とが記憶されている。Ｖ−Ｆパターン１が選択されると、大きなトルクが発生し、Ｖ−Ｆパターン２が選択されると、小さなトルクが発生する。この記憶部２１ａに記憶されているＶ−Ｆパターン１，２は、後述する運転状態に対応している。すなわち、Ｖ−Ｆパターン１は、非定常運転時用であり、Ｖ−Ｆパターン２は、定常運転時用である。
【００２６】
制御部２１は、主制御部２からのパターン選択指令ｆ２に基づき、記憶部２１ａに記憶されたＶ−Ｆパターン１，２のうちいずれかを選択する。そして、主制御部２からの速度指令ｆ１に基づき、選択されたＶ−Ｆパターンに沿った周波数出力及び出力電圧に相当する信号を作成し、ドライバ（インバータ）から、所定周波数出力と所定出力電圧とが出力される。このように、制御部２１は、出力電圧−出力周波数パターン（出力電圧と出力周波数との関係式）を変更する変更手段として機能する。ドライバ（インバータ）ＤＲ４，ＤＲ５には、Ｖ−Ｆパターン変更手段２１が備えられておらず、固定のＶ−Ｆパターンが設定されている。
【００２７】
主制御部２は、各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３及び各誘導モータＭ４，Ｍ５に対するドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３，ＤＲ４，ＤＲ５を統括し、紡糸巻取システムの全体を駆動制御する。この統括制御のため、主制御部２は、Ｖ−Ｆパターン変更手段２１を備えた各ドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３に対して、ローラ１１１，１１２，１２７を所定の周速及びトルクで回転させるために、速度指令ｆ１を出力するとともに、運転状態判定手段２ａに基づくパターン選択指令ｆ２を出力する。各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３に出力される速度指令ｆ１及びパターン選択指令ｆ２は、ドライバ毎の個別指令である。また、主制御部２は、Ｖ−Ｆパターン変更手段を備えていない各ドライバＤＲ４，ＤＲ５にも、個別の速度指令ｆ１を出力する。
【００２８】
運転状態判定手段２ａは、主制御部２が紡糸巻取システムの全体を統括制御していることから、糸条巻取機及びゴデットローラ装置の作動状態が定常運転時或いは非定常運転時であることを判定する。具体的には、各種スイッチや各種センサからの信号に基づいて判定する。大きなトルクを要する運転状態を非定常運転時とし、それ以外の運転状態を定常運転時とする。糸条巻取機及びゴデットローラ装置の始動のための加速期間及び停止のための減速期間は、大トルクを要するため、非定常運転時とする。糸条巻取機の定常的な巻き取り運転期間及び、ゴデットローラ装置の定常的な糸送り出し運転期間は、定常運転時とする。定常運転時は、非定常運転時と比較して、何百倍以上も長い期間である。
【００２９】
図３に示されるように、糸条巻取機が始動して所定回転数に至ったあと、所定時間ｔ１を経過する迄が始動のための加速期間である。この加速期間と所定時間ｔ１を経過する迄に運転当初の糸掛け操作が行われる。この糸掛け操作は、繰り出される合成繊維糸をサクションガンに吸引しながら、各ローラ１１１，１１２，１２７に掛けるという操作である。運転状態判定手段２ａは、この加速期間では非定常運転時と判定し、トルクが大きいＶ−Ｆパターン１を選択する指令ｆ２を各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３の制御部２１に出力する。
【００３０】
各ローラ１１１，１１２，１２７に対する糸掛けが終わり、巻き取り運転期間に入ると定常運転時と判定される。運転状態判定手段２ａは、この定常運転時と判定すると、トルクが小さいＶ−Ｆパターン２を選択する指令ｆ２を各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３の制御部２１に出力する。
【００３１】
紡糸巻取システムの停止のタイミングは、主制御部２が把握している。そのため、減速に入る前の所定時間ｔ２を含み、減速を開始して停止する迄の期間が減速期間となる。この減速期間内に、各ローラ１１１，１１２，１２７が減速制御される。運転状態判定手段２ａは、この減速期間では非定常運転時と判定し、トルクが大きいＶ−Ｆパターン１を選択する指令ｆ２を各ドライバＤＲ１〜ＤＲ３の制御部２１に出力する。
【００３２】
図３に示されるボビン切り替えは、フリクションローラ１２３に接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンに切り替える期間であり、フリクションローラ１２３に負荷変動が発生する。そのため、フリクション駆動方式の糸条巻取機の場合、始動の時の加速期間及び停止の時の減速期間に加えて、この自動的なボビンの切り替え期間も非定常運転期間とする。このボビン切り替え期間（糸の移し替えのための糸渡し期間）は、主制御部２が把握しており、運転状態判定手段２ａは、この糸渡し期間ではフリクションローラ１２３のモータＭ３に対しては非定常運転時と判定し、トルクが大きいＶ−Ｆパターン１を選択する指令ｆ２をフリクションローラ１２３のモータＭ３に対するドライバＤＲ３の制御部２１に出力する。この糸渡し期間では、ゴデットローラ１１１，１１２においては大きな負荷変動を発生しないため、運転状態判定手段２ａは、ゴデットローラ１１１，１１２のモータＭ１，Ｍ２に対しては非定常運転時と判定しない。したがって、ゴデットローラ１１１，１１２のモータＭ１，Ｍ２に対するドライバＤＲ１，ＤＲ２の制御部２１にはＶ−Ｆパターン１を選択する指令は出力されない。
【００３３】
つぎに、上述したモータ制御装置１の作動を図１乃至図３により説明する。
糸条巻取機の始動時には、まずゴデットローラ１１１，１１２及びフリクションローラ１２７が合成繊維フィラメント糸条の走行速度に見合う周速まで加速される。このとき、主制御部２の運転状態判定手段２ａは、加速期間の非定常運転状態であると判定し、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の制御部２１に対して、図２のＶ−Ｆパターン１を選択する指令ｆ２を出力する。これにより、各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、各ローラ１１１，１１２，１２７を高トルクで加速し、慣性の大きなローラ１１１，１１２，１２７を所定時間内に立ち上げることができる。各ローラ１１１，１１２，１２７が所定回転速度となったあと、タイマー設定等による所定時間ｔ１経過後まで、運転状態判定手段２ａは、非定常運転状態と判定して、図２のＶ−Ｆパターン１が選択される。
【００３４】
この加速期間中に、運転当初の糸掛け動作が行われる。また、この短い加速期間中に、巻取位置ａのボビンホルダとフリクションローラとの接触時の衝撃緩和のために、巻取位置ａのボビンホルダのモータが駆動された後に停止される。
糸掛けが終わった後、各ローラ１１１，１１２，１２７に掛けられた合成繊維フィラメント糸条が、各ローラに沿って所定の一定速度で走行駆動される巻き取り運転中に至ると、主制御部２の運転状態判定手段２ａは、巻き取り期間中の定常運転状態であると判定し、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の制御部２１に対して、図２のＶ−Ｆパターン２を選択する指令ｆ２を出力する。これにより、各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、各ローラ１１１，１１２，１２７を小トルクで駆動し、ローラ１１１，１１２，１２７は所定の周速を保って駆動される。この巻き取り期間中は、小トルクのＶ−Ｆパターンが選択されているため、各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３のモータ効率が良くなり、消費電力を下げることができ、モータ発熱を抑えて、ベアリング寿命を延ばすことができる。また、各ドライバ（インバータ）ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の出力電流が下がるため、ドライバ自体の寿命を延ばすことも可能になる。巻取期間中が長期間であることから、省エネルギー効果及びベアリングやドライバの寿命を延ばす効果は大きい。
【００３５】
満巻ボビンから空ボビンへと自動的な糸渡しを行う場合、主制御部２の運転状態判定手段２ａは、糸渡し期間中の非定常運転状態であると判定し、フリクションローラ１２７のドライバＤＲ３の制御部２１に対して、図２のＶ−Ｆパターン１を選択する指令ｆ２を出力する。これにより、同期モータＭ３は、フリクションローラ１２７を高トルクで駆動し、フリクションローラ１２７に接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンに切り替える間は同期状態を保って駆動される。そして、この糸渡し期間ｔ３の終了後には、主制御部２の運転状態判定手段２ａは、巻き取り期間中の定常運転状態であると判定し、ドライバＤＲ３の制御部２１に対して、図２のＶ−Ｆパターン２を選択する指令ｆ２を出力する。これにより、再び同期モータＭ３はモータ効率が良い状態で駆動される。
【００３６】
なお、上述した糸渡し時には、糸張力の変動が生じ、上流のゴドットローラ１１１，１１２に伝わるが、合成繊維フィラメント糸条が衣料用の通常の糸条である場合、その糸張力の変動は小さい。そのため、ゴドットローラ１１１，１１２については、上述した糸渡し期間でも、定常運転状態であると判定する。
【００３７】
糸条巻取機の緊急又は通常の停止時には、主制御部２の運転状態判定手段２ａは、非定常運転状態であると判定し、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３の制御部２１に対して、図２のＶ−Ｆパターン２を選択する指令ｆ２を出力する。これにより、各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、各ローラ１１１，１１２，１２７を高トルクで減速し、ローラ１１１，１１２，１２７は所定期間内に停止することができる。
【００３８】
上述した実施形態の紡糸巻取システムにおけるモータ制御装置は、以下のような効果を奏する。
（１）ゴデットローラ１１１，１１２及びフリクションローラ１２７に関して、その運転状態が判定手段２ａで判定され、その判定手段２ａからのＶ−Ｆパターン選択指令ｆ２を受けて、ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３はＶ−Ｆパターン変更手段２１によりその運転状態に合ったＶ−Ｆパターンに変更されてモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を制御する。そのため、運転状態に合ったトルクでこれらローラ１１１，１１２，１２７のモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を駆動できる。
【００３９】
（２）ゴデットローラ１１１，１１２及びフリクションローラ１２７に関して、判定手段２ａで判定された運転状態が大トルクを要する非定常運転状態であるときには、ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３において大きなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン１が選択され、判定手段２ａで判定された運転状態が長期間に及ぶ定常運転状態であるときには、ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３において小さなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン２が選択される。そのため、ゴデットローラ１１１，１１２及びフリクションローラ１２７を駆動するモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、大トルクを要する非定常運転状態には、高トルクで駆動され、長期間の定常運転時には、低トルクで運転され、エネルギー効率が向上する。
【００４０】
（３）ゴデットローラ１１１，１１２及びフリクションローラ１２７に関しては、始動の時の加速期間及び、停止の時の減速期間は、大トルクを要するため、判定手段２ａが非定常運転時であると判断して大きなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン１が選択されるため、始動と停止を迅速に行うことができる。
【００４１】
（４）ゴデットローラ１１１，１１２に関しては、加速期間及び減速期間のみが大トルクを要する期間であるため、それ以外の長期の期間は判定手段２ａが定常運転状態であると判断して小さなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン２が選択されるため、モータを効率的に駆動することができ、モータ及びインバータの発熱を抑え、電力消費量を低減することができる。
【００４２】
（５）フリクションローラ１２７に関しては、加速期間、減速期間及びボビン切り替え期間は判定手段２ａが非定常運転状態であると判断して大きなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン１が選択され、それ以外の長期の期間は判定手段２ａが定常運転状態であると判断して小さなトルクを発生させるＶ−Ｆパターン２が選択される。そのため、始動、停止及び糸渡し時に同期はずれ（同期モータの場合）や過大な滑り（誘導電動機の場合）を生じることなく、始動、停止及び糸渡し動作を円滑に行うことができ、それ以外の長期の期間にはモータを効率的に駆動することができ、モータ及びインバータの発熱を抑え、電力消費量を低減することができる。
【００４３】
上記構成のモータの制御装置に関する実施形態は以下のように変更して実施することができる。
（１）上述した紡糸巻取システムにおいて、紡糸される合成樹脂フィラメント糸条が産業資材用の場合、糸渡し期間（ボビン切り替え期間）においてゴデットローラ１１１，１１２に掛かる負荷の変動が大きい。そのため、ゴデットローラ１１１，１１２に関しても糸渡し期間（ボビン切り替え期間）は、非定常運転状態であるとして、始動及び停止時と同様に大きなトルクを発生する出力電圧−出力周波数パターンを選択するようにしてもよい。
【００４４】
（２）糸条巻取機として、ボビンホルダ１２３，１２４が巻取期間中も積極駆動され、フリクションローラに対応するものがタッチローラとして巻取位置のボビンホルダに対し従動回転するスピンドルタイプの場合、ボビンホルダ１２３，１２４は、ボビン切り替えの度に始動と停止を繰り返し、巻取位置のボビンホルダについては、巻取り期間中は巻き径に応じて速度が変わるだけの定常運転状態となる。そのため、始動と停止の非定常運転状態では、ボビンホルダ１２３，１２４のモータＭ４，Ｍ５に対して、大きなトルクを生じさせる出力電圧−出力周波数パターンを選択し、それ以外の定常運転状態には、小さなトルクを生じさせる出力電圧−出力周波数パターンを選択するように構成する。なお、ボビンホルダ１２３，１２４のモータＭ４，Ｍ５には誘導モータが使用される。
【００４５】
（３）運転状態判定手段２ａは主制御部２に設ける構成であったが、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３に設けるようにしてもよい。各同期モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３に速度計を設けているため、その速度の変化により、始動時又は停止時を判別することができる。また、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３自体が、主制御部２から速度指令ｆ１を受けるので、この速度指令ｆ１の値により、各ドライバＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３自体が、始動時又は停止時を判別することができる。
【００４６】
（４）上記実施形態（図１）では、運転状態に対応したＶ−Ｆパターンをインバータ（ドライバ）に記憶していた。すなわち、Ｖ−Ｆパターン記憶部２１ａをインバータ（ドライバ）に設けていた。これに代わって、運転状態に対応したＶ−Ｆパターンを主制御部２に設けるようにしてもよい。
すなわち、主制御部２にＶ−Ｆパターン記憶部２１ａを設けるようにしてもよい。また、このように運転状態に対応したＶ−Ｆパターンを主制御部側に設ける態様としては、図４に示す例のようにしてもよい。
【００４７】
この例について、図４を参照しながら以下に説明する。図４は、図１に対応する図で、図１と異なる部分のみを図示している。ドライバＤＲ１′，ＤＲ２′，ＤＲ３′は、制御部（Ｖ−Ｆパターン変更手段）２２１を備えている。ドライバの制御部２２１は、Ｖ−Ｆパターンを、すなわち出力電圧と出力周波数との関係を変更するものである。この制御部２２１には、基準Ｖ−Ｆパターン記憶部２２１ｂを備えている。この基準Ｖ−Ｆパターン記憶部２２１ｂは、図１のＶ−Ｆパターン記憶部２１ａと異なり、運転状態に対応したＶ−Ｆパターンを記憶するものではなく、基準となる出力電圧と出力周波数との関係式を記憶するものである。運転状態に対応したＶ−Ｆパターンは、主制御部２０２の運転状態対応Ｖ−Ｆパターン記憶部２０２ｂに記憶されている。主制御部２０２は、運転状態判定手段２０２ａと運転状態対応Ｖ−Ｆパターン記憶部２０２ｂを備えている。運転状態判定手段２０２ａは、図１の運転状態判定手段２ａと同様のもので、運転状態を判定、すなわち定常運転状態であるか、非定常運転状態であるかを判定するものである。この運転状態判定手段２０２ａからは、運転状態対応Ｖ−Ｆパターン２０２ｂに、判定結果として、Ｖ−Ｆパターン選択指令ｆ２０２が出力される。運転状態対応Ｖ−Ｆパターン記憶部２０２ｂは、運転状態に対応したＶ−Ｆパターンを記憶するものである。具体的には、非定常運転状態と定常運転状態とについて、それぞれ、基準Ｖ−Ｆパターン記憶部２２１ｂに記憶された基準Ｖ−Ｆパターンに対するＶ／Ｆ比（Ｘ％，Ｙ％）を記憶している。Ｖ／Ｆ比（Ｘ％，Ｙ％）は、設定変更可能である。運転状態対応Ｖ−Ｆパターン記憶部２０２ｂは、運転状態判定手段２０２ａの指令ｆ２０２を受けて、この指令ｆ２０２に対応したＶ−Ｆパターン（Ｖ／Ｆ比）を選択し、Ｖ−Ｆパターン変更指令ｆ２０３をドライバの制御部２２１に出力する。そして、ドライバの制御部２２１は、パターン変更指令ｆ２０３を受けて、指令ｆ２０３に応じたＶ−Ｆパターンとなるように基準Ｖ−Ｆパターンを変更する。
【００４８】
（５）本発明は、他の繊維機械、例えば、延伸仮撚機に適用してもよい。
【００４９】
（６）本発明は、モータの種類を問わないが、同期モータの場合、同期はずれの問題が大きいため、同期モータを使用している場合に本発明の適用効果は大きい。
【００５０】
【発明の効果】
上述した請求項１〜４によると、モータの全運転状態において、モータを円滑に駆動することができるとともに、モータの効率を良くして、消費電力を下げることができるとともに、モータの発熱を抑えて、ベアリング寿命を延ばすことができるという効果を奏する。また、ドライバ（インバータ）の出力電流を下げることができるため、ドライバ（インバータ）の発熱を抑え、ドライバ（インバータ）の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】出力電圧−出力周波数パターンを示すグラフ図である。
【図３】本発明の実施形態に係るモータ制御装置の作動状態図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１モータ制御装置
２主制御部
２ａ運転状態判定手段
２１制御部（Ｖ−Ｆパターン変更手段）
２１ａＶ−Ｆパターン記憶部
１１１，１１２ゴデットローラ
１２７フリクションローラ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３同期モータ
ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３ドライバ（インバータ）

Claims

繊維機械に備わる装置を駆動するモータの制御装置であって、交流電源を可変周波数及び可変電圧に変換するインバータを備え、前記装置の運転状態を判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づき、前記インバータの出力電圧−出力周波数パターンを変更する変更手段とを設けたことを特徴とする繊維機械におけるモータの制御装置。
大きなトルクを必要とする運転状態を非定常運転状態とし、それ以外の運転状態を定常運転状態とし、前記定常運転状態が、前記非定常運転状態よりも長時間に及ぶとともに、前記変更手段は、運転状態が非定常運転状態である時には、大きなトルクを発生させる出力電圧−出力周波数パターンを選択し、運転状態が定常運転状態である時には、小さなトルクを生じさせる出力電圧−出力周波数パターンを選択するものである請求項１に記載の繊維機械におけるモータの制御装置。
前記非定常運転時は、始動のときの加速期間、停止のときの減速期間である請求項２に記載の繊維機械におけるモータの制御装置。
繊維機械が合成繊維フィラメント糸条を巻き取るための糸条巻取機であり、この糸条巻取機に備わる装置が、巻取パッケージに接触して該巻取パッケージを回転させるためのフリクションローラであり、定常運転状態である時が前記フリクションローラが所定の回転速度を維持しながら回転しているときであり、非定常運転状態である時が前記フリクションローラを始動させる際の加速期間、前記フリクションローラを停止させる際の減速期間及び、前記フリクションローラに接触するボビンを一方のボビンから他方のボビンへ切り替えるボビン切り替え期間である請求項３に記載の繊維機械におけるモータの制御装置。