JP2004346440A - 紡績機における駆動制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】多数の紡績ユニットを備える紡績機が瞬間的な停電時に、運転を継続することができる駆動制御システムを提供する。
【解決手段】複数の紡績ユニット２と、繊維束又は糸に直接作用する部材を駆動するために、前記ユニット２毎に設けられた個別駆動装置５０Ｂと、前記複数のユニット２に共通して設けられた共用駆動装置５０Ａと、前記繊維束又は糸に直接作用しない部材を駆動するための糸非作用部材駆動装置５０Ｃとを有する紡績機１において、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに対するシステム電源５１の停電を検出する停電検出手段５６と、停電を検出すると糸非作用部材駆動装置５０Ｃを減速制御する減速制御手段５７と、減速制御により生じる回生電力を各ユニットの個別駆動装置５０Ｂに供給する供給手段５４とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の紡績ユニット２と、繊維束又は糸に直接作用する部材を駆動するために、前記ユニット２毎に設けられた個別駆動装置５０Ｂと、前記複数のユニット２に共通して設けられた共用駆動装置５０Ａと、前記繊維束又は糸に直接作用しない部材を駆動するための糸非作用部材駆動装置５０Ｃとを有する紡績機１において、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに対するシステム電源５１の停電を検出する停電検出手段５６と、停電を検出すると糸非作用部材駆動装置５０Ｃを減速制御する減速制御手段５７と、減速制御により生じる回生電力を各ユニットの個別駆動装置５０Ｂに供給する供給手段５４とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の紡績ユニットを備える紡績機の駆動制御装置に関し、特に停電時の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記特許文献１に記載のような、合成繊維糸条製造装置における駆動制御方法であって、複数のモータを駆動するインバータと、各インバータに直流電源を供給するコンバータと、各インバータに速度指令を与えるコントローラとを備えた装置において、インバータが、瞬時停電が発生するとインバータに接続されたモータの減速制御を行い、モータを減速させることによって発生する余剰電力を電力不足となるモータに供給させ、直流電圧の変動を監視して所定の電力範囲に収まるように制御するものが知られている。
【０００３】
また、下記特許文献２に記載のような、粗紡機における制御装置であって、非停電時、他の制御部、巻取制御部ともに電源線とこれから分岐したＡＣ／ＤＣコンバータから給電され、停電時には、インバータ装置を電力回生状態とし、このコンバータからメインモータの回生エネルギーを巻取制御部と巻取制御に必要な最小限の機器へ給電するものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０７０６５号公報（要約）
【特許文献２】
特開平０５−０４４１１８号公報（要約）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び特許文献２のものは、いずれも、糸送りや巻取りに関する、繊維束又は糸に作用する部材を駆動する主駆動軸を減速させて回生エネルギーを得るという構成になっている。そのため、停電時には、主駆動軸が減速制御され、糸送りや巻取りに影響が及ぶことになる。
【０００６】
特に、紡績糸を製造する紡績ユニットの複数を備える紡績機では、複数の紡績ユニットに共通の共用駆動装置を減速させると、製造される紡績糸が規格からはずれたものになってしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、複数の紡績ユニットを備える紡績機が瞬間的な停電時に、運転を継続することができるモータ制御システム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、複数の紡績ユニットと、繊維束又は糸に直接作用する部材を駆動するために、前記紡績ユニット毎に設けられた個別駆動装置と、前記複数の紡績ユニットの駆動に共通して設けられた共用駆動装置と、前記繊維束又は糸に直接作用しない部材を駆動するための糸非作用部材駆動装置とを有する紡績機であって、前記各駆動装置に対するシステム電源の停電を検出する停電検出手段と、停電を検出すると前記糸非作用部材駆動装置を減速制御する減速制御手段と、前記減速制御により生じる回生電力を各紡績ユニットの前記個別駆動装置に供給する供給手段とを備えてなる紡績機におけるモータ制御システムである。
【０００９】
上記構成によると、繊維束又は糸に直接作用しない糸非作用部材駆動装置を減速制御して回生電力を生じさせ、この回生電力を各紡績ユニットの個別駆動装置に供給し、停電により直ぐに止まろうとする各紡績ユニット毎に設けられた個別駆動装置を駆動し続ける。共用駆動装置は回生電力を生じさせる制御を行わない為、急な減速が発生しない。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、停電を検出すると前記共用駆動装置を低負荷運転するフリーラン制御手段を備えるものである。
上記構成によると、停電中、共用駆動装置は制御された状態のままフリーランする。共用駆動装置は、慣性のある駆動シャフトを有しており、フリーランの間に速度が大きく変化しない。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記糸非作用部材駆動装置は、各紡績ユニットから発生する風綿・糸屑などを吸引する吸引ブロアー用モータ及び該モータ用のインバータ装置である。
上記構成によると、吸引用ブロアー用モータは、慣性があると共に、停電中の短期間に風綿・糸屑の吸引力が低下しても、糸生成への影響が小さいため、停電時に減速制御して個別駆動装置を駆動し続けるだけの回生電力を生じさても糸の品質への影響は小さい。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記各紡績ユニットに対して糸継ぎを行う作業台車が、前記複数の紡績ユニットに沿って移動自在に設けられている。
上記構成によると、停電時に個別駆動装置が停止せず、共用駆動装置も慣性で駆動し続けるため、停電時の糸切れが発生しない。そのため、停電後の複電時に作業台車が多数の紡績ユニットに対して糸継ぎする必要がなくなり、糸生成の効率の低下を防止できる。また、糸継ぎを行う作業台車の数を少なくできる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記個別駆動装置は、前記紡績ユニット毎に設けられた、電磁バルブ、ソレノイド、モータ及び該モータ用ドライバの１つ以上の組み合わせである。
上記構成によると、紡績ユニット毎に設けられた電磁バルブ、ソレノイドは停電時に直ぐに作動しなくなり、紡績ユニット毎に設けられたモータ及び該モータのトライバも停電時に直ぐに止まろうとするが、これら電磁バルブ、ソレノイド、モータ及び該モータ用ドライバは独立駆動装置からの回生電力で停止せず作動状態を維持する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る紡績機のモータ制御システムを図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、モータ制御システムが適用さる紡績機を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において「上流・下流」とは、紡績時における糸の走行方向を基準として上流・下流を指し、具体的には、紡績装置側を上流、巻取装置側を下流とする。
【００１６】
図４は紡績機１の一例を示す正面図、図５は、紡績機１における一部分の内部構造を概略的に示す拡大図である。
例えば空気紡績機等からなる紡績機１は、制御部１Ａ，多数の紡績ユニット２が並設された紡績部１Ｂ、ブロアー部１Ｃ、及び、糸継装置１７を備え、紡績ユニット２間をレールＲに沿って走行自在になされた作業台車３を主要部分としている。
【００１７】
制御部１Ａは、紡績部１Ｂを構成する全部の紡績ユニット２に共通してスライバー（繊維束）ＳＬ、糸Ｙの送り力を与えるセカンドローラ４ｄ，フロントローラ４ｅ，糸送り装置６，フリンクションローラ１３を回転駆動させる駆動シャフト４１・４２・４３・４５の駆動用モータ３１・３２・３３・３５、糸Ｙをトラバースさせるトラバース装置Ｔに駆動力を与える駆動シャフト４４の駆動用モータ３４、紡績ユニット２ごとに設けられているモータ３６・３７、及び、巻取装置１２等の動作を制御するものである。
本例では、入力部ａに入力される各種設定値（紡績速度、紡績速度と巻取ローラ速度との比率など）に基づき、演算部ｂが、モータ３１〜３６に対してインバータ４１〜４５又はドライバ３０を介し紡績速度情報を出力する。また糸弛み取り装置１０のモータ３７に対し、ドライバ４０を介して、弛み取りローラ（後述）の回転速度情報を出力するようになされている。
【００１８】
駆動シャフト４１・４２・４３・４４・４５の駆動用のモータ３１・３２・３３・３４・３５及び、これらモータのインバータ４１・４２・４３・４４・４５は、多数の紡績ユニット２の駆動に共通の共用駆動装置５０Ａを構成する。
モータ３６とそのドライバ３０及び、モータ３７とそのドライバ４０は、紡績ユニット２毎に設けられ、スライバーＳＬ又は糸Ｙに直接作用する部材を駆動するための個別駆動装置５０Ｂを構成する。なお、後述するワキシング装置１１のモータ３８及びそのドライバ４８は、それが使用される場合には、各紡績ユニット２に設けられた個別駆動装置５０Ｂに含まれる。
【００１９】
紡績部１Ｂは、多数の紡績ユニット２が並設されたものである。また紡績機１は、紡績装置５及び巻取装置１２と共に、糸弛み取り装置１０が、紡績ユニット２ごとに備えられている。なお、紡績ユニット２の各錘の構造については後ほど説明する。
【００２０】
ブロアー部１Ｃは、紡績ユニット２に対し、エアーダクトを通じて、所定箇所に負圧（吸引圧）を付与する負圧供給手段を収容するものであって、必要箇所に吸引用の負圧を作用させる。
【００２１】
このエアーダクトには、ドラフト部４や紡績装置５で発生する風綿を吸引し搬送する風綿回収用ダクト２１と、後述するスラックチューブ７に連通した糸屑吸引ダクト２２と、作業用台車のノッターやスプライサー等の糸継ぎ部による糸継ぎ作業の際に発生する糸屑を吸引し搬送する糸継台車吸引用ダクト２４が挿着されている。
【００２２】
このようなブロアー部１Ｃには、各ダクト２１〜２４内に吸引気流を発生させるための回転体であるインペラー２５が収容されている。ほぼ水平に配置されたインペラー２５の回転軸は、図示されないプーリーとベルトによる変速装置を介してブロアモーター３９の駆動軸に連結されている。このブロアモータ３９はインバータ４６により駆動される誘導電動機（インダクションモータ）が使用される。
このブロアモータ３９及びインバータ４６は、各紡績ユニット２の駆動とは独立して設けられている、スライバーＳＬや糸Ｙに直接作用しない部材であるインペラー２５を駆動する糸非作用部材駆動装置５０Ｃを構成する。
【００２３】
作業台車３は、任意の糸継ぎ要求ユニット２からの糸継ぎ要求信号に基づき、レールＲ上を走行して糸継ぎを必要とする紡績ユニット２位置へ移動し停止できるようになっている。紡績部１Ｂ部分の概略構成を示した側面断面図である図５に示す如く、ノッターやスプライサー等の糸継ぎ装置１７、紡績装置５で形成された糸の端部を吸引して糸継ぎ装置１７へ導くサクションパイプ１８、巻取装置１２に支持されたパッケージ１６の糸端を吸引して糸継ぎ装置１７へ導くサクションマウス１９を備えている。例えば、各糸継ぎ要求ユニット２ごとに、糸継ぎ装置１７、サクションパイプ１８、サクションマウス１９を設けることも考えられるが、紡績ユニット２の並設方向に沿って走行する作業台車３に、糸継ぎ装置１７、サクションパイプ１８、サクションマウス１９を設けることで、これら一組だけで全部の紡績ユニット２に対する糸継ぎ作業を行えるから、紡績機１の構造が簡単になる。
【００２４】
つぎに、紡績部１Ｂに複数配設される紡績ユニット２について図５に基づいて説明する。紡績ユニット２は、原料のスライバーＳＬから糸Ｙを製造する一つの単位であって、糸道Ｅの上流側から下流側に沿って順に配置された、ドラフト装置４、紡績装置５、糸送り装置６、糸吸引装置（スラックチューブ）７、カッター８、糸欠陥検出装置９、糸弛み取り装置１０、ワキシング装置１１、巻取装置１２から構成されている。
【００２５】
ドラフト装置４は、例えば、上流側からバックローラ４ａ・サードローラ４ｂ・エプロン４ｃが張設されたセカンドローラ４ｄ・フロントローラ４ｅからなる４線式のものが適用される。
【００２６】
紡績装置５は、例えば、旋回気流をスライバーＳＬに作用させてスライバーＳＬから紡績糸Ｙ（以下、単に「糸Ｙ」という。）を生成する空気式で紡績速度が数１００ｍ／分の高速紡績機が可能なものが採用される。
この紡績装置５は、旋回気流を噴射する紡績ノズルと生成された糸Ｙの通路を形成した中空ガイド軸体とで構成され実撚り状紡績を行うものが挙げられる。紡績ノズルに対する圧空の供給をオンオフ制御する電磁バルブ５ａが設けられている。また、特開２００１−１３１８３４号に開示されるように、紡績ノズルホルダに対して中空ガイド軸体ホルダを回動（昇降）可能にし、紡績ノズルと中空ガイド軸体とを離間させることにより、メンテナンスが可能となっている。そのため、中空ガイド軸体ホルダの回動制御するためのエアシリンダ用電磁バルブ５ｂが設けられている。
【００２７】
糸送り装置６は、ニップローラ６ａとデリベリローラ６ｂとから成り、両ローラ６ａ，６ｂ間に糸Ｙを挟持して下流側へ送給するものである。糸吸引装置７は、常時、吸引状態にあり、糸欠陥検出器９が糸Ｙの欠陥を検出したときにカッター８が切断した糸Ｙの断片を除去する。
【００２８】
紡績ユニット２ごとに設けられる糸弛み取り装置１０は、弛み糸Ｙを外周面に巻き付け貯留する弛み取りローラ１０ａと、弛み取りローラ１０ａのやや上流側に配置される図示されないガイドと、弛み取りローラ１０ａを回転駆動するステッピングモータ等のモータ３７（図４参照）と、該モータ３７を制御するドライバ４０（図４参照）と、弛み取りローラ１０ａの下流位置に設けられたスリットを有する図示されない下流側ガイドとを備えている。
【００２９】
この糸弛み取り装置１０は、糸継装置１７による糸継ぎ作業時において、回転を伴って、紡績装置から紡出される糸Ｙを弛み取りローラ１０ａに巻き付けることによって糸を貯留し、糸弛みを吸収したり、場合によっては、通常の紡績時においても糸弛み装置１０をほぼ常時回転させ、糸の巻き付き状態を維持して、糸がパッケージ１６に巻き取られる時点での糸張力差を吸収する役割を果たす。後者の場合は例えば、コーン形状のパッケージ１６を巻き取る場合が挙げられ、大径側での巻取りと小径側での巻取りとの間で生じる張力差を糸弛み取り装置１０で吸収することができる。巻取装置１２での巻取張力が低下すると、弛み取りローラ１０ａが糸Ｙを巻き取るように作用してパッケージ１６へ巻き取られようとする糸Ｙに抵抗力を付与して張力を維持し、巻取装置１２での巻取張力が上昇しようとすると、弛み取りローラ１０ａからの糸Ｙの解舒が進むように作用して、パッケージ１６に糸Ｙが円滑に巻き取られるようにするため張力の上昇を抑制し、所定値に維持する。
【００３０】
ワキシング装置１１は、糸Ｙの表面にワックス掛けを行うために、糸Ｙをワックス表面に接触通過させる装置であり、必要に応じて紡績ユニットごとに用いられる。このワキシング装置１１は、円筒状ワックス１１ａの端面に糸Ｙを接触通過させかつ、該ワックス１１ａはその中心の軸孔を回転軸に嵌合してワックス１１ａを回転させている。そのため、ワックス１１ａを回転駆動するモータ３７（図２参照）と、該モータ３７を制御するドライバ４８（図２参照）とが紡績ユニット毎に設けられている。
【００３１】
巻取装置１２は、クレードルアーム１４に保持したボビン１５に糸Ｙをトラバース装置Ｔによってトラバースしつつ巻き付けてパッケージ１６を形成するものである。ボビン１５又はパッケージ１６に接触して回転するフリクションローラ１３を備えており、クレードルアーム１４は、フリクションローラ１３に対し、ボビン１５又はパッケージ１６を接離させることができるように回動可能に構成されている。
【００３２】
クレードルアーム１４の回動可能構成により、ボビン１５又はパッケージ１６に所定の接圧が付与できる。クレードルアーム１４は接圧兼リフター用のシリンダ１４ａが取り付けられる。また、前記接離はバネとレバー及びクレードルアーム用ソレノイド１４ｃで構成される機構により開閉動作するようになっている。
【００３３】
上述した紡績ノズル用の電磁バルブ５０ａ、紡績ノズルの中空ガイド軸体ホルダ用の電磁バルブ５ｂ、クレードルアーム１４用のソレノイド１４ｃが、紡績ユニット２毎に設けられたアクチュエータであって、これが各紡績ユニット２に設けられた個別駆動装置１Ｃを構成する。
【００３４】
なお、上記紡績装置５について旋回気流を利用してスライバーＳから糸Ｙを生成する以外に、空気紡績ノズルと加撚ローラ対（第２空気紡績ノズル）とにより糸Ｙを生成するものや、ロータ回転により糸Ｙを生成するオープンエンド紡績など様々なものに置き換えることが可能である。これらの場合、中空ガイド軸体、ソレノイド５ｂは存在しない。
【００３５】
つぎに、本実施形態に係る駆動制御システムを図１により説明する。図１は、本発明の実施形態に係る駆動制御システムの制御ブロック図であり、図２は、電力供給バスに対する各種駆動装置の配線図である。
【００３６】
駆動制御システムＳは、制御部１Ａと、システム電源５１と、システム電源５１から分岐する第１電力供給バス５２と、同じくシステム電源５１から分岐する第２電力供給バス５３と、第１電力供給バス５２に接続される共用駆動装置５０Ａ及び糸非作用部材駆動装置５０Ｃと、第２電力供給バス５３に接続される個別駆動装置５０Ｂと、糸非作用部材駆動装置５０Ｃから第２電力供給バス５３に対する回生電力供給回路５４とを備えて成る。
【００３７】
制御部１Ａは、システム電源５１の停電を検出する停電検出部５５を備える。この停電検出部５５は、システム電源５１の瞬間的な停電（数秒間例えば０．５秒以内に復帰する停電）を検出する。図示例では、システム電源５１のオフを検出するものであるが、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに含まれるインバータ又はドライバのＤＣ電圧の低下で停電を検出するものとのアンド回路でスシテム電源５１の停電を検出する停電検出部であってもよい。
【００３８】
制御部１Ａは、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに含まれるインバータ又はドライバに対して速度指令等を出力する演算部ｂと、演算部ｂに対する入力部ａを備える。また、制御部１Ａは、停電検出部５５がシステム電源５１の停電を検出することにより作動するフリーラン制御部５６及び減速制御部５７を備える。
【００３９】
減速制御部５７からの減速指令は、糸非作用部材駆動装置５０Ｃのインバータ４６に出力され、インバータ４６は、ブロアー用モータ３９の減速制御を行う。フリーラン制御部５６からのフリーラン指令は、共用駆動装置５０Ａのインバータ４１〜４５に出力され、インバータ４１〜４５は、モータ３１〜３５の低負荷運転のためのフリーラン制御を行う。
【００４０】
第１電力供給バス５２は、インバータ４６にシステム電源５１の例えば４００ＶのＡＣ電源を直接供給する。インバータ４６内で例えば５６０Ｖの直流に変換される。なお、図示されないが、作業台車３の駆動用モータもこの第１電力供給バス５２に接続される。
【００４１】
第２電力供給バス５３は、トランス６０及び整流器６１を経て例えばＤＣ２４Ｖに変換し、個別駆動装置５０Ｂのドライバ３０，４０，４８と、個別駆動装置５０Ｂの電磁バルブ５ａ，５ｂと、個別駆動装置５０Ｂのソレノイド１４ｃとに電力を供給する。
【００４２】
図２に、第１電力供給バス５２に接続される、各紡績ユニット２に共通の共用駆動装置５０Ａと、第２電力供給バス５３に接続される、紡績ユニット毎に個別に設けられた個別駆動装置５０Ｂとを示す。共用駆動装置５０Ａには、モータ３１〜３５及びインバータ４１〜４５が含まれる。個別駆動装置５０Ｂには、バックローラ用のモータ３６のドライバ３０と、弛み取りローラ用のモータ３７のドライバ４０と、ワキシング用のモータ３８のドライバ４８と、クレードルアーム用のソレノイド１４ｃと、紡績ノズルの中空ガイド軸体用の電磁バルブ５ｂと、紡績ノズル用の電磁バルブ５ａとが含まれる。
【００４３】
回生電力供給回路（供給手段）５４は、第２電力供給バス５３の直流電圧と同じ電圧に変換するためのＤＣ／ＤＣ変換器６３と、逆流防止素子（ダイオード）６４を備える。非停電時には、第２電力供給バス５３の電圧と、回生電力供給回路５４の逆流防止素子６４側の電圧が同じであるが、第２電力供給バス５３からＤＣ／ＤＣ変換器６３の側へ電流が不用意に流れることはない。
【００４４】
つぎに、上述したモータ制御システムの作動を、図１及び図３を参照しつつ説明する。
図３（ａ）において、一時的な停電（瞬停）が発生すると、システム電源５１に▲１▼から▲２▼区間の一時的なパワーダウンが生じる。この▲１▼時点の停電は、制御部１Ａの停電検出部５５で検出される。停電が検出されると、減速制御部５７から糸非作用部材駆動装置５０Ｃのインバータ４６に減速指令が出力される。
【００４５】
すると、インペラー２５や減速装置を有し慣性があるブロアーモータ３９の減速運転により、所望の回生電力が生じ、この電力は回生電力供給回路５４に供給される。供給された回生電力は、ＤＣ／ＤＣ変換器６３を経て低圧直流に変換され、更に逆流防止素子６４を経て第２電力供給バス５３に供給される。
【００４６】
この第２電力供給バス５３に供給された電力により、個別駆動装置５０Ｂのドライバ３０，４０，４８、電磁バルブ５ａ，５ｂ及びソレノイド１４ｃに対する電圧の低下が抑制される。一方、共用駆動装置５０Ａのインバータは、図３（ｂ）に示されるように、フリーラン制御により、インバータの内部電源に基づくＤＣ電圧の低下の程度が緩やかとなる。その結果、インバータの制御は有効な状態が保たれる。そして、図３（ｃ）に示されるように、共用駆動装置５０Ａのモータ３１〜３５の速度は緩やかに減少するものの、実用運転に差し支えない。
【００４７】
また、図３（ｄ）に示されるように、共用駆動装置５０Ａのインバータは瞬停止開始レベルの▲３▼から出力電圧を絞る低負荷運転に入る。すなわち、インバータ４１〜４５の周波数は変えずに電圧を絞る為、電流は出ていかず、インバータ４１〜４５の回転制御が生かされたまま、トルクを発生させないフリーランを行わせる。この共用駆動装置５０Ａは、いずれも駆動シャフト４１〜４５（図１参照）を有するため、慣性力があり、０．５秒程度の瞬間的な停電の間では、速度は殆ど変化しない。
【００４８】
瞬間的な停電から復電状態になると、減速制御部５７からの減速指令と、フリーラン指令部からのフリーラン指令が途絶える。一方、システム電源５１から電力の供給が再開される。図３（ｂ）のように、システム電源５１の電力が回復した時点▲２▼から、共用駆動装置５０ＡのＤＣ電圧が正常に復帰する。図３（ｃ）のように、共用駆動装置５０Ａにおけるモータ３１〜３５は、定常運転に復帰する。
【００４９】
なお、個別駆動装置５０Ｂのドライパー３０，４０、ソレノイド１４ｃ及び電磁バルブ５ａ，５ｂはその作動状態を維持したまま定常運転に復帰する。
【００５０】
また、図示されないが、回生電力供給回路５４の電力は、制御部１Ａにも供給され、制御部１Ａの制御が維持される。また、図２のワキシング用のドライバ４８が設けられている場合、このドライバ４８にも、回生電力供給回路５４の電力が供給される。
【００５１】
また、図４のモータ３９は減速制御のために、モータ速度が相当低下する状態になるが、停電の回復と同時に、モータ速度が定常運転に復帰していく。
【００５２】
上記構成のモータ制御システムに関する実施形態は以下のように効果を奏する。
（１）停電が発生すると、紡績ユニット２の駆動とは独立して設けられている糸非作用部材駆動装置５０Ｃを減速制御させるため、紡績ユニット２の駆動には影響がない。一方、紡績ユニット２の個別駆動装置５０Ａは、糸の生成、糸の巻取りに直接作用する駆動であり、これが共用駆動装置５０Ａではなく糸非作用部材駆動装置５０Ｃの回生電力で駆動されるため、速度変化が少なく製造される紡績糸の品質は停電の間も保たれる。
【００５３】
具体的には、紡績ユニット２毎に駆動されるバックローラ４ａ（図５参照）はドラフト装置４にスライバーＳＬを引き込むことによって、スライバーＳＬに直接作用するものであり、このバックローラ４ａが停電で停止しない。紡績ユニット２毎に駆動される弛み取りローラ１０ａ（図５参照）は、糸継装置１７による糸継ぎ作業時において糸弛みを吸収したり、コーン形状のパッケージ１６を生成する場合には通常紡績時においてもほぼ常時弛み取りローラ１０ａを回転させ、糸がパッケージ１６に巻き取られる時点での糸張力差を吸収する役割を果たすことによって、糸Ｙに直接作用するものであり、これが停電で停止しない。紡績ユニット２毎に駆動されるワキシングローラ１１ａも端面に糸を沿わせて直接作用しつつ回転しているため、これが停電で停止しない。
【００５４】
また、スライバーＳＬに直接作用する紡績ノズル（図５の紡績装置５）に対する圧空供給を制御するバルブを駆動する電磁バルブ５ａ、中空ガイド軸体（図５の紡績装置５）を所定位置に保つための電磁バルブ５ｂ、パッケージ１６をフリクションローラ１３に所定の接圧で接触させパッケージ１６を巻取方向に回転駆動させることにより、糸Ｙに直接作用するクレードルアーム１４のソレノイド１４ｃは、それぞれその作動状態を維持する。
また、多数の紡績ユニット２の駆動に共用される共用駆動装置５０Ａは、減速制御されず、駆動シャフト４１〜４５の慣性力でその駆動状態を維持する。このように、糸の生成、巻取りに直接作用する個別駆動装置５０Ｂ及び共用駆動装置５０Ａが停電時もその作動を維持するため、糸切れを生じさせたりすることなく正常時と変わらない糸の生成と巻取りが持続される。
【００５５】
（２）共用駆動装置５０Ａが停電の間、フリーラン制御されるため、インバータ４１〜４５の速度制御機能を維持したまま、駆動シャフト４１〜４５の慣性力でフリーランする。そのため、停電時にインバータ４１〜４５がトリップすることなく、正常運転への復帰が確実に行われる。
【００５６】
（３）糸非作用部材駆動装置５０Ｃにはブロアー用モータ３９とそのインバータ４６が使用される。このブロアー用モータ３９は風綿・糸屑などの吸引のためのものであり、紡績ユニット２におけるスライバーＳＬ、糸Ｙの送り作用や、糸生成、巻取りに直接関係しない。一方、インペラー２５、ブロアモータ３９、ドライバ４６は全紡績ユニット２に共通に設けられ、全ユニットの風綿・糸屑を回収するため大容量のものを用いるため、慣性力が大きい。停電時のこのブロアー用モータ３９に減速制御を行うと、大きな回生電力を生じさせることができる。そのため、糸の生成と巻取りに関係する前述した個別駆動装置５０Ｂの駆動が、約０．５秒程度の停電の間、駆動状態を維持できる。従来、バックアップ用のコンデンサでは、０．０５秒程度の停電にしか対応できなかったものが、約０．５秒程度の停電に対応できるため、殆どの停電で駆動の変化を生じさせることなく、停電時の糸の生成と巻取りを殆ど正常状態に保つことができる。一方、ブロアー用モータ３９の回転は相当低下するが、約０．５秒程度の停電であれば、直ぐに回転が復帰するため、吸引力の低下は数秒以内に収まる。この吸引力は風綿や糸屑の回収のためのものであり、この程度の吸引力の低下は定常運転への影響は極めて小さい。
【００５７】
（４）紡績装置１は多数の紡績ユニット２からなるものの、各紡績ユニット２に対する糸継ぎ作業を分担する作業台車３は１台又は２台程度しか設けられていない。そのため、瞬停時にスライバーＳＬの引き込み停止、紡績が停止し糸切れが発生する場合、多数の紡績ユニット２に一斉に糸切れが発生し、作業台車３により全ての紡績ユニット２に対して順番に行われる糸継ぎ作業は長時間にわたるため、稼働効率の低下を招く。しかし、本実施形態のように、０．５秒程度の瞬停でも、紡績ユニット２の運転が維持されるため、糸切れは発生しない。そのため、瞬停時の作業台車３による、長時間の糸継ぎ作業が回避される。
【００５８】
（５）個別駆動装置５０Ｂは、紡績ユニット２毎のモータ３６，３７，３８及びそのドライバ以外に、紡績ユニット２毎のアクチュエータである電磁バルブ５ａ，５ｂとソレノイド１４ｃを含む。そのため瞬停時に、各紡績ユニット２の駆動の維持だけではなく、各紡績ユニット２の作動状態も維持される。
【００５９】
上記構成のモータ制御システム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）紡績機１として、紡績ユニット２のバックローラ４ａが個別駆動装置として駆動される場合を説明したが、セカンドローラ４ｄやフロントローラ４ｅと同様に、各紡績ユニット２に共通のシャフトにより駆動し、停電時にフリーランさせる共用駆動装置で駆動するものであってもよい。
【００６０】
（２）紡績機１として、糸弛み取り装置１０が付設されるもので説明したが、糸弛み取り装置１０がない紡績機１であってもよい。
また、紡績機１として、ワキシング装置１１が付設される場合を説明したが、ワキシング装置１１がない紡績機１であってもよい。
さらに、ワキシング装置１１を備える紡績機１であっても、回生電力を供給せず、停電時に停止させるものであってもよい。ワキシングローラ１１ａの回転が短時間停止しても、糸がワキシングローラ１１ａに接触する状態は保たれる。
【００６１】
（３）図６に示すように、共用駆動装置５０Ａに対してフリーラン制御を行うことなく、糸非作用部材駆動装置５０ｃの回生電力の供給を受けるように構成することもできる。そのため、第１電力供給バス５２の供給側に、整流器６５を設け、第１電力供給バス５２ａを回生電力供給回路５４と同じ直流電源回路とする。停電検出部５５が瞬停を検出すると、糸非作用部材駆動装置５０Ｃに減速指令が出力される。糸非作用部材駆動装置５０Ｃの減速制御で生じる回生電力は、第１電力供給バス５２ａを経て共用駆動装置５０Ａに供給されるととにも、回生電力供給回路５４を介して個別駆動装置５０Ｂにも供給される。これにより、共用駆動装置５０Ａ及び個別駆動装置５０Ｂの両方の瞬停時の電源が確保される。瞬停の時間が短い場合、糸非作用部材駆動装置５０Ｃの慣性力が大きい場合に、この実施形態例が適用できる
【００６２】
【発明の効果】
本発明によると、短期間の停電時には、紡績ユニットの紡績とは直接関係しない、即ち、繊維束又は糸に直接作用しない糸非作用部材駆動装置の減速制御による回生電力を、各紡績ユニットの個別駆動装置に供給する構成であるため、共用駆動装置を減速制御することなく、個別駆動制御装置を駆動し続けることができ、各紡績ユニットに大きな速度変化を生じさせることなく、紡績を続けることができる。そのため、停電時に発生する糸切れを防止するとともに、停電時の紡績糸の品質も維持することができる。
【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システムの制御ブロック図である。
【図２】電力供給バスに対する各種駆動装置の配線図である。
【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を示す図である。
【図４】紡績機１の一例を示す正面図である。
【図５】紡績機における一部分の内部構造を概略的に示す拡大図である。
【図６】電力供給バスに対する各種駆動装置の他の配線図である。
【符号の説明】
１ 紡績機
１Ａ 制御部
１Ｂ 紡績部
１Ｃ ブロアー部
２ 紡績ユニット
４ 作業台車
３９ ブロアー用モータ
４６ インバータ
５０Ａ 共用駆動装置
５０Ｂ 個別駆動装置
５０Ｃ 糸非作用部材駆動装置
５５ 停電検出部
５６ フリーラン制御部
５７ 減速制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の紡績ユニットを備える紡績機の駆動制御装置に関し、特に停電時の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記特許文献１に記載のような、合成繊維糸条製造装置における駆動制御方法であって、複数のモータを駆動するインバータと、各インバータに直流電源を供給するコンバータと、各インバータに速度指令を与えるコントローラとを備えた装置において、インバータが、瞬時停電が発生するとインバータに接続されたモータの減速制御を行い、モータを減速させることによって発生する余剰電力を電力不足となるモータに供給させ、直流電圧の変動を監視して所定の電力範囲に収まるように制御するものが知られている。
【０００３】
また、下記特許文献２に記載のような、粗紡機における制御装置であって、非停電時、他の制御部、巻取制御部ともに電源線とこれから分岐したＡＣ／ＤＣコンバータから給電され、停電時には、インバータ装置を電力回生状態とし、このコンバータからメインモータの回生エネルギーを巻取制御部と巻取制御に必要な最小限の機器へ給電するものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０７０６５号公報（要約）
【特許文献２】
特開平０５−０４４１１８号公報（要約）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び特許文献２のものは、いずれも、糸送りや巻取りに関する、繊維束又は糸に作用する部材を駆動する主駆動軸を減速させて回生エネルギーを得るという構成になっている。そのため、停電時には、主駆動軸が減速制御され、糸送りや巻取りに影響が及ぶことになる。
【０００６】
特に、紡績糸を製造する紡績ユニットの複数を備える紡績機では、複数の紡績ユニットに共通の共用駆動装置を減速させると、製造される紡績糸が規格からはずれたものになってしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、複数の紡績ユニットを備える紡績機が瞬間的な停電時に、運転を継続することができるモータ制御システム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、複数の紡績ユニットと、繊維束又は糸に直接作用する部材を駆動するために、前記紡績ユニット毎に設けられた個別駆動装置と、前記複数の紡績ユニットの駆動に共通して設けられた共用駆動装置と、前記繊維束又は糸に直接作用しない部材を駆動するための糸非作用部材駆動装置とを有する紡績機であって、前記各駆動装置に対するシステム電源の停電を検出する停電検出手段と、停電を検出すると前記糸非作用部材駆動装置を減速制御する減速制御手段と、前記減速制御により生じる回生電力を各紡績ユニットの前記個別駆動装置に供給する供給手段とを備えてなる紡績機におけるモータ制御システムである。
【０００９】
上記構成によると、繊維束又は糸に直接作用しない糸非作用部材駆動装置を減速制御して回生電力を生じさせ、この回生電力を各紡績ユニットの個別駆動装置に供給し、停電により直ぐに止まろうとする各紡績ユニット毎に設けられた個別駆動装置を駆動し続ける。共用駆動装置は回生電力を生じさせる制御を行わない為、急な減速が発生しない。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、停電を検出すると前記共用駆動装置を低負荷運転するフリーラン制御手段を備えるものである。
上記構成によると、停電中、共用駆動装置は制御された状態のままフリーランする。共用駆動装置は、慣性のある駆動シャフトを有しており、フリーランの間に速度が大きく変化しない。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記糸非作用部材駆動装置は、各紡績ユニットから発生する風綿・糸屑などを吸引する吸引ブロアー用モータ及び該モータ用のインバータ装置である。
上記構成によると、吸引用ブロアー用モータは、慣性があると共に、停電中の短期間に風綿・糸屑の吸引力が低下しても、糸生成への影響が小さいため、停電時に減速制御して個別駆動装置を駆動し続けるだけの回生電力を生じさても糸の品質への影響は小さい。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記各紡績ユニットに対して糸継ぎを行う作業台車が、前記複数の紡績ユニットに沿って移動自在に設けられている。
上記構成によると、停電時に個別駆動装置が停止せず、共用駆動装置も慣性で駆動し続けるため、停電時の糸切れが発生しない。そのため、停電後の複電時に作業台車が多数の紡績ユニットに対して糸継ぎする必要がなくなり、糸生成の効率の低下を防止できる。また、糸継ぎを行う作業台車の数を少なくできる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記個別駆動装置は、前記紡績ユニット毎に設けられた、電磁バルブ、ソレノイド、モータ及び該モータ用ドライバの１つ以上の組み合わせである。
上記構成によると、紡績ユニット毎に設けられた電磁バルブ、ソレノイドは停電時に直ぐに作動しなくなり、紡績ユニット毎に設けられたモータ及び該モータのトライバも停電時に直ぐに止まろうとするが、これら電磁バルブ、ソレノイド、モータ及び該モータ用ドライバは独立駆動装置からの回生電力で停止せず作動状態を維持する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る紡績機のモータ制御システムを図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、モータ制御システムが適用さる紡績機を図面に基づいて説明する。なお、本明細書において「上流・下流」とは、紡績時における糸の走行方向を基準として上流・下流を指し、具体的には、紡績装置側を上流、巻取装置側を下流とする。
【００１６】
図４は紡績機１の一例を示す正面図、図５は、紡績機１における一部分の内部構造を概略的に示す拡大図である。
例えば空気紡績機等からなる紡績機１は、制御部１Ａ，多数の紡績ユニット２が並設された紡績部１Ｂ、ブロアー部１Ｃ、及び、糸継装置１７を備え、紡績ユニット２間をレールＲに沿って走行自在になされた作業台車３を主要部分としている。
【００１７】
制御部１Ａは、紡績部１Ｂを構成する全部の紡績ユニット２に共通してスライバー（繊維束）ＳＬ、糸Ｙの送り力を与えるセカンドローラ４ｄ，フロントローラ４ｅ，糸送り装置６，フリンクションローラ１３を回転駆動させる駆動シャフト４１・４２・４３・４５の駆動用モータ３１・３２・３３・３５、糸Ｙをトラバースさせるトラバース装置Ｔに駆動力を与える駆動シャフト４４の駆動用モータ３４、紡績ユニット２ごとに設けられているモータ３６・３７、及び、巻取装置１２等の動作を制御するものである。
本例では、入力部ａに入力される各種設定値（紡績速度、紡績速度と巻取ローラ速度との比率など）に基づき、演算部ｂが、モータ３１〜３６に対してインバータ４１〜４５又はドライバ３０を介し紡績速度情報を出力する。また糸弛み取り装置１０のモータ３７に対し、ドライバ４０を介して、弛み取りローラ（後述）の回転速度情報を出力するようになされている。
【００１８】
駆動シャフト４１・４２・４３・４４・４５の駆動用のモータ３１・３２・３３・３４・３５及び、これらモータのインバータ４１・４２・４３・４４・４５は、多数の紡績ユニット２の駆動に共通の共用駆動装置５０Ａを構成する。
モータ３６とそのドライバ３０及び、モータ３７とそのドライバ４０は、紡績ユニット２毎に設けられ、スライバーＳＬ又は糸Ｙに直接作用する部材を駆動するための個別駆動装置５０Ｂを構成する。なお、後述するワキシング装置１１のモータ３８及びそのドライバ４８は、それが使用される場合には、各紡績ユニット２に設けられた個別駆動装置５０Ｂに含まれる。
【００１９】
紡績部１Ｂは、多数の紡績ユニット２が並設されたものである。また紡績機１は、紡績装置５及び巻取装置１２と共に、糸弛み取り装置１０が、紡績ユニット２ごとに備えられている。なお、紡績ユニット２の各錘の構造については後ほど説明する。
【００２０】
ブロアー部１Ｃは、紡績ユニット２に対し、エアーダクトを通じて、所定箇所に負圧（吸引圧）を付与する負圧供給手段を収容するものであって、必要箇所に吸引用の負圧を作用させる。
【００２１】
このエアーダクトには、ドラフト部４や紡績装置５で発生する風綿を吸引し搬送する風綿回収用ダクト２１と、後述するスラックチューブ７に連通した糸屑吸引ダクト２２と、作業用台車のノッターやスプライサー等の糸継ぎ部による糸継ぎ作業の際に発生する糸屑を吸引し搬送する糸継台車吸引用ダクト２４が挿着されている。
【００２２】
このようなブロアー部１Ｃには、各ダクト２１〜２４内に吸引気流を発生させるための回転体であるインペラー２５が収容されている。ほぼ水平に配置されたインペラー２５の回転軸は、図示されないプーリーとベルトによる変速装置を介してブロアモーター３９の駆動軸に連結されている。このブロアモータ３９はインバータ４６により駆動される誘導電動機（インダクションモータ）が使用される。
このブロアモータ３９及びインバータ４６は、各紡績ユニット２の駆動とは独立して設けられている、スライバーＳＬや糸Ｙに直接作用しない部材であるインペラー２５を駆動する糸非作用部材駆動装置５０Ｃを構成する。
【００２３】
作業台車３は、任意の糸継ぎ要求ユニット２からの糸継ぎ要求信号に基づき、レールＲ上を走行して糸継ぎを必要とする紡績ユニット２位置へ移動し停止できるようになっている。紡績部１Ｂ部分の概略構成を示した側面断面図である図５に示す如く、ノッターやスプライサー等の糸継ぎ装置１７、紡績装置５で形成された糸の端部を吸引して糸継ぎ装置１７へ導くサクションパイプ１８、巻取装置１２に支持されたパッケージ１６の糸端を吸引して糸継ぎ装置１７へ導くサクションマウス１９を備えている。例えば、各糸継ぎ要求ユニット２ごとに、糸継ぎ装置１７、サクションパイプ１８、サクションマウス１９を設けることも考えられるが、紡績ユニット２の並設方向に沿って走行する作業台車３に、糸継ぎ装置１７、サクションパイプ１８、サクションマウス１９を設けることで、これら一組だけで全部の紡績ユニット２に対する糸継ぎ作業を行えるから、紡績機１の構造が簡単になる。
【００２４】
つぎに、紡績部１Ｂに複数配設される紡績ユニット２について図５に基づいて説明する。紡績ユニット２は、原料のスライバーＳＬから糸Ｙを製造する一つの単位であって、糸道Ｅの上流側から下流側に沿って順に配置された、ドラフト装置４、紡績装置５、糸送り装置６、糸吸引装置（スラックチューブ）７、カッター８、糸欠陥検出装置９、糸弛み取り装置１０、ワキシング装置１１、巻取装置１２から構成されている。
【００２５】
ドラフト装置４は、例えば、上流側からバックローラ４ａ・サードローラ４ｂ・エプロン４ｃが張設されたセカンドローラ４ｄ・フロントローラ４ｅからなる４線式のものが適用される。
【００２６】
紡績装置５は、例えば、旋回気流をスライバーＳＬに作用させてスライバーＳＬから紡績糸Ｙ（以下、単に「糸Ｙ」という。）を生成する空気式で紡績速度が数１００ｍ／分の高速紡績機が可能なものが採用される。
この紡績装置５は、旋回気流を噴射する紡績ノズルと生成された糸Ｙの通路を形成した中空ガイド軸体とで構成され実撚り状紡績を行うものが挙げられる。紡績ノズルに対する圧空の供給をオンオフ制御する電磁バルブ５ａが設けられている。また、特開２００１−１３１８３４号に開示されるように、紡績ノズルホルダに対して中空ガイド軸体ホルダを回動（昇降）可能にし、紡績ノズルと中空ガイド軸体とを離間させることにより、メンテナンスが可能となっている。そのため、中空ガイド軸体ホルダの回動制御するためのエアシリンダ用電磁バルブ５ｂが設けられている。
【００２７】
糸送り装置６は、ニップローラ６ａとデリベリローラ６ｂとから成り、両ローラ６ａ，６ｂ間に糸Ｙを挟持して下流側へ送給するものである。糸吸引装置７は、常時、吸引状態にあり、糸欠陥検出器９が糸Ｙの欠陥を検出したときにカッター８が切断した糸Ｙの断片を除去する。
【００２８】
紡績ユニット２ごとに設けられる糸弛み取り装置１０は、弛み糸Ｙを外周面に巻き付け貯留する弛み取りローラ１０ａと、弛み取りローラ１０ａのやや上流側に配置される図示されないガイドと、弛み取りローラ１０ａを回転駆動するステッピングモータ等のモータ３７（図４参照）と、該モータ３７を制御するドライバ４０（図４参照）と、弛み取りローラ１０ａの下流位置に設けられたスリットを有する図示されない下流側ガイドとを備えている。
【００２９】
この糸弛み取り装置１０は、糸継装置１７による糸継ぎ作業時において、回転を伴って、紡績装置から紡出される糸Ｙを弛み取りローラ１０ａに巻き付けることによって糸を貯留し、糸弛みを吸収したり、場合によっては、通常の紡績時においても糸弛み装置１０をほぼ常時回転させ、糸の巻き付き状態を維持して、糸がパッケージ１６に巻き取られる時点での糸張力差を吸収する役割を果たす。後者の場合は例えば、コーン形状のパッケージ１６を巻き取る場合が挙げられ、大径側での巻取りと小径側での巻取りとの間で生じる張力差を糸弛み取り装置１０で吸収することができる。巻取装置１２での巻取張力が低下すると、弛み取りローラ１０ａが糸Ｙを巻き取るように作用してパッケージ１６へ巻き取られようとする糸Ｙに抵抗力を付与して張力を維持し、巻取装置１２での巻取張力が上昇しようとすると、弛み取りローラ１０ａからの糸Ｙの解舒が進むように作用して、パッケージ１６に糸Ｙが円滑に巻き取られるようにするため張力の上昇を抑制し、所定値に維持する。
【００３０】
ワキシング装置１１は、糸Ｙの表面にワックス掛けを行うために、糸Ｙをワックス表面に接触通過させる装置であり、必要に応じて紡績ユニットごとに用いられる。このワキシング装置１１は、円筒状ワックス１１ａの端面に糸Ｙを接触通過させかつ、該ワックス１１ａはその中心の軸孔を回転軸に嵌合してワックス１１ａを回転させている。そのため、ワックス１１ａを回転駆動するモータ３７（図２参照）と、該モータ３７を制御するドライバ４８（図２参照）とが紡績ユニット毎に設けられている。
【００３１】
巻取装置１２は、クレードルアーム１４に保持したボビン１５に糸Ｙをトラバース装置Ｔによってトラバースしつつ巻き付けてパッケージ１６を形成するものである。ボビン１５又はパッケージ１６に接触して回転するフリクションローラ１３を備えており、クレードルアーム１４は、フリクションローラ１３に対し、ボビン１５又はパッケージ１６を接離させることができるように回動可能に構成されている。
【００３２】
クレードルアーム１４の回動可能構成により、ボビン１５又はパッケージ１６に所定の接圧が付与できる。クレードルアーム１４は接圧兼リフター用のシリンダ１４ａが取り付けられる。また、前記接離はバネとレバー及びクレードルアーム用ソレノイド１４ｃで構成される機構により開閉動作するようになっている。
【００３３】
上述した紡績ノズル用の電磁バルブ５０ａ、紡績ノズルの中空ガイド軸体ホルダ用の電磁バルブ５ｂ、クレードルアーム１４用のソレノイド１４ｃが、紡績ユニット２毎に設けられたアクチュエータであって、これが各紡績ユニット２に設けられた個別駆動装置１Ｃを構成する。
【００３４】
なお、上記紡績装置５について旋回気流を利用してスライバーＳから糸Ｙを生成する以外に、空気紡績ノズルと加撚ローラ対（第２空気紡績ノズル）とにより糸Ｙを生成するものや、ロータ回転により糸Ｙを生成するオープンエンド紡績など様々なものに置き換えることが可能である。これらの場合、中空ガイド軸体、ソレノイド５ｂは存在しない。
【００３５】
つぎに、本実施形態に係る駆動制御システムを図１により説明する。図１は、本発明の実施形態に係る駆動制御システムの制御ブロック図であり、図２は、電力供給バスに対する各種駆動装置の配線図である。
【００３６】
駆動制御システムＳは、制御部１Ａと、システム電源５１と、システム電源５１から分岐する第１電力供給バス５２と、同じくシステム電源５１から分岐する第２電力供給バス５３と、第１電力供給バス５２に接続される共用駆動装置５０Ａ及び糸非作用部材駆動装置５０Ｃと、第２電力供給バス５３に接続される個別駆動装置５０Ｂと、糸非作用部材駆動装置５０Ｃから第２電力供給バス５３に対する回生電力供給回路５４とを備えて成る。
【００３７】
制御部１Ａは、システム電源５１の停電を検出する停電検出部５５を備える。この停電検出部５５は、システム電源５１の瞬間的な停電（数秒間例えば０．５秒以内に復帰する停電）を検出する。図示例では、システム電源５１のオフを検出するものであるが、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに含まれるインバータ又はドライバのＤＣ電圧の低下で停電を検出するものとのアンド回路でスシテム電源５１の停電を検出する停電検出部であってもよい。
【００３８】
制御部１Ａは、各駆動装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに含まれるインバータ又はドライバに対して速度指令等を出力する演算部ｂと、演算部ｂに対する入力部ａを備える。また、制御部１Ａは、停電検出部５５がシステム電源５１の停電を検出することにより作動するフリーラン制御部５６及び減速制御部５７を備える。
【００３９】
減速制御部５７からの減速指令は、糸非作用部材駆動装置５０Ｃのインバータ４６に出力され、インバータ４６は、ブロアー用モータ３９の減速制御を行う。フリーラン制御部５６からのフリーラン指令は、共用駆動装置５０Ａのインバータ４１〜４５に出力され、インバータ４１〜４５は、モータ３１〜３５の低負荷運転のためのフリーラン制御を行う。
【００４０】
第１電力供給バス５２は、インバータ４６にシステム電源５１の例えば４００ＶのＡＣ電源を直接供給する。インバータ４６内で例えば５６０Ｖの直流に変換される。なお、図示されないが、作業台車３の駆動用モータもこの第１電力供給バス５２に接続される。
【００４１】
第２電力供給バス５３は、トランス６０及び整流器６１を経て例えばＤＣ２４Ｖに変換し、個別駆動装置５０Ｂのドライバ３０，４０，４８と、個別駆動装置５０Ｂの電磁バルブ５ａ，５ｂと、個別駆動装置５０Ｂのソレノイド１４ｃとに電力を供給する。
【００４２】
図２に、第１電力供給バス５２に接続される、各紡績ユニット２に共通の共用駆動装置５０Ａと、第２電力供給バス５３に接続される、紡績ユニット毎に個別に設けられた個別駆動装置５０Ｂとを示す。共用駆動装置５０Ａには、モータ３１〜３５及びインバータ４１〜４５が含まれる。個別駆動装置５０Ｂには、バックローラ用のモータ３６のドライバ３０と、弛み取りローラ用のモータ３７のドライバ４０と、ワキシング用のモータ３８のドライバ４８と、クレードルアーム用のソレノイド１４ｃと、紡績ノズルの中空ガイド軸体用の電磁バルブ５ｂと、紡績ノズル用の電磁バルブ５ａとが含まれる。
【００４３】
回生電力供給回路（供給手段）５４は、第２電力供給バス５３の直流電圧と同じ電圧に変換するためのＤＣ／ＤＣ変換器６３と、逆流防止素子（ダイオード）６４を備える。非停電時には、第２電力供給バス５３の電圧と、回生電力供給回路５４の逆流防止素子６４側の電圧が同じであるが、第２電力供給バス５３からＤＣ／ＤＣ変換器６３の側へ電流が不用意に流れることはない。
【００４４】
つぎに、上述したモータ制御システムの作動を、図１及び図３を参照しつつ説明する。
図３（ａ）において、一時的な停電（瞬停）が発生すると、システム電源５１に▲１▼から▲２▼区間の一時的なパワーダウンが生じる。この▲１▼時点の停電は、制御部１Ａの停電検出部５５で検出される。停電が検出されると、減速制御部５７から糸非作用部材駆動装置５０Ｃのインバータ４６に減速指令が出力される。
【００４５】
すると、インペラー２５や減速装置を有し慣性があるブロアーモータ３９の減速運転により、所望の回生電力が生じ、この電力は回生電力供給回路５４に供給される。供給された回生電力は、ＤＣ／ＤＣ変換器６３を経て低圧直流に変換され、更に逆流防止素子６４を経て第２電力供給バス５３に供給される。
【００４６】
この第２電力供給バス５３に供給された電力により、個別駆動装置５０Ｂのドライバ３０，４０，４８、電磁バルブ５ａ，５ｂ及びソレノイド１４ｃに対する電圧の低下が抑制される。一方、共用駆動装置５０Ａのインバータは、図３（ｂ）に示されるように、フリーラン制御により、インバータの内部電源に基づくＤＣ電圧の低下の程度が緩やかとなる。その結果、インバータの制御は有効な状態が保たれる。そして、図３（ｃ）に示されるように、共用駆動装置５０Ａのモータ３１〜３５の速度は緩やかに減少するものの、実用運転に差し支えない。
【００４７】
また、図３（ｄ）に示されるように、共用駆動装置５０Ａのインバータは瞬停止開始レベルの▲３▼から出力電圧を絞る低負荷運転に入る。すなわち、インバータ４１〜４５の周波数は変えずに電圧を絞る為、電流は出ていかず、インバータ４１〜４５の回転制御が生かされたまま、トルクを発生させないフリーランを行わせる。この共用駆動装置５０Ａは、いずれも駆動シャフト４１〜４５（図１参照）を有するため、慣性力があり、０．５秒程度の瞬間的な停電の間では、速度は殆ど変化しない。
【００４８】
瞬間的な停電から復電状態になると、減速制御部５７からの減速指令と、フリーラン指令部からのフリーラン指令が途絶える。一方、システム電源５１から電力の供給が再開される。図３（ｂ）のように、システム電源５１の電力が回復した時点▲２▼から、共用駆動装置５０ＡのＤＣ電圧が正常に復帰する。図３（ｃ）のように、共用駆動装置５０Ａにおけるモータ３１〜３５は、定常運転に復帰する。
【００４９】
なお、個別駆動装置５０Ｂのドライパー３０，４０、ソレノイド１４ｃ及び電磁バルブ５ａ，５ｂはその作動状態を維持したまま定常運転に復帰する。
【００５０】
また、図示されないが、回生電力供給回路５４の電力は、制御部１Ａにも供給され、制御部１Ａの制御が維持される。また、図２のワキシング用のドライバ４８が設けられている場合、このドライバ４８にも、回生電力供給回路５４の電力が供給される。
【００５１】
また、図４のモータ３９は減速制御のために、モータ速度が相当低下する状態になるが、停電の回復と同時に、モータ速度が定常運転に復帰していく。
【００５２】
上記構成のモータ制御システムに関する実施形態は以下のように効果を奏する。
（１）停電が発生すると、紡績ユニット２の駆動とは独立して設けられている糸非作用部材駆動装置５０Ｃを減速制御させるため、紡績ユニット２の駆動には影響がない。一方、紡績ユニット２の個別駆動装置５０Ａは、糸の生成、糸の巻取りに直接作用する駆動であり、これが共用駆動装置５０Ａではなく糸非作用部材駆動装置５０Ｃの回生電力で駆動されるため、速度変化が少なく製造される紡績糸の品質は停電の間も保たれる。
【００５３】
具体的には、紡績ユニット２毎に駆動されるバックローラ４ａ（図５参照）はドラフト装置４にスライバーＳＬを引き込むことによって、スライバーＳＬに直接作用するものであり、このバックローラ４ａが停電で停止しない。紡績ユニット２毎に駆動される弛み取りローラ１０ａ（図５参照）は、糸継装置１７による糸継ぎ作業時において糸弛みを吸収したり、コーン形状のパッケージ１６を生成する場合には通常紡績時においてもほぼ常時弛み取りローラ１０ａを回転させ、糸がパッケージ１６に巻き取られる時点での糸張力差を吸収する役割を果たすことによって、糸Ｙに直接作用するものであり、これが停電で停止しない。紡績ユニット２毎に駆動されるワキシングローラ１１ａも端面に糸を沿わせて直接作用しつつ回転しているため、これが停電で停止しない。
【００５４】
また、スライバーＳＬに直接作用する紡績ノズル（図５の紡績装置５）に対する圧空供給を制御するバルブを駆動する電磁バルブ５ａ、中空ガイド軸体（図５の紡績装置５）を所定位置に保つための電磁バルブ５ｂ、パッケージ１６をフリクションローラ１３に所定の接圧で接触させパッケージ１６を巻取方向に回転駆動させることにより、糸Ｙに直接作用するクレードルアーム１４のソレノイド１４ｃは、それぞれその作動状態を維持する。
また、多数の紡績ユニット２の駆動に共用される共用駆動装置５０Ａは、減速制御されず、駆動シャフト４１〜４５の慣性力でその駆動状態を維持する。このように、糸の生成、巻取りに直接作用する個別駆動装置５０Ｂ及び共用駆動装置５０Ａが停電時もその作動を維持するため、糸切れを生じさせたりすることなく正常時と変わらない糸の生成と巻取りが持続される。
【００５５】
（２）共用駆動装置５０Ａが停電の間、フリーラン制御されるため、インバータ４１〜４５の速度制御機能を維持したまま、駆動シャフト４１〜４５の慣性力でフリーランする。そのため、停電時にインバータ４１〜４５がトリップすることなく、正常運転への復帰が確実に行われる。
【００５６】
（３）糸非作用部材駆動装置５０Ｃにはブロアー用モータ３９とそのインバータ４６が使用される。このブロアー用モータ３９は風綿・糸屑などの吸引のためのものであり、紡績ユニット２におけるスライバーＳＬ、糸Ｙの送り作用や、糸生成、巻取りに直接関係しない。一方、インペラー２５、ブロアモータ３９、ドライバ４６は全紡績ユニット２に共通に設けられ、全ユニットの風綿・糸屑を回収するため大容量のものを用いるため、慣性力が大きい。停電時のこのブロアー用モータ３９に減速制御を行うと、大きな回生電力を生じさせることができる。そのため、糸の生成と巻取りに関係する前述した個別駆動装置５０Ｂの駆動が、約０．５秒程度の停電の間、駆動状態を維持できる。従来、バックアップ用のコンデンサでは、０．０５秒程度の停電にしか対応できなかったものが、約０．５秒程度の停電に対応できるため、殆どの停電で駆動の変化を生じさせることなく、停電時の糸の生成と巻取りを殆ど正常状態に保つことができる。一方、ブロアー用モータ３９の回転は相当低下するが、約０．５秒程度の停電であれば、直ぐに回転が復帰するため、吸引力の低下は数秒以内に収まる。この吸引力は風綿や糸屑の回収のためのものであり、この程度の吸引力の低下は定常運転への影響は極めて小さい。
【００５７】
（４）紡績装置１は多数の紡績ユニット２からなるものの、各紡績ユニット２に対する糸継ぎ作業を分担する作業台車３は１台又は２台程度しか設けられていない。そのため、瞬停時にスライバーＳＬの引き込み停止、紡績が停止し糸切れが発生する場合、多数の紡績ユニット２に一斉に糸切れが発生し、作業台車３により全ての紡績ユニット２に対して順番に行われる糸継ぎ作業は長時間にわたるため、稼働効率の低下を招く。しかし、本実施形態のように、０．５秒程度の瞬停でも、紡績ユニット２の運転が維持されるため、糸切れは発生しない。そのため、瞬停時の作業台車３による、長時間の糸継ぎ作業が回避される。
【００５８】
（５）個別駆動装置５０Ｂは、紡績ユニット２毎のモータ３６，３７，３８及びそのドライバ以外に、紡績ユニット２毎のアクチュエータである電磁バルブ５ａ，５ｂとソレノイド１４ｃを含む。そのため瞬停時に、各紡績ユニット２の駆動の維持だけではなく、各紡績ユニット２の作動状態も維持される。
【００５９】
上記構成のモータ制御システム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）紡績機１として、紡績ユニット２のバックローラ４ａが個別駆動装置として駆動される場合を説明したが、セカンドローラ４ｄやフロントローラ４ｅと同様に、各紡績ユニット２に共通のシャフトにより駆動し、停電時にフリーランさせる共用駆動装置で駆動するものであってもよい。
【００６０】
（２）紡績機１として、糸弛み取り装置１０が付設されるもので説明したが、糸弛み取り装置１０がない紡績機１であってもよい。
また、紡績機１として、ワキシング装置１１が付設される場合を説明したが、ワキシング装置１１がない紡績機１であってもよい。
さらに、ワキシング装置１１を備える紡績機１であっても、回生電力を供給せず、停電時に停止させるものであってもよい。ワキシングローラ１１ａの回転が短時間停止しても、糸がワキシングローラ１１ａに接触する状態は保たれる。
【００６１】
（３）図６に示すように、共用駆動装置５０Ａに対してフリーラン制御を行うことなく、糸非作用部材駆動装置５０ｃの回生電力の供給を受けるように構成することもできる。そのため、第１電力供給バス５２の供給側に、整流器６５を設け、第１電力供給バス５２ａを回生電力供給回路５４と同じ直流電源回路とする。停電検出部５５が瞬停を検出すると、糸非作用部材駆動装置５０Ｃに減速指令が出力される。糸非作用部材駆動装置５０Ｃの減速制御で生じる回生電力は、第１電力供給バス５２ａを経て共用駆動装置５０Ａに供給されるととにも、回生電力供給回路５４を介して個別駆動装置５０Ｂにも供給される。これにより、共用駆動装置５０Ａ及び個別駆動装置５０Ｂの両方の瞬停時の電源が確保される。瞬停の時間が短い場合、糸非作用部材駆動装置５０Ｃの慣性力が大きい場合に、この実施形態例が適用できる
【００６２】
【発明の効果】
本発明によると、短期間の停電時には、紡績ユニットの紡績とは直接関係しない、即ち、繊維束又は糸に直接作用しない糸非作用部材駆動装置の減速制御による回生電力を、各紡績ユニットの個別駆動装置に供給する構成であるため、共用駆動装置を減速制御することなく、個別駆動制御装置を駆動し続けることができ、各紡績ユニットに大きな速度変化を生じさせることなく、紡績を続けることができる。そのため、停電時に発生する糸切れを防止するとともに、停電時の紡績糸の品質も維持することができる。
【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システムの制御ブロック図である。
【図２】電力供給バスに対する各種駆動装置の配線図である。
【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を示す図である。
【図４】紡績機１の一例を示す正面図である。
【図５】紡績機における一部分の内部構造を概略的に示す拡大図である。
【図６】電力供給バスに対する各種駆動装置の他の配線図である。
【符号の説明】
１ 紡績機
１Ａ 制御部
１Ｂ 紡績部
１Ｃ ブロアー部
２ 紡績ユニット
４ 作業台車
３９ ブロアー用モータ
４６ インバータ
５０Ａ 共用駆動装置
５０Ｂ 個別駆動装置
５０Ｃ 糸非作用部材駆動装置
５５ 停電検出部
５６ フリーラン制御部
５７ 減速制御部
Claims (5)
- 複数の紡績ユニットと、繊維束又は糸に直接作用する部材を駆動するために、前記紡績ユニット毎に設けられた個別駆動装置と、前記複数の紡績ユニットの駆動に共通して設けられた共用駆動装置と、前記繊維束又は糸に直接作用しない部材を駆動するための糸非作用部材駆動装置とを有する紡績機であって、前記各駆動装置に対するシステム電源の停電を検出する停電検出手段と、停電を検出すると前記糸非作用部材駆動装置を減速制御する減速制御手段と、前記減速制御により生じる回生電力を各紡績ユニットの前記個別駆動装置に供給する供給手段とを備えてなる紡績機におけるモータ制御システム。
- 停電を検出すると前記共用駆動装置を低負荷運転するフリーラン制御手段を備える請求項１に記載の紡績機におけるモータ制御システム。
- 前記糸非作用部材駆動装置は、各紡績ユニットから発生する風綿・糸屑などを吸引する吸引ブロアー用モータ及び該モータ用のインバータ装置である請求項１又は２に記載のモータ制御システム。
- 前記各紡績ユニットに対して糸継ぎを行う作業台車が、前記複数の紡績ユニットに沿って移動自在に設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の紡績機におけるモータ制御装置。
- 前記個別駆動装置は、前記紡績ユニット毎に設けられた、電磁バルブ、ソレノイド、モータ及び該モータ用ドライバの１つ以上の組み合わせである請求項１〜４のいずれかに記載の紡績機におけるモータ制御装置。
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