JP4280413B2

JP4280413B2 - 機械の駆動方法並びに駆動装置

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Publication number: JP4280413B2
Application number: JP2000522502A
Authority: JP
Inventors: ビルケ，ワルター
Original assignee: Picanol NV
Current assignee: Picanol NV
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-21
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2018-11-21
Also published as: EP1032867A1; DE59807677D1; CN1279778A; BE1011560A3; ES2193602T3; US6525496B1; US20030128004A1; CN1179480C; JP2001524795A; US6707267B2; WO1999027426A1; KR20010032308A; EP1032867B1; KR100631433B1

Description

【０００１】
本発明は、周期運動をする少なくとも１つ構成部分と駆動電動機とを含む機械の駆動方法並びにこの種の機械の駆動手段に関するものである。
【０００２】
本発明の意味では、周期運動する少なくとも１つの構成部分を含む機械とは、この構成部分が連続的な、変らない、例えば、回転運動を行うものと理解される。例えば、製織機械の場合、周期運動するこの種の多数の構成部分が存在する。例えば、それは、所定の時点で往復方向転換する筬である。更に所定の時点で上下運動する開口手段がある。かがり製織機械の場合、かがり機と該かがり機を所定の時点で往復運動させる駆動要素とが、この周期運動する構成部分に属する。多数の周期運動する構成部分が存在すれば、繰り返される全周期が発生する。製織機械の場合、この周期は、製織パターンの製織サイクルの数によって決定される。その後、全体として繰り返しパターンに従って行われる、よこ糸とたて糸との結合が繰り返される。
【０００３】
この種の機械、例えば。製織機械が、電力供給配線に接続した非同期電動機で駆動されると、その非同期電動機は相当激しく負荷される。また、その場合、非同期電動機は、低いエネルギー効率で運転される。この低いエネルギー効率は、特に、かかる製織機械の駆動軸の回転数とそれと共に駆動電動機の回転数とが、著しく変化することによって説明できる。定格回転数に対して低い及び／又は高い回転数の場合、駆動電動機には大電流が流れ込む。この大電流というのは、駆動電動機の熱の発生によるエネルギーの損失が大きいという意味を含むもので、製織機械の回転数が一定を保つように駆動電動機が必要なモーメントあるいはトルクを供給することに全く寄与しない。
【０００４】
この欠陥を縮小するため、この種の製織機械の駆動軸にはずみ車が配置されることが知られている。このはずみ車により、駆動電動機として使用される非同期電動機の効率が著しく向上する。はずみ車と製織機械との間で大きいモーメントあるいはトルクが交換されるが、これは製織機械に相当負荷となり、摩耗の原因になる。その際、モーメントあるいはトルクの高い値だけでなく、モーメントあるいはトルクの大きい違いも不利となる。
【０００５】
はずみ車と製織機械との間がクラッチによって結合された場合、はずみ車の運動エネルギーは、製織機械を迅速に始動させることに完全に利用できる。しかし、これは結合手段（クラッチ）が非常に大きい回転モーメントあるいはトルクを受けなければならないという欠陥を持つ。更に、製織機械は始動後比較的迅速にある回転速度に到達するが、これには、運転回転速度のある百分率、例えば、僅かに８０％でしかないという欠陥が存在する。しかし、はずみ車の慣性モーメントに基づき、その後、当該運転回転速度に到達するのが比較的遅い。その上、迅速に到達可能な運転回転速度の百分率は、周囲の影響、例えば、製織機械の温度、電力供給配線の電圧の大きさ、製織室の湿度、製織機械の休止時間その他に依存する。これは、特に製織機械の場合、織物の品質が損なわれるので不利である。
【０００６】
また、製織機械の場合、製織機械が始動した後、高い割合の運転回転速度に迅速に到達されるため、製織機械を始動させる前にはずみ車の回転速度を運転回転速度に関連して高めることが知られている。しかし、実際に到達した回転速度は、依然として上記に言及した周囲の影響に依存し、従って、ここでも織物の品質が損なわれる。
【０００７】
本発明は、良好なエネルギー効率、即ち、低いエネルギー損失で動く最初に述べた技術の機械の駆動装置を創造する課題を根底にしたものである。
【０００８】
この課題は、駆動電動機により機械に送られる回転モーメントが予め設定されるように駆動電動機を制御することにより解決される。
【０００９】
適用する回転モーメントを制御することによって、慣性モーメントが機械の速度を高める傾向にある場合、駆動電動機が機械の慣性モーメントの作用に抗して大きな力又はパワーで動かす必要はなく、即ち、ブレーキとして作用せず、また、慣性モーメントが速度を減少させる傾向にある場合、高い回転モーメントあるいはトルクによって反作用しない。従って、駆動電動機は、機械の慣性モーメントに基づいて生じる機械の回転速度比に従うよう制御される。機械の慣性モーメントが速度の減少をもたらす場合、慣性モーメントが機械の速度の上昇をもたらす場合と同様に、駆動電動機が上記のように制御される。それによって、機械の速度の変動が多少大きくなるが、大抵の場合妨害するものではない。特に、製織機械の場合、１つの周期の間もしくは製織サイクルの間の速度の変動が大きくても妨害をもたらすものではない。
【００１０】
本発明は、駆動電動機が供給する回転モーメントあるいはトルクが前もって設定され、並びに、駆動電動機のエネルギー損失が抑制され且つ機械の駆動軸及び／又は電動機の軸にかかる負荷及び／又は負荷の差が減少されるように選択できるという利益を提供する。その際、駆動電動機が常にエネルギーを機械に送ることができるように、駆動電動機の回転モーメントあるいはトルクは、常に確実に優先的に予め決定される。また、これに基づいて、長時間高出力を供給できる駆動電動機を使用する必要はない。その結果、比較的寸法が小さく比較的割安の、その上、良好なエネルギー効率で動く駆動電動機が使用できる。その際、機械がほぼ一定状態の回転速度を達成するために駆動電動機を相当無理に使用する必要がなくなる。機械の回転速度を変化できるので、回転速度を一定に保つために、所定の時点で駆動電動機が高出力をもたらさなければならないという必要はない。回転速度を一定に保つことを試みても、その高出力を短い時間供給するために、高い性能の高価な駆動電動機が必要であるという不利益をもたらすことになる。この高出力は、駆動電動機により平均してもたらされる出力よりはるかに大きく、これは熱の発生によるエネルギーの損失にいたるだけであり、それと共に、駆動電動機のエネルギー効率が低くなるという結果をもたらすであろう。
【００１１】
本発明の更なる態様において、駆動電動機に関する制御データが呼び出し可能に記憶され、それを用いて駆動電動機が各回転速度での多数の異なる回転モーメントあるいはトルクで運転可能であること、駆動電動機の実際の回転速度が測定されること及び制御データが呼び出され、それによって駆動電動機が実際の回転速度での所定の回転モーメントあるいはトルクを供給されることが備えられている。この簡単な解決策の場合、供給される回転モーメントあるいはトルクは、一定値として予め与えられることが考慮されている。
【００１２】
他の実施態様の場合、駆動電動機から供給される回転モーメントあるいはトルクが、駆動電動機の角位置に関する経過として記憶されること、駆動電動機の実際の角位置が検出されること、並びに、実際の角位置で記憶装置から読み出される回転モーメントあるいはトルクの値が供給される回転モーメントあるいはトルクとして予め与えられることとが考慮されている。この方法により、供給された回転モーメントあるいはトルクの経過が慣性モーメントの経過に適合することが可能になる。
【００１３】
特に、製織機械の場合、供給される回転モーメントあるいはトルクの多数の経過を駆動電動機の角位置に関して記憶することは有利である。この場合、ある定められた材料で機械が最良の製織結果をもたらす回転モーメントあるいはトルクの経過が選択できる。
【００１４】
本発明の更なる態様において、回転モーメントあるいはトルクが制御される駆動電動機の回転速度の経過が、駆動電動機の角位置に依存して測定され記憶されること、並びに、機械が始動回路で始動され、その際、駆動電動機が回転速度制御を用いて、駆動電動機のその都度測定された実際の角位置で記憶された回転速度にされることとが考慮されている。これは、機械が停止されていた場合、機械がもっていた回転速度の経過に対応する回転速度の経過を、機械が始動後ごく短時間で示すように駆動電動機が始動されるという利益をもつ。更に、機械は始動後短時間で既に良好なエネルギー効率で駆動されている。この駆動電動機の回転数の制御された経過が、駆動電動機が回転数の制御されたある経過でもつ回転数に本質的に等しい回転数に結果としてなるので、駆動電動機は良好なエネルギー効率で動く。この始動回路は特に製織機械にとってかなり有利である。製織機械が停止する前に与えられた速度経過に対応するある速度経過に、実際に始動後直接到達するので、製織機械は、最初に通入されるよこ糸を打つ際、停止前と同様の速度で運転される。これもまた、周囲の影響に依存する。このように、製織機械の始動後よこ糸は、製織機械が停止する前の場合と同じように織り込まれる。その結果、織物品質に不利な織物の突起状筋が充分に回避できる。その上、これは、製織機械の温度又は他の周囲の影響が、前に存在した温度及び周囲の影響に対して始動の際変化していない場合にも達成できる。
【００１５】
本発明の更なる態様において、機械がスイッチ回路でスイッチが切られ、その際、駆動電動機が、予め与えられた角位置に関係づけられた回転数にブレーキがかけられること、並びに、駆動電動機がある予め与えられた角位置に停止されることが考慮されている。後者は、特に製織機械で、よこ糸の破損等を直さなければならない場合にとりわけ有利である。
【００１６】
本発明の更なる特徴及び利益は、図面に示された実施例の次の説明から明らかになる。
【００１７】
図１に示された製織機械の駆動装置は、制御ユニット１で制御される、製織機械の主駆動軸３を動かす駆動電動機２を含む。この実施例の場合、電動機軸４と主駆動軸３とは一体に形成されている。主駆動軸３は、軸受け５、６によって製織機械のフレーム７に支承されている。
【００１８】
変速歯車８が、主駆動軸３に確実に回転するように配置されている。例えば、開口駆動要素である実際の駆動要素１１を駆動する駆動軸１０と確実に回転するように結合された駆動歯車９に、変速歯車８がかみ合う。更に、変速歯車８は、例えば、筬の駆動要素であり、またかがり機の場合はかがり駆動要素である２番目駆動要素１４の駆動軸１３に確実に回転するように配置された駆動歯車１２とかみ合う。主駆動軸３及び駆動軸１０、１３は、互いに平行に延びている。製織過程中、主駆動軸３は変速歯車８を介して両方の歯車９、１２及びそれらに結合する駆動要素１１、１４を駆動する。
【００１９】
主駆動軸３に作用する駆動回転モーメントあるいはトルクを制限するために、変速歯車８の直径が駆動歯車９、１２の直径よりも小さい。駆動歯車１２は、駆動要素１４をよこ糸通入毎に1回回転させる。開口手段がよこ糸通入の際半回転だけ動かなければならないので、駆動歯車９が駆動要素１１を同じ時間に例えば半回転だけ回転させる。このため、駆動歯車９の直径が駆動歯車１２の直径よりも二倍大きい。
【００２０】
軸受け６は、製織機械のフレーム７とそこにねじで固定されたフランジ２４との間に配置されている。軸受け５は、製織機械フレームの一部であるフランジ２５と、そこにねじで固定されたフランジ２６との間に存在する。駆動電動機２の回転子２７は、（既に言及したように）主駆動軸３と一体に形成された電動機軸４に確実に回転するように固定され、ハウジング２８に配置された駆動電動機２の固定子２９が、フランジ２６を用いて製織機械フレーム７に取り付けられている。更に、ハウジング２８はねじ山を備え、フランジ２６のねじ山に嵌め込まれいる。フランジ２６は、固定子２９を回転子２７と同心に保持する。固定子２９は回転子２７を包囲する。ハウジング２８は、ねじ山を備えた２つの端部を有し、そこにねじ山を備えたフランジ３０がねじで締め付けられ、駆動電動機２の前面を埃に対し密閉するように閉じている。
【００２１】
制御ユニット１は、少なくとも１つの記憶装置１５と評価装置１６とを含む。制御装置１に、入力ユニット３１、表示ユニット１８、及びセンサ３２が接続されている。センサ３２は、電動機軸４に配置されたエンコーダディスク３３と共同作用する。変化された実施態様の場合、エンコーダディスク３３とセンサ３２とが機械の主駆動軸３に設置される。センサ３２の信号を用いて、制御ユニット１が電動機軸４の角位置と回転数とを決定できる。センサ３２は、例えば光線用送信機３４と、対向して配置された受信機３５とを含み、それらの間にエンコーダディスク３３が配置される。エンコーダディスク３３は、光線が送信機３４から受信機３５に到達するかどうかを決定する歯又は開口等を含む。当然、別のセンサ３２、例えば、磁気、電磁気又は他の任意の作用原理を有するセンサも備えることができる。
【００２２】
駆動電動機２の出力が、制御ユニット１の制御システム１７で制御される。好ましい実施態様では、駆動電動機２がスイッチで切断可能なリラクタントモータとして形成されている。この種の駆動電動機２は、本発明に従って、運転中、始動中及びスイッチで切断中制御されるのに特に適切である。制御システム１７は、例えば、電子的に制御される電流源又は電力段であり、負荷に依存しない、予め選択可能な振幅と予め選択可能な周波数とを有する電流を供給することができる。
【００２３】
駆動電動機２を制御するため、まず、駆動電動機の制御データを制御ユニット１の記憶装置１５にファイルする。これらの制御データは手動又は電気的に入力ユニット３１を介して制御ユニット１に示される。この制御データは、例えば、駆動電動機２の供給電流の振幅Ａと周波数Ｆである。
【００２４】
制御データは、例えば、既知の測定装置を用いて検出される。その際、夫々の回転数、即ち、機械の運転範囲に存在する夫々の回転数に対して、電動機から送ることが可能な多数の回転モーメントあるいはトルクが挙げられ、それに該当する供給電流の値が決定される。例えば、図２の表に基づき明らかなように、駆動電動機の回転数Ｗが、回転数Ｗ１からＷ１００の１００の値に細分され、駆動電動機２の運転範囲を覆っている。これらの回転数Ｗ１ないしＷ１００の夫々に対して、１００の異なる回転モーメントあるいはトルク、即ち、駆動電動機２の運転範囲にわたって配分されたＴ１からＴ１００までの回転モーメントあるいはトルクを発生する可能性がある。これら回転モーメントあるいはトルクＷ１ないしＷ１００の夫々と各該当する回転モーメントあるいはトルクＴ１ないしＴ１００に対して、振幅Ａとそれに属する周波数Ｆとが確認される。即ち、１０，０００の振幅Ａ１ないしＡ１０，０００の１０，０００の値と周波数Ｆ１ないしＦ１０，０００の１０，０００の値とが確認され、これらは対応して全て記憶される。
【００２５】
当然、また、制御データも供給電圧と周波数の値として記憶される。この場合、制御システムは、電気的に制御される電圧源からなり、選択可能な高さの電圧と選択可能な周波数とを負荷に依存せず供給する。
【００２６】
図２の表に示され記憶された制御データを利用して、常に一定の回転モーメントあるいはトルクを機械に送るように、駆動電動機２が運転できる。所望の一定の回転モーメントあるいはトルクが、入力ユニット３１を用いて制御ユニット１に入力される。制御ユニット１の評価装置１６が、センサ３２の信号に基づき駆動電動機２の実際の回転数を確認し、それを同じく制御ユニット１に入力する。エンコーダディスク３３は、既知の角度間隔で配置された歯又は開口を有する。送信機３４から受信機３５に互いに連続して到達する２つの光線の間の時間を測定することにより、電動機軸４の回転数が計算できる。更に、センサ３２の助けで駆動電動機の瞬間的な角姿勢Ｐが検出でき、その際、例えば、既知の基準位置から出るセンサ３２の信号の数が数えられる。
【００２７】
評価装置１６が、実際の回転数に属し記憶された制御データを呼び出し、制御データを用いて、その回転数で所望の一定の回転モーメントあるいはトルクが発生可能であり、及び、その制御データを制御システム１７に渡す。例えば、駆動電動機２から送られる回転モーメントあるいはトルクが一定の値Ｔ５０を持つべきであると入力ユニット３１で入力できる。その時、例えば実際の回転数Ｗ６が測定されると、図２の表から、その制御データが記憶された行Ｗ６及びＴ５０が読取られる。本実施例の場合、それらは電流の強さの制御データＡ４９０６と周波数の制御データＦ４９０６である。駆動電動機２に、これらの制御データＡ４９０６とＦ４９０６とが与えられ、実際の回転数Ｗ６での回転モーメントあるいはトルクＴ５０を供給する。
【００２８】
例えば、製織機械のような周期運動する構成部分を有する機械の場合、その慣性モーメントは、まず機械がより迅速になり、その後再びより遅くなるようにして変化する。前に説明した制御により、駆動電動機２の実際の回転数が変化する際も、駆動電動機２から機械に送られる回転モーメントあるいはトルクを一定に保つことが達成される。本発明による制御で、駆動電動機２の制御データが、機械の変化した速度に適合し、それを妨害しないこと,即ち、駆動電動機が機械にブレーキをかけようとしたり、著しく加速しようとしないことが達成される。従って、駆動電動機２は、機械の速度の変動が減少されるように作用しないので、機械は速度が若干際立って変動しながら動く、即ち、慣性モーメントの本来の経過に対応して動くことになる。
【００２９】
駆動電動機２から機械に送られる回転モーメントあるいはトルクを決定する別の可能性によると、回転モーメントあるいはトルクの周期的な経過が、駆動電動機の角位置Ｐに依存して記憶され、対応してこの角位置で送られる。供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴの経過は、角位置Ｐに依存して、例えば図３の表に対応して記憶される。この例の場合、製織パターンとして所謂綾織が提案される仮定されている。その際、製織パターンは３つの製織サイクルに従って、即ち、３６０°の３倍（全部合わせて１０８０°）後に繰り返される。１°のステップで続く角位置で、夫々所望の回転モーメントあるいはトルクＴＴが制御ユニットの記憶装置１５に記憶される。即ち、角姿勢Ｐ１ないしＰ１０８０に対して供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴ１ないしＴＴ１０８０が記憶される。
【００３０】
この場合、センサ３２を用いて、駆動電動機２の実際の角位置が検出される。この実際の角位置で、送られるか又は供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴが呼び出される。例えば、実際の角姿勢Ｐ４００が示されるとすれば、供給される回転モーメントあるいはトルクがＴＴ４００になる。供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴ４００に有効な制御データは、図２の表を使用して決定される。駆動電動機２の実際の回転数が検出される。更に、表２のどの値Ｔが、位置Ｐ４００で送られる値ＴＴ４００に対応するかが調べられる。例えば、実際の回転数が値Ｗ６を有し、値ＴＴ４００が回転モーメントあるいはトルクＴ５０に等しいと仮定されよう。この場合もまた、Ａ４９０６の振幅とＦ４９０６の周波数の制御データが生じる。夫々他の記憶された角位置Ｐで、対応して行われる。例えば、角位置Ｐ１０７０の場合、供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴ１０７０が記憶されており、これは回転モーメントあるいはトルクＴ１００に対応する。その場合、角位置Ｐ１０７０で実際の回転数としてＷ５が検出されると、駆動電動機２が、列Ｗ５とＴ１００に関係づけられた制御データ、即ち、振幅の制御データＡ９９０５と周波数のＦ９９０５とで制御される。
【００３１】
供給される回転モーメントあるいはトルクの経過は、例えば、一定値と多数の正弦過程との合計を表すことがあり、その際、製織機械では、経過を繰り返す周期が製織パターンの周期に対応する。１周期が含む製織サイクルの数に依存して、また、角位置間の選択されたステップの大きさに依存して、供給される回転モーメントあるいはトルクの、ある数の値が取り上げられる。例えば、１周期が１０の製織サイクルを含み、角姿勢５°毎に、供給される回転モーメントあるいはトルクＴＴの別の値が入れられる場合、表（図２と類似の）は、例えば７２０の値を有する２つのカラムを含む。
【００３２】
製織機械では、駆動電動機２から供給される回転モーメントあるいはトルクの多数の周期的な経過が、駆動電動機２の角位置に依存して、及び／又は、供給される回転モーメントあるいはトルクの多数の一定値が、制御ユニット１の記憶装置１５にファイルされることは有利である。これに関する例が、図４の表に示されている。供給される回転モーメントあるいはトルクの多数の経過ＴＡないしＴＤは、値ＴＡ１ないしＴＡ１０８０、値ＴＢ１ないしＴＢ１０８０、値ＴＣ１ないしＴＣ１０８０及び値ＴＤ１ないしＴＤ１０８０、並びに、供給される回転モーメントあるいはトルクの多数の一定値ＴＥないしＴＧで夫々示される。入力装置３１で、これらの周期的経過ＴＡないしＴＤ及び／又は一定値ＴＥないしＴＧの１つが選択でき、それに従って、駆動電動機２が制御される。このようにして、夫々織られる織物に対して、一定値及び／又は選択可能な経過を有する適切な回転モーメントあるいはトルクが選択できる。
【００３３】
供給される回転モーメントあるいはトルクの適切な経過は、実験的に決定できる。その後、与えられた製織パラメータにおいて、どの経過が最良の製織品質を生じるかを同じく実験的に決定できる。また、供給される回転モーメントあるいはトルクの一定の値のハンディキャップは、経過のハンディキャップ、即ち、一定の経過として特徴づけられることに注目すべきである。
【００３４】
既に言及したように、駆動電動機２の実際の回転数が検出される。図５に示すように、駆動電動機２の角位置Ｐに関する実際の回転数ＷＷも制御ユニットの記憶装置１５に記憶される。実際の回転数ＷＷは、同様に、織られる製織パターンに対応する周期と共に変化する。表５に、角度毎の角位置Ｐ１ないし１０８０が挙げられ、該位置で対応する実際の回転数ＷＷ１ないしＷＷ１０８０が記憶されている。
【００３５】
記憶された回転数の経過は、例えば、機械に前もって平均運転速度、即ち、駆動電動機２の平均回転数を予め与えるために有利に利用できる。駆動電動機２の平均回転数は、例えば、実際の回転数ＷＷ（図５）の記憶された経過の平均値を形成することによって決定される。この平均値は同じく記憶される。平均回転数のその都度検出された実際の値が低すぎるか又は高すぎる場合、機械の駆動電動機２から供給される回転モーメントあるいはトルクが対応して変化する。
【００３６】
ある可能性によると（例えば、平均回転数の値が１０％高すぎるか又は低すぎる場合）、処理ユニット１６から、制御ユニットの記憶装置１５に記憶された、供給される回転数が、１０％増大又は減少される。その後、平均回転数が常にまだ高すぎるか又は低すぎる場合、平均回転数の実際の値が所望の値に一致するまで、多数のステップの対応した方法で、平均回転数の調整が繰り返される。
【００３７】
他の解決策の場合、互いに予め与えられた関係にある、供給される回転モーメントあるいはトルクの多数のカラムが、制御ユニット１の記憶装置１５に記憶される。例えば図６に示すように、１つのカラムに、供給される回転モーメントあるいはトルクの通常の経過に対応する回転モーメントあるいはトルクＴＭ１００％が存在する。例えば、ＴＭ１００％は表４の回転モーメントあるいはトルクの経過ＴＢの値に対応する。ＴＭ８０％のカラムには、ＴＭ１００％の８０％である値が記憶されている。対応して、ＴＭ１２０％のカラムには、ＴＭ１００％の値の１２０％である値が記憶されている。対応した方法で、更なるカラムには、ＴＭ８０％とＴＭ１２０％との間の値が備えられている。機械が、供給される回転モーメントあるいはトルクの値ＴＭ１００％で制御されて運転され、平均回転数が１０％低いか又は高いことが確認されると、制御装置が値ＴＭ１１０％又は９０％を選択する。この処置は、平均回転数の実際の値が、平均回転数の選択された値に一致するまで同様に多数回連続して繰り返される。このようにして、製織機械を周囲の影響（例えば温度）に左右されず所望の平均回転数又は回転速度で駆動することが可能になる。
【００３８】
又、図４の経過ＴＡ、ＴＣないしＴＧに対する経過ＴＭ８０％ないしＴＭ１２０％が準備できることは自明であると理解される。これらの経過は必ずしも１００％異なるには及ばない。それらは、例えば又僅かな割合だけ異なっても良い。更に、経過に対する他の百分率も備えられることは明らかである。
【００３９】
機械の送られた回転モーメントあるいはトルクの制御に基づいて生じ、及び、同様に周期的な経過を有する駆動電動機２の回転数の確認された経過は、機械の始動又は運転開始の際に利用される。図５に示された、駆動電動機の角位置に関する回転数のこの経過は、制御ユニット１の記憶装置１５に記憶される。駆動電動機２が始動する間、駆動電動機の実際の角位置が決定される。即ち、始動位置が駆動電動機２の角位置として、開始後短時間で決定される。同じく、駆動電動機２が始動する際、駆動電動機２の夫々の実際の角姿勢での実際の回転数が検出される。駆動電動機２は、始動の際制御データを用いて制御され、駆動電動機が、図５に示された回転数ＷＷの記憶された周期的経過に一致する回転数の実際の経過で始動されるように該制御データは選択される。
【００４０】
その際、例えば次のように行われる。回転数の実際の値が、その角位置で記憶された回転数の値より小さい場合、制御データはその差に依存して、回転速度の実際の値が、実際の角位置で記憶された回転数の値にできる限り等しくなるか又は差がゼロになるように適合される。これは、例えば、供給電流の振幅の制御データが確認された差に依存して高められることによって行われることができる。回転数の実際の値がより大きい場合、例えば、供給電流の振幅が対応する方法で減少される。これは、原則的に駆動電動機の回転数の帰還を用いた既知の制御である。駆動電動機２の制御データは、始動後短時間で駆動電動機の実際の回転数が、駆動電動機２の記憶された、予め与えられた回転数に一致するように始動するよう選択される。
【００４１】
駆動電動機２が、始動後直ちに記憶された回転数よりも明らかに低い実際の値をもつので、駆動電動機は始動の際短時間高負荷される。しかし、短時間の後、駆動電動機２が、本質的に回転数の記憶された経過に対応する回転数で動く。このように、対応して回転数制御された駆動電動機が回転モーメントあるいはトルクを供給し、その経過が、駆動電動機が停止前に制御された回転モーメントあるいはトルクの経過及び／又は一定値に本質的に対応することに、大きい利益が存在する。製織機械の場合、これは、駆動電動機２を良好なエネルギー効率で駆動するために有利であるだけでなく、また、（開始後直接）機械が停止されなかった場合と同じように織物が製造されるので有利である。
【００４２】
駆動電動機２と制御システム１７が開始後直接僅かに高く負荷するために、方法を少し変化させてよい。まず、駆動電動機２の始動経過が決定される。製織機械の場合、夫々の製織サイクルで製織機械が停止されることがあり、対応して再び始動されなければならないので、各製織サイクルに対しこのような始動経過が決定される。示された例では、製織パターンが３つ製織サイクルを含むので、３つの始動経過が決定される。第１の製織サイクルの製織機械の始動に属する第１の始動肯定は、図７の表に示されている。これには、角位置Ｐ２００ないしＰ２８０に関係する、駆動電動機２の回転数の値ＷＳ２００ないしＷＳ２８０を含む。明白にする理由から、図７にも図５の回転数の経過の値ＷＷが繰り返されている。回転数の始動行程の値ＷＳ２００が、ゼロに等しい必要はない。例えば、ゼロと図７の表の値ＷＷ２００との間に存在する値でもよい。始動行程の値ＷＳは、回転数ＷＷに近づき、その場合、値ＷＳ２８０は値ＷＷ２８０に実際に等しくなる。
【００４３】
従って、角位置Ｐ２００から角位置Ｐ２８０までの範囲で、回転数ＷＳ２００ないしＷＳ２８０に到達するように、駆動電動機２が制御される。その後、角姿勢Ｐ２８１から、記憶された回転数ＷＷ２８１等に従って、駆動電動機２が制御される。
【００４４】
製織機械が製織パターンの夫々の製織サイクルで停止し、及び、対応して再び始動されることがあるので、異なった製織サイクルが製織パターンに含まれるのと同様に、多数の開始経過が備えられる。それ故、更に、図７の表に、角位置Ｐ５６０とＰ６４０との間に、第２の製織サイクルに関係づけられた第２の始動行程が示されている。更に、対応して、角位置Ｐ２８０とＰ１０２０との間に始動経過が備えられてよい。駆動電動機２は、駆動電動機２は、角位置Ｐ２８０、Ｐ６４０、Ｐ１０２０に到達した後、そこで始動行程が終了し、例えば、図５、７に示された角位置Ｐ２８１、Ｐ６４１、Ｐ１０２１から、回転数ＷＷの記憶された経過に対応して制御される。
【００４５】
当然のことであるが、連続した製織サイクルの始動経過の開始位置と終了位置との間の角位置の差は、常に３６０°になるとは限らない。同じく、始動経過の開始角位置と終了角位置との差はまた８０°である必要はない。
【００４６】
この機械を始動する方法は、迅速な始動を可能にし、また、非常に短時間後に回転数の経過に対応する、ある回転数の経過によって確かに始動を可能にする。これは、駆動電動機が供給する回転モーメントあるいはトルクに対応して制御される時にも達成される。この回転数の経過は、図５、７に示されている。その後、制御が、回転数の経過による制御から再び、駆動電動機２から供給される回転モーメントあるいはトルクによる制御に切り換えられる。なだらかな移行が生じるように、次の方法が適用される。
【００４７】
駆動電動機が制御データで回転数の経過に従って制御される場合、回転モーメントあるいはトルクの実際の値ＴＳが、図２の表に基づき駆動電動機の夫々の角位置で検出され、記憶される。実際の値ＴＳ１ないしＴＳ１０８０が、制御ユニット１の記憶装置１５に、角位置Ｐ１ないしＰ１０８０に関して記憶される（図８）。その際、その都度使用される駆動電動機を運転する制御データは、当然ながら、同じく既知のものである。
【００４８】
駆動電動機２の平均回転数が実際に一定に保たれるように、駆動電動機の回転数の経過による制御から駆動電動機が供給する回転モーメントあるいはトルクによる制御への切り換えが実施されるよう努力される。更に、例えば、図６及び８の表が使用される。図８の表は、角位置Ｐ１ないしＰ１０８０に対する、図５の回転数ＷＷの実際の値を含む。夫々の角位置に対して、回転モーメントあるいはトルクの実際の値ＴＳと回転速度の実際の値との積が形成され、カラムに挙げられている。そこから、そのカラムの合計がＴＯＴＡＬとして計算される。この合計は、機械に供給されるエネルギーの尺度である。更に、夫々の角位置に対して、回転数の実際の値ＷＷとモーメントの値Ｔ８０％ないしＴ１２０％（図６の表）との積が形成され、図８の表のカラムに挙げられている。これらのカラムに関し、夫々の合計、つまり、合計ＴＯＴＡＬ８０％ないしＴＯＴＡＬ１２０％が形成される。これらの合計ＴＯＴＡＬ８０％ないしＴＯＴＡＬ１２０％が、全合計ＴＯＴＡＬに比較される。駆動電動機２が回転数ＷＷの経過（図５の表）に従って制御されその回転モーメントあるいはトルクを供給する場合の駆動電動機２と同じ多量のエネルギーを、回転モーメントあるいはトルクＴＭ１０２％の経過による制御で機械に供給することが、合計ＴＯＴＡＬが全合計ＴＯＴＡＬに等しいカラム、例えば、カラムＴＭ１０２％によって可能になる。従って、制御のある種類から他の種類に切り換える際、駆動電動機２は近似的に同じ平均回転数で運転される。他の解決策によると、回転モーメントあるいはトルクの実際の値ＴＳのカラムのように、回転モーメントあるいはトルク自体の平均値を有する、モーメントＴＭ８０％ないしＴＭ１２０％の経過のカラムが選択される。しかし、実際の回転モーメントあるいはトルクＴＳが、駆動電動機２が停止前に制御された回転モーメントあるいはトルクから相対的に低く逸れ、平均回転数に殆ど影響しないので、これは、確かにあまり厳密ではない。図６を用いて説明したように、（平均回転数の実際の値が、平均回転数の所望の値より多少逸れる場合）駆動電動機２を制御するために、ＴＭ８０％からＴＭ１２０％の間の適切な回転モーメントあるいはトルクを選択することも可能である。
【００４９】
機械を停止又は切断するため、制御は停止経過に切り換えられる。製織機械の場合、各製織サイクルに対して対応する停止経過が決定される。示された実施例の場合、その都度の角位置に関係する、予め与えられた回転数値ＷＲを有する駆動電動機２の停止経過が決定される。例えば、角位置Ｐ１２０ないしＰ２００に関係する回転数値ＷＲ１２０ないしＷＲ２００が備えられる。また、他の製織サイクルにも備えられたこれらの値ＷＲは、図９の表に、関係する角位置Ｐに対して、図５の表による回転数の実際の値ＷＷに並べて置かれている。その際、回転数の値ＷＲが、駆動電動機の角位置Ｐ２００でのゼロで終了し、その場合駆動電動機２は停止されなければならない。ここで注目すべきことは、この角位置Ｐ２００はまた駆動電動機２が（例えば図７に対応して）始動される角位置でもある。駆動電動機２が停止する場合、駆動電動機の角位置Ｐの実際の値が決定される。駆動電動機２は、制御データ（電流の振幅と周波数）で制御される。c夫々の角位置で属する回転数ＷＲが停止経過に従って保たれる。これは始動経過の場合と同様の方法で起きる。その間、供給電流の振幅と周波数が、回転数の実際の値と停止経過の所望の回転数との間の差に依存して、駆動電動機２が機械に所望の方法でブレーキをかけるように調整される。
【００５０】
適切な態様では、停止経過において駆動電動機の回転数の値ＷＲが、図５又は９の表に示されているように、駆動電動機２の回転数ＷＷの値に結びついた、駆動電動機の角位置Ｐに関連して予め与えられる。駆動電動機２が回転モーメントあるいはトルクの経過及び／又は一定の回転モーメントあるいはトルクに従って制御される場合、停止経過の値ＷＲ１２０は、回転数の値ＷＷ１２０に等しい。駆動電動機２が角位置Ｐ２００で停止すべきなので、値ＷＲは、回転数の値ＷＲ２００で値がゼロになるまで減少する。
【００５１】
製織機械は、製織パターンの各サイクル内で停止されることがあるので、製織サイクルが製織パターンに含まれているのと同じ数の多数の停止経過が備えられている。図９の表で、角位置Ｐ１２０とＰ２００、Ｐ４８０とＰ５６０、及びＰ８４０とＰ９２０の間で停止経過が備えられている。停止経過の開始と終了の角姿勢の間のその都度の差は、当然常に３６０°になる必要はない。対応して、停止経過の開始と停止経過の終了との間の差が、８０°になる必要はない。
【００５２】
慣性モーメントに基づき周期的に変化する機械速度が発生するように周期運動する１つ又は多数の構成部分を有する夫々の機械において、本発明による制御手段が使用できる。図１０に、駆動電動機２が、ベルト２０とベルト車２１、２２とからなるベルト駆動装置を用いて製織機械を駆動する実施例が示されている。この実施例は、例えば、米国特許５，６１７，９０１の図９と同一である。駆動電動機２の駆動軸４と製織機械の主駆動軸３は、一体でない。駆動電動機２の回転数及び／又は角位置は、駆動電動機直接ではなく、駆動電動機２の電動機軸４に結合された、駆動される製織機械の駆動軸１０で検出される。その際、駆動軸に確実に回転するように配置された、例えば、エンコーダディスク３３に対応し、制御ユニット１に接続されたセンサ２３と共同作用するエンコーダディスク１９が設置されている。センサ２３は、例えば、図１のセンサ３２に対応している。センサ２３の信号から、駆動電動機２の回転数及び／又は角位置を形成するために、電動機軸４と駆動軸１０との間の歯数比を考慮しなければならない。
【００５３】
図２ないし９の表に示された駆動電動機２の角位置及び／又は回転数の値は、必ずしも角位置及び／又は回転数の絶対値である必要はない。それどころか、前述の絶対値に比例した値もまた使用できる。これは、例えば、センサ２３が、所定の歯数比で駆動軸４により駆動される。駆動される機械の駆動軸１０に設置される場合に好まれる。その場合、図２ないし９の表が、絶対値に比例する値を含んでよい。この場合、比例係数は歯数比に依存して決定される。評価ユニット１６は、簡単な方法でこの比例係数を考慮でき、それによって、駆動電動機２が対応して通常の運転の間に制御及び／又は始動及び／又は停止できる。
【００５４】
予め与えられた回転モーメントあるいはトルクに対応して駆動電動機２を制御することは、エネルギー効率に関し有利である。駆動電動機２が供給する回転モーメントあるいはトルクは、センサーで測定されずに、制御ユニット１で制御される。駆動された機械に故障が発生した場合、例えば、歯車９が駆動軸１０から離れて駆動要素１１がもはや駆動されなくなった場合、駆動電動機２が殆ど負荷されず、非常に高い回転数に達する結果になるだろう。これを防ぐために、制御ユニットの評価装置１６は、高回転数が確認された場合、駆動電動機２の制御を中断するか又は駆動電動機２を停止する手段を含む。また、駆動電動機２の平均回転数が突然著しく変化することが起きることもある。これは、例えば、軸受け５、６の１つが駆動される機械に食い込まれることによって起きることがある。又、この場合、切断を開始すべきである。当然、更なる安全予防処置が行われなければならない。例えば、評価装置１６は、（入力ユニット３１を介して、供給される回転モーメントあるいはトルクに対し高すぎる値が入力された場合）表示ユニット１８に誤り通知が出力できる。
【００５５】
制御システム１７は、制御ユニット１から必ずしも分離されている必要はない。むしろ、制御ユニット１自体の一部であってもよい。他の実施例の場合、また、記憶装置１５、評価装置１６、制御システム１７が分離された装置であってよい。
【００５６】
本発明による制御手段は、駆動電動機２と駆動する機械との間に、開閉可能な結合が存在する場合適用できる。その際、確かに、駆動電動機の角位置の検出に関し、駆動電動機の角位置の絶対値が選択されなくてもよい。むしろ、駆動される機械の駆動軸の角位置に依存して相対的な角位置が決定されなければならない。例えば、図１の実施例の場合、機械の主駆動軸３と電動機軸４との間に、駆動軸３を電動機軸４に種々の角位置で互いに結合することができる結合装置が配置されると、センサー３２がエンコーダディスク３３と共に、駆動する機械の駆動軸３に載置できる。
【００５７】
本発明による方法及び本発明による制御手段は、模範的に記載された実施例に限定されるものでないことは自明である。特許請求の範囲内で、非常に多種多様な実施態様が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に従って制御される製織機械の駆動装置の略図である。
【図２】駆動電動機の回転数の記憶された値と駆動電動機から送られる回転モーメントあるいはトルクの値とを、供給電流の振幅及び周波数の関係する値と共に示す表である。
【図３】駆動電動機の角度姿勢の値とその角位置で供給される回転モーメントあるいはトルクの値とを示す表である。
【図４】駆動電動機の角姿勢の値と、多数のコラムに、該角位置に送られる回転モーメントあるいはトルク経過及び／又は定数値とを示す表である。
【図５】駆動電動機の角姿勢の値と、それに属する回転数の値とを示す表である。
【図６】駆動電動機の角姿勢と、駆動電動機から送られる回転モーメントあるいはトルクの互いに比例する値の多数のコラムを含む表である。
【図７】駆動電動機の角姿勢の値、関係づけられた値及び始動のための回転数の値を示す表である。
【図８】駆動電動機の角姿勢の値、始動の際駆動電動機から送られる回転モーメントあるいはトルクの値、それに対応する回転数、並びに値の積と積の合計とを示す表である。
【図９】駆動電動機の角姿勢の値、関係付けられた回転数の値、及び停止のための回転数の値を示す表である。
【図１０】本発明による制御のための駆動装置の略図である。

Claims

駆動電動機（２）を制御することにより、周期運動を行う少なくとも１つの構成要素を含む機械を駆動する方法であって、該駆動電動機（２）の複数の予め定められた、異なる可能な出力回転モーメントに対応する駆動電動機（２）の複数の回転速度のそれぞれに関し、駆動電動機（２）の制御データが検出され、記憶され、駆動電動機（２）の実際の回転速度が測定され、そして、測定された実際の回転速度に適用される予め設定された回転モーメントに対応する記憶された制御データが取り出されることを特徴とする方法。
適用される回転モーメントが一定値として予め設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
駆動電動機（２）により適用される回転モーメントが、駆動電動機の角位置に関する関数として記憶されること、駆動電動機の実際の角位置が検出されること、そして、実際の角位置で、記憶装置から読み出された回転モーメントの値が、適用される回転モーメントとして予め設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
駆動電動機（２）の角位置に関連し適用される回転モーメントを表す多数の関数又は適用される回転モーメントの多数の一定値が記憶装置に記憶されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
回転モーメントが制御される駆動電動機（２）の回転速度を表す関数が、駆動電動機（２）の角位置に依存して測定され、記憶されることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１つに記載の方法。
駆動電動機の測定された回転速度から実際の平均回転速度が形成され、選択可能な値と比較されること、そして、偏差が検出された場合、駆動電動機により適用される回転モーメントを増大又は減少することによって実際の平均回転数が選択された値に適合されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
該機械が始動回路で始動され、その際、回転速度制御装置が、駆動電動機（２）の回転速度を、駆動電動機（２）のそれぞれ測定された角位置と関連して記憶されている回転速度にすることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
駆動電動機（２）の回転数に基づく制御装置から、駆動電動機（２）により適用される回転モーメントに基づく制御装置への切り換えが、その際、平均回転速度が少なくとも近似的に一定を保つように行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
該機械が遮断回路を用いて電源が切られ、その際、駆動電動機（２）が、予め設定された角位置と関連する回転速度に制動されること、駆動電動機が予め設定された角位置で停止することを特徴とする、請求項１から８までの何れか１項に記載の方法。
周期運動を行う少なくとも１つの構成要素を含み、駆動電動機（２）と制御装置を有する機械の駆動装置であって、該制御装置（１）が、該駆動電動機（２）の複数の予め定められた、異なる可能な出力回転モーメントに対応する駆動電動機（２）の複数の回転速度のそれぞれに関し、制御データを記憶する手段（１５）と、駆動電動機（２）の実際の回転速度を検出する手段（１６、３２）と、前記記憶手段（１５）から制御データを取り出す手段（１６）と、を備えることを特徴とする駆動装置。
制御装置（１）が、駆動電動機（２）の実際の角位置を検出し、駆動電動機の角位置に関連して記憶された、駆動電動機（２）の実際の角位置での制御データを記憶装置（１５）から取り出す手段（１６、３２）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の駆動装置。
制御装置（１）が、回転モーメント制御装置によって得られる回転速度を検出し、記憶する手段（３２、１５）を有することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の駆動装置。
制御装置（１）が、始動回路に切り換え可能であることを特徴とする、請求項１０から１２までの何れか１項に記載の駆動装置。
制御装置（１）が、切断回路に切り換え可能であることを特徴とする、請求項１０から１３までの何れか１項に記載の駆動装置。
駆動される機械が、製織機械であることを特徴とする、請求項１０から１４までの何れか１項に記載の駆動装置。
駆動電動機（２）が、切り換え可能なリラクタンス形電動機であることを特徴とする、請求項１０から１５までの何れか１項に記載の駆動装置。