JPH0197222A

JPH0197222A - 紡績機械

Info

Publication number: JPH0197222A
Application number: JP62253602A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kobayashi; 小林　日出明; Takeshi Komata; 剛小俣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: DE3883685D1; US5099640A; DE3883685T2; EP0311106A1; EP0311106B1; JPH0814044B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は撚系あるいは単系の巻取りのためのスピンドル
と、このスピンドルの周辺機器群をそれぞれ別個の電動
機で駆動する紡績機械に係り、特に別個に運転する電動
機の同期運転に好適な制御手法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から撚系あるいは単系の巻取りのためのスピンドル
と、このスピンドルと共同して作業を行なうドラフトロ
ールあるいはリングレールなどの周辺機器群を減速機あ
るいは適当な駆動ベルトを介して同一の電動機で運転す
ることが行なわれている。このような機器構成によれば
基本的にはスピンドルと、このスピンドルの周辺機器群
の運転が同期して行なわれる。

さて、近年、紡績機械の作業効率を向上させるために、
スピンドルの高速運転化が考えられているにの場合、ス
ピンドルの高速運転のためには個個のスピンドルをそれ
ぞれ独立した単位電動機で駆動し、この単位電動機に可
変周波数電源装置で高い周波数の交流電力を給電するこ
とが行なわれる。また、スピンドルと、このスピンドル
の周辺機器群の同期運転のためには、両者を同一の可変
周波数電源装置で駆動する方式、あるいは両者の駆動電
源を別電源装置とすると共に、両電源装置の出力（周波
数）比が一定の関係となるように制御する方式などが考
えられている。

なお、この種の装置として関連するものに、特公昭５４
−３２８６４号、特開昭５９−２０４９２９号、同６０
−１５５７２９号などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、スピンドルと、このスピンドルの周辺
機器群の同期運転に対しては十分な配慮がされておらず
、スピンドルの連続運転中に、供給電圧の変動あるいは
駆動電動機内部の温度変化などが起きると、スピンドル
の回転速度が変化し、周辺機器群との同期運転状態が保
てなくなり、製品の品質に微妙な影を落すことになる。

特に、スピンドルと、これの周辺機器群を同一の可変周
波数電源装置により駆動する場合は、スピンドルに対し
周辺機器群の運転速度が遅いため、減速比の大きな駆動
系を用意しなければならず、また、スピンドルと周辺機
器群では両者に慣性量の差があるため、紡績装置の始動
時あるいは停止時の同期運転が難しくなり、製品の品質
低下あるいは糸切れなどを招いてしまう。

また、スピンドルに速度検出器を組み込み、系をクロー
ズトループで制御することも考えられるが、スピンドル
の回転数が数万（ｒｐｍ）まで上昇すると、速度検出器
を取り付けただけでスピンドル自身の危険速度が低下し
てしまい、速度検出器の組み付は自体、難しさの残るも
のであった。

本発明の目的は、スピンドルと、これの周辺機器群の同
期運転を確実に行なってゆくことのできる紡績機械を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、撚系あるいは単系の巻取りのためのボビン
を装着し、回旋周波数電源装置より電力供給を受ける非
同期電動機で独立して駆動されるスピンドルと、電源装
置より電力供給を受ける電動機により駆動される前記ス
ピンドルの周辺機器群を備える紡績機械において、前記
スピンドルと同一の可変周波数電源装置より電力供給を
受ける速度検出器を連結した非同期電動機から成るモニ
ター機と、このモニター機の速度検出器の検出した速度
信号を基に、前記周辺機器群を駆動する電動機の運転制
御を該電動機の電源装置を介して行なう同期運転制御手
段とを設けた紡績機械により。

達成される。

〔作用〕

本発明のモニター機は、スピンドルと同一電源で駆動さ
れるため、スピンドルと同一条件で運転される。したが
って、モニター機に連結した速度検出器により検出した
速度信号を基に、スピンドルの周辺機器群を駆動する電
動機の運転制御をこの電動機の電源装置を介して行なう
同期運転制御手段を用意することにより、スピンドルの
周辺機器群をスピンドルに対して同期運転することが可
能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一つの実施例を第１図により説明する。

すなわち、１は撚系あるいは単系（以下単に系３と言う
）の巻取りのためのボビン２を装着したスピンドルであ
り、このスピンドル１には非同期電動機５例えば三相誘
導電動機（以下単に誘導電動機と言う）がそれぞれ組み
込まれ、各スピンドル１は独立して駆動される。また、
このスピンドル１の内部構造は詳しくは説明しないが、
従来より公知のインサート軸受装置などが組み込まれて
いる。また、このスピンドル１は一台の紡績機械に数十
台以上が並列的に配置される。４は可変周波数可変電圧
電源装置（以下単にインバータと言う）であり、速度指
令を受けて、図示しない商用電源から、この速度指令に
応じた必要な周波数（および電圧）の三相交流電力を各
スピンドル１の誘導電動機に給電する。このようなイン
バータ４は従来よりＰＡＭ　（Ｐｕ　ｌ　ｓ　ｅ　　Ａ
ｍｐ　ｌ　ｉ　ｔｕｄｅ　　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方
式、あるいはＰＷＭ　（Ｐｕｌｓｅ　　Ｗｉｄｔｈ　　
Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のものが公知である。５は
インバータ４に速度指令を発する運転制御装置であり、
速度設定器６に設定した運転目標速度で運転されるよう
、また、スピンドル１の始動時あるいは停止時に、これ
の加・減速がスムースに行なわれるよう速度指令の制御
を行なう、具体的には、詳しく図示しない始動指令に応
じて、あらかじめ定めた上昇率で速度指令を速度設定器
６で設定した運転目標速度に相当する値まで上昇してゆ
く、また。

停止指令に応じてあらかじめ定めた下降率で速度指令が
減少し、スピンドル１が停止するよう、必要な制御を行
なう。

さらに必要があれば、運転制御装置５はスピンドル９の
巻取り行程に従って、系３に掛かる張力が一定となるよ
うに、あるいは系の必要な品質を保障するよう、これの
速度指令の値をシーケンス制御することができる。７は
スピンドル１と共に、これと同期運転されるべき周辺機
器群であり、この周辺機器群７としては糸の繰り出し。

巻取り。

繕り合せに拘わる。リングレール、ドラフトパートなど
、その他多数のものが考えられるが、実施例においては
、これらを代表して２本のドラフトロール８，９を示す
、１０．１１は２本のドラフトロール８，９をそれぞれ
駆動するよう直接的にあるいは適当な減速機構を介して
連結された非同期電動機１例えば誘導電動機である。１
２はモニター機であり、スピンドル１と同等の誘導電動
機により駆動されると共に、スピンドル１と同等の機械
構造を持つものである。すなわち、このモニター機１２
が唯一スピンドル１と異なるのは、これの上部に糸を巻
くためのボビン２ではなく、回転速度の検出のための速
度検出器１３を連結した点にある。

なお、このような速度検出器１３を、糸の巻取りが進む
につれ１回転系のアンバランス量が増えるスピンドル１
に組み込むことは、スピンドル１の危険速度を引き下げ
てしまうことから困難であったが、モニター機１２のよ
うに、終始回転系のバランスを保つよう構成できるもの
に組み込むことは容易である。１４．１５は誘導電動機
１０．１１にそれぞれ交流電力を供給する可変周波数可
変電圧電源装置Ｉ（以下単にインバータと言う）であり
、先に説明したインバータ４と同等の構成を採るもので
ある。

ただし、スピンドル１と異なり、周辺機器群７はそれほ
ど高速の運転は必要ないことから、このインバータ１４
．１５の出力周波数の変化範囲は、先に説明したインバ
ータ４より狭く選ばれることが多い、１６は同期運転制
御手段であり、モニター機１２の速度検出器１３の検出
した速度信号を入力し、この速度信号を基に、モニター
機１２の運転速度に対し誘導電動機１０．１１の運転速
度があらかじめ定めた回転数比となるように、これの駆
動源であるインバータ１４．１５に、必要な速度指令を
発するものである。

さて、次にこのように構成した紡績機械の動作について
説明する。モニター機１２をスピンドルｌと同じインバ
ータ４に接続し、図示しない始動スイッチを投入すると
、運転制御装置５は速度設定器６に設定した運転目標速
度まで、スピンドル１の運転速度（回転速度）が上昇す
るようにインバータ４に速度指令を発する。この速度指
令を受はインバータ４は、この速度指令に応じた周波数
および電圧の交流電力を発生し、スピンドル１およびモ
ニター機１２に給電する。したがって、スピンドル１お
よびモニター機１２は同一の条件で運転を開始し、スピ
ンドル１は糸３の巻取りを始め、また、モニター機１２
は速度検出器１３を介して速度信号を出力する。このと
き、モニター機１２はスピンドル１と同一条件で運転さ
れていることから、モニター機１２の速度検出器１３を
介して得られる速度（３号は、スピンドル１の運転状態
を等価的に表わすものとみなすことができる。

さらに、同期運転制御手段１６は、速度検出器１３によ
り得られた速度信号を基に、誘導電動機１０．１１とス
ピンドル１との回転数比があらかじめ定めた一定の値と
なるように、必要な係数を掛けた後、インバータ１４．
１５にこれの速度指令を発する。結果として、スピンド
ル１に対し誘導電動機１０．１１　（周辺機器群７）は
、一定の回転数比を保ちながら同期運転されることにな
る。

なお説明を続けると、スピンドル１の始動時と同様に、
スピンドル１の減速あるいは停止時もスピンドル１と誘
導電動機１０，１１、の回転数比および同期運転関係は
確実に保たれるものである。

また、外部要件（例えばインバータ４に対する商用電源
電圧の変動）によりインバータ４の出力周波数あるいは
出力電圧が変動し、スピンドル１の回転速度に影響を与
えることも考えられるが、このような場合も同一電源で
駆動されるモニター機１２によれば、スピンドル１の回
転数の変化を確実に検出し、同期運転制御手段１６に伝
えることができ、同期運転関係を保つことができる。さ
らに、スピンドル１は内部温度の変化、潤滑油の状態、
インサート軸受装置の疲労などにより、回転速度に微妙
な影響を受けるものと考えられるが、この場合もモニタ
ー機１２をスピンドル１と同様な環境内に設置すること
により、スピンドル１の回転数変化を的確に検出し、先
の例と同様、各所の同期運転を達成することができる。

以上の実施例によれば、スピンドル１に比べ回転速度が
遅く、しかも慣性量の少ない周辺機器群７を、スピンド
ル１のモニター機１２の速度信号を基に運転制御するこ
とにより、周辺機器群７は瞬時に追従運転することがで
き、紡績機械の必要な箇所の同期運転を行なうことがで
きる。

なお、実施例においては、周辺機器群７のドラフトロー
ル８，９を２本示し、それぞれを誘導電動機１０．１１
で駆動したが、これは−台の誘導電動機により適当な減
速機構あるいは伝達機構により動力をさらに他の例えば
第３のドラフトロールなどに分配してゆくこともできる
。

さて、第１図で説明した実施例に、おいては、スピンド
ル１の駆動のための誘導電動機、あるいはモニター機１
２の駆動のための誘導電動機相互のすべり量の差を無視
して説明を進めたが、厳密には両者の間には若干の差が
生じる。すなわち、スピンドル１においては糸３の巻取
りが進むにつれ、これを駆動する誘導電動機の負荷量が
増加し、これに従ってすベリ量も増加することとなるか
ら、負荷量が変化しないモニター機１２との間に若干の
差が生じることになる。スピンドルｌを駆動する誘導電
動機のすべり量の変化は、この誘導電動機が消費する電
力量の変化、あるいは給電される入力電流量の変化とし
である程度予測することができる。以下、この点に改良
を加えた実施例を第２図により説明する。すなわち、１
７はスピンドルｌの入力電流あるいは消費電力を測定す
る入力検出装置１８．１９は同期運転制御手段１６内に
設けた補正テーブルと加減算手段である。すなわち補正
テーブル１８には、あらかじめ実測した、あるいは予測
計算により求めたスピンドル１の入力電流あるいは消費
（入力）電力とすべり量との関係が記憶されている。ま
た、加減算手段１９は補正テーブル１８を参照すること
により求めたすベリ量をモニター機１２により検出した
速度信号に加え、これを補正してゆく、さらに具体的に
は、入力電流あるいは消費電流が増加することはスピン
ドル１の駆動電動機のすべり量が増すことであるから、
モニター機１２で検出した速度信号より。

このすべり量に相当する速度信号量を差し引いた値が、
スピンドル１の実回転速度の相当量となる。

このようにすべり量を補正した速度信号により先に説明
した実施例と同様にインバータ１４．１５を介して誘導
電動ｎｌｏ、１１の運転制御を行なうと周辺機器群７は
スピンドル１に追従して同期運転状態となる。

さらに説明を続けると、スピンドル１のすべり量と、こ
れの消費電力あるいは入力電流の関係は、スピンドル１
に対するインバータ４よりの給電電力の周波数変化によ
っても影響を受けるので、補正テーブル１８は、スピン
ドル１の運転速度帯域毎に複数種類を用意し、モニター
機１２の速度信号に応じて、これらの補正テーブル１８
を切り換えて参照することができる。このようなすべり
量の補正制御を行なうと、スピンドル１の始動あるいは
停止に渡って周辺機器群７の同期運転をより確実に行な
うことができる。

また、さらにモニター機１２のすべり量の影響を補正す
るにはスピンドル１と同様に、これの入力検出装置およ
びすベリ量の補正テーブルを設け、モニター機１２の速
度信号を補正することができる。

なお、誘導電動機１０．１１にもすベリが存在し、イン
バータ１４．１５の出力周波数の同期速度に対し誘導電
動機１０．１１の運転速度は厳密には一致しない。

したがって、これの影響を取り除くには、誘導電動機１
０．１１に速度発電機を連結し、インバータ１４．１５
を含む、従来より公知のクローズトループ制御を採用す
ることもできる。このような速度発電機を連結すること
は、誘導電動機１０゜１】の回転速度がスピンドル１に
比べれば十分低く、また、これに連結する回転機構部分
も豊富であることから、比較的容易である。

第２図において、スピンドル１の負荷増加によるモニタ
ー機１２の速度信号の補正を、スピンドル１のすべり量
を介して行なったが、スピンドル１の巻取りパターン（
負荷変化）が明確となっている場合は、糸の巻取り行程
に応じて必要な速度信号の補正値（先の実施例のすべり
量に相当）をあらかじめ記憶しておき、この記憶値に基
づいて同様な同期運転制御を進めることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、撚系あるいは単系の巻取
りのためのボビンを装着し、可変周波数電源装置より電
力供給を受ける非同期電動機で独立して駆動されるスピ
ンドルと、電源装置より電力供給を受ける電動機により
駆動される前記スピンドルの周辺８１器群を鍔える紡績
機械において、前記スピンドルと同一の可変周波数電源
装置より電力供給を受ける速度検出器を連結した非同期
電動機から成るモニター機と、このモニター機の速度検
出器の検出した速度信号を基に、前記周辺機器群を駆動
する電動機の運転制御を該電動機の電源装置を介して行
なう同期運転制御手段とを設けた紡績機械を提供するも
のであり、本発明によればスピンドルと、このスピンド
ルの周辺機器群の確実な同期運転が可能となる。したが
って、本発明の紡績機械によれば、良質の糸が得られる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例を説明するためのブロッ
ク図、第２図は他の実施例を説明するためのブロック図
である。１・・・スピンドル、２・・・ボビン、３・・・糸、４
・・・可変周波数電源装置、７・・・周辺機器群、１０
．１１・・・電動機、１２・・・モニター機、１３・・
・速度検出器、１４．１５・・・電源装置、１６・・・
同期運転制御手段、　　　′１７・・・入力検出装置、
１８・・・補正テーブル。

Claims

【特許請求の範囲】１、撚系あるいは単系の巻取りのためのボビンを装着し
、可変周波数電源装置より電力供給を受ける非同期電動
機で独立して駆動されるスピンドルと、電源装置より電
力供給を受ける電動機により駆動されるスピンドルの周
辺機器群を備える紡績機械において、前記スピンドルと
同一の可変周波数電源装置より電力供給を受ける速度検
出器を連結した非同期電動機から成るモニター機と、こ
のモニター機の速度検出器の検出した速度信号を基に、
前記周辺機器群を駆動する電動機の運転制御を該電動機
の電源装置を介して行なう同期運転制御手段とを設けた
紡績機械。２、前記特許請求の範囲第１項において、前記スピンド
ルを駆動する非同期電動機の入力電力あるいは入力電流
を測定する入力検出装置を備え、この入力検出装置の検
出値に応じて前記モニター機の速度検出器の検出した速
度信号を補正し、前記周辺機器群を駆動する電動機の電
源装置に与える前記同期運転制御手段を設けた紡績機械
。３、前記特許請求の範囲第２項において、前記入力検出
装置の検出値に応じて前記モニター機の速度検出器の検
出した速度信号を補正する補正量をあらかじめ定めた補
正テーブルを備えた前記同期運転制御手段を設けた紡績
機械。４、前記特許請求の範囲第２項あるいは第３項において
、前記スピンドルを駆動する非同期電動機として誘導電
動機を用意すると共に、該誘導電動機のすべり相当量を
補正量とする前記同期運転制御手段を設けた紡績機械。