JPH0544118A - 粗紡機における制御装置 - Google Patents

粗紡機における制御装置

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JPH0544118A
JPH0544118A JP3215815A JP21581591A JPH0544118A JP H0544118 A JPH0544118 A JP H0544118A JP 3215815 A JP3215815 A JP 3215815A JP 21581591 A JP21581591 A JP 21581591A JP H0544118 A JPH0544118 A JP H0544118A
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bobbin
winding
power
converter
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JP3215815A
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Isao Hayazaki
勲 早崎
Makoto Omori
誠 大森
Shigeki Sekiya
茂樹 関谷
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Howa Machinery Ltd
Original Assignee
Howa Machinery Ltd
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14Details
    • D01H1/20Driving or stopping arrangements
    • D01H1/32Driving or stopping arrangements for complete machines
    • D01H1/34Driving or stopping arrangements for complete machines with two or more speeds; with variable-speed arrangements, e.g. variation of machine speed according to growing bobbin diameter

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第1の交流モータにより駆動されるドラフト
パートの回転と対応して、ボビン巻径に応じたボビン回
転を主制御装置からの指令により、第2の交流モータで
実現する粗紡機において、停電時にバックアップバッテ
リーを用いることなく、第2の交流モータを回転制御す
る。 【構成】 非停電時、他の制御部45、巻取制御部43
ともに電源線55とこれから分岐したAC/DCコンバ
ータ48から給電される。停電時には、インバータ装置
7を電力回生状態とし、そのコンバータ7aからメイン
モータ1の回生エネルギを直流電力として共通直流母線
50に取出し、ACサーボアンプ8、DC/DCコンバ
ータ52を介して巻取制御部43と巻取制御に必要な最
少限の機器(エンコーダ35,36、張力検知装置37
及びソレノイド32a,32b)へ給電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はドラフトパートとフラ
イヤの駆動用の第1の交流モータと、この交流モータと
独立してボビン回転を変更可能な第2の交流モータとを
備え、この第2の交流モータを第1の交流モータの回転
とボビン巻径に対応して回転制御し、フロントローラか
ら送り出されてくる粗糸をボビンに適正に巻取ってゆく
粗紡機に関し、停電時にも適正な巻取を行ないつつ機台
停止に導くことのできる制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】前記のような粗紡機は、特開昭63−2
64923号、特開平3−40819号で公知である。
これらは、ボビンレール上のボビンを回転するためにド
ラフトパートを駆動する主モータと別個に駆動される交
流モータを備え、前者では検出された紡出速度とボビン
径から適正なボビン巻取速度を演算し、そのボビン巻取
速度となるように主制御装置からの指令でインバータを
介して交流モータを回転制御し、また、後者では、検出
されたフロントローラの回転角とボビン径から適正なボ
ビン回転角となるように主制御装置からの指令でサーボ
モータを介して交流モータを回転制御するようにし、従
来用いていたコーンドラム変速装置を省略してある。そ
して、通常、機台の立上り、満管停止時の主モータの加
減速を行なうために、主モータはインバータ装置により
制御されるようになっている。
【0003】このように全く独立した2個のあるいはそ
れ以上の交流モータにより駆動される粗紡機では、停電
時に交流電力の供給が断たれると、各交流モータは互い
にコントロールされない状態で惰性回転するので、慣性
の大きい駆動系、つまりドラフトパートやフライヤを回
転する主モータは長時間かかって停止し、一方、ボビン
の回転を行なう交流モータは短時間で停止してしまい、
適正な粗糸巻取が行ない得ない。
【0004】こうした独立した複数モータを使用した繊
維機械において、停電時に生じるこのような不都合を回
避するため、特開昭60−155729号や特開平2−
221424号などには、停電時に2つの交流モータの
うちの慣性の大きな駆動系に接続した第1の交流モータ
から、インバータを介して慣性の小さい駆動系に接続し
たインバータ制御の第2の交流モータへ回生電力を供給
し、バッテリーによりバックアップされた主制御装置か
らの速度指令で両方のインバータを制御するものが開示
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、2つの
インバータに対して停電時に速度指令を出力する主制御
装置がバッテリーによるバックアップを受ける構成のも
のでは、しばしばバッテリー液の補充、バッテリー自体
の交換が必要で、メンテナンスが煩しく、また、別途バ
ッテリーの充電装置も必要であって、設備費用がかかる
などの問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明はドラフトパート及びフライヤを回転駆動
する第1の交流モータと、第1の交流モータ駆動のため
のインバータ装置と、ボビン回転を独立して変更可能な
第2の交流モータと、第2の交流モータ駆動のためのモ
ータ駆動制御装置と、フロントローラから紡出されてく
る粗糸をボビンに適正に巻取るように前記モータ駆動制
御装置へモータ回転指令を出力し、かつ、ボビンレール
の昇降切換を制御する巻取制御部を含む主制御装置とを
備えた粗紡機において、主制御装置を前記巻取制御部
と、それ以外の他の制御部とに区分すると共に巻取制御
部を直流作動するように構成し、一方、交流電源にAC
/DCコンバータを接続し、インバータ装置の直流部と
モータ駆動制御装置とを共通直流母線で接続し、この共
通直流母線にDC/DCコンバータを接続し、これらの
コンバータと前記各制御部とを、非停電時にはAC/D
Cコンバータから各制御部へ夫々給電し、停電時にはD
C/DCコンバータから巻取制御部へ給電するように結
線したことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記によれば、非停電時にはAC/DCコンバ
ータから巻取制御部へもその他の制御部へも給電され、
第2の交流モータが第1の交流モータに対して回転制御
されると共に、ボビンレールの昇降が制御され、また、
ストップモーション等の他の制御も行なわれる。停電時
には第1の交流モータの回生エネルギがインバータ装置
により直流変換され、この回生電力は共通直流母線を介
して第2の交流モータと、巻取制御部へ給電され、バッ
テリーを用いることなく、巻取制御部の指令で第2の交
流モータを第1の交流モータに対して適正に回転させて
停止に導く。
【0008】
【実施例】図1において、インバータ装置7によって駆
動されるメインモータ(第1の交流モータ)1の回転
は、ベルト伝動機構、歯車伝動機構等から成る駆動系2
を介してドラフトパート70のフロントローラ3に伝達
されるようにしてあると共に、駆動歯車4に伝達され、
この駆動歯車4はフライヤ5上部の被動歯車6と噛合し
てフライヤ5が定速回転されるようになっている。フラ
イヤ5は下端にフライヤプレッサ5aを備えている。一
方、ボビンレール10上に回動自在に支持されているボ
ビンホイール11と噛合う歯車12を一体固定したボビ
ンシャフト13は、自在継手(図示なし)と歯車伝達機
構を介して差動歯車機構14の出力軸15に連結してあ
る。差動歯車機構14の定速入力軸14aには前記メイ
ンモータ1からの回転が、また補助入力軸14bには電
磁クラッチ16を介してACサーボモータ(第2の交流
モータ)17の回転が夫々入力されるように連結してあ
り、メインモータ1とACサーボモータ17の回転が合
成されてボビンシャフト13が回転されるようになって
いる。このACサーボモータ17は直流電源仕様のAC
サーボアンプ(モータ駆動制御装置)8によって駆動さ
れ、ACサーボアンプ8にはACサーボモータ17の回
転軸の回転角を検出するパルスエンコーダ17aからフ
ィードバックパルスaが送られるようになっている。
【0009】ボビンレール10にはリフタラック18が
一体固着してあり、ピニオン19と噛合っている。ピニ
オン19には、レバーシングベベルギヤ(昇降ギヤ)2
0a,20bとその一方と噛み合う駆動ベベルギヤ21
を介して前記ACサーボモータ17の回転が伝達され
る。レバーシングベベルギヤ20a,20bはレバーシ
ングロッド22を介してボビン形成装置25に接続さ
れ、レバーシングロッド22を軸方向に動かすことでレ
バーシングベベルギヤ20a,20bと駆動ベベルギヤ
21の噛み合いを変え、ボビンレール10の昇降方向を
切換えるようにしてある。
【0010】ボビン形成装置25は制御装置40からの
指令で作動するもので、レバーシングロッド22と一体
の係止体26を軸方向に摺動自在に支持すると共に空気
圧シリンダ28に連結し、係止体26の両側に設けた係
止段部26a,26bと係脱する左右一対のストッパ2
8,29と、これらのストッパ28,29の係止状態を
切換えるシリンダ30を備えている。空気圧シリンダ2
8は4ポート2位置電磁切換弁31を介して、シリンダ
30は4ポート3位置電磁切換弁32を介して夫々図示
しない圧空源に配管接続してある。そして、レバーシン
グベベルギヤ20bが駆動ベベルギヤ21と噛み合って
いる時、図1に示すように右側の係止段部26bに右側
のストッパ29が係止しており、噛合を変える時は図1
において右方へ付勢するように空気圧シリンダ28に圧
空を供給して蓄圧し(この時、右側のストッパ29が時
計方向へ回動しようとするが、係止段部26bで回動が
阻止される)、昇降切換信号でシリンダ30により右側
のストッパ29の下端を押すとストッパ29と係止段部
26bの係止が外れて空気圧シリンダ28に蓄圧された
空気圧によって係止体26が瞬時に右行し、レバーシン
グベベルギヤ20aが駆動ベベルギヤ21と噛み合い、
かつ、左側のストッパ28が左側の係止段部26aと係
止する。逆に切換える時には、これと全く逆の手順で行
われる。
【0011】次に主制御装置40について説明する。主
制御装置40は、マイクロコンピュータ(CPU,RO
M,RAM,入出力ポートを含む)41を中心とし、こ
のマイクロコンピュータ41に接続される分周器42を
備えた巻取制御部43と、プログラマブルコントローラ
44を中心とし、巻取制御部43で行なわれる制御以外
の制御を行なう他の制御部45とから構成される。巻取
制御部43のマイクロコンピュータ41には、図示しな
いキーボードから粗糸巻取制御のためにボビン巻径の演
算に要するデータ(始巻時ボビン径、粗糸の一層厚さ、
張力検出装置での演算に用いる係数など)、ボビン巻の
形状データ、紡出条件などが入力されて予め記憶され
る。また、入出力ポートを介してリフタラック18と噛
み合うピニオン19に連結されたアブソリュート型のエ
ンコーダ36からボビンレール10の昇降位置信号bが
入力される。また、フロントローラ3とフライヤトップ
間の粗糸Rの張力を検出する張力検知装置37(多数の
光電センサで粗糸位置を検知するもの、特許第1472
674号に開示)からの張力信号c及び、レバーシング
ロッド22に固着したドッグ38と係脱し、ボビンレー
ル10の昇降方向を検知する一対のリミットスイッチ3
9a,39bからの昇降方向検知信号dも入出力ポート
を介して入力されるようにしてある。そして、上記した
各データと張力信号に基づいて、ボビン巻径を演算し、
このボビン巻径に対し、フロントローラ3の回転角に対
する適正なボビン回転角の回転角度比と対応する分周比
をマイクロコンピュータ41で演算し、分周器42に昇
降切換の都度設定するようになっている。従ってフロン
トローラ35に連結されたパルスエンコーダ35からフ
ロントローラ35の回転角に比例したパルスeが分周器
42に入力されると、この入力パルスに分周比を乗じた
出力パルスfがACサーボアンプ8へ出力される。この
ような巻取制御は、前述の特開平3−40819号で公
知である。
【0012】また、このマイクロコンピュータ41内で
は、前記ボビン巻の形状データから、ボビンレール10
の昇降切換点を演算しておき、前記エンコーダ36から
の昇降位置信号bと比較して昇降切換点となった時、前
記4ポート3位置電磁切換弁32の対応するソレノイド
32a,32bの何れかを励磁する切換信号gを出力す
る制御も行なわれる。そして、この巻取制御部43に関
連した前記パルスエンコーダ35、エンコーダ36、張
力検知装置37、ソレノイド32a,32bと共に、巻
取制御部43は直流電源で作動するようにしてある。
【0013】一方、他の制御部45のプログラマブルコ
ントローラ44は交流電源で作動し、機台の電源開閉用
のリレーMSを閉鎖する起動スイッチPB1と、これに
並列接続した自己保持回路内に非常停止スイッチPB2
とリレー接点MS−1を備えている。また、このプログ
ラマブルコントローラ44には粗糸切れ検出装置が接続
されてストップモーションを制御したり、あるいは満管
時のドッフィング制御をしたり、更に、前記インバータ
装置7に対して停電検出装置46を介してインバータ起
動信号と速度指令hを出力するようにしてある外、前記
巻取制御部43で行なわない残りの各種制御を行なうよ
うになっている。この制御部45内には、直流回路47
もあり、例えば空気圧シリンダ31のソレノイド31a
(31b)の切換はこの直流回路47で行なわれる。
【0014】次に前記メインモータ1、インバータ装置
7、ACサーボモータ17、ACサーボアンプ8と主制
御装置40への給電について図2を基に説明する。交流
電源P.Sは前記リレーMSの接点MS−2を介してイ
ンバータ装置7内のコンバータ(直流部)7aと、停電
検出装置46へ接続される一方、前記プログラマブルコ
ントローラ44へ直接接続してある。プログラマブルコ
ントローラ44への電源線55は分岐してAC/DCコ
ンバータ(交流−直流変換器)48に接続され、AC/
DCコンバータ48の出力側電圧は前記直流回路47と
巻取制御部43の作動電圧と一致しており、例えばDC
24Vに設定されている。このAC/DCコンバータ4
8の出力側にはダイオード49が接続されると共に分岐
して直流回路47へ接続されている。
【0015】一方、インバータ装置7のコンバータ7a
の直流出力側には、インバータ7bが接続され、インバ
ータ7bにはメインモータ1が接続してある。コンバー
タ7aの直流出力側と、停電検出装置46及びACサー
ボアンプ8は共通直流母線50で接続され、共通直流母
線50には、停電時のメインモータ1からの回生電力の
終了近辺における電力不足を補い、また、停電時に回生
電力で作動するまでの停電検出装置46に給電するコン
デンサ51が設けてある。共通直流母線50にはDC/
DCコンバータ(直流−直流変換器)52が接続されて
いる。このDC/DCコンバータ52は回生電力の給電
電圧が多少低下しても安定した直流電圧を出力できるよ
うに入力電圧範囲の広いもの(例えばDC110V〜3
30V)を使用する。DC/DCコンバータ52の出力
側にはダイオード53が接続され、そのカソード側と前
記ダイオード49のカソード側が巻取制御部43へ入力
するように共通接続されている。非停電時に、AC/D
Cコンバータ48から直流電力が巻取制御部43と、直
流回路47に供給されるように、DC/DCコンバータ
52の出力電圧は、巻取制御部43の動作が安定して行
ない得る電圧であって前記AC/DCコンバータ48の
出力電圧より低い電圧(例えばDC23V)に設定して
ある。
【0016】前記停電検出装置46は、前記したように
非停電時には交流電力で、停電時にはインバータ装置7
からの回生電力で作動し、停電時に回生電力を監視し、
メインモータ1がフリーランで停止するより短い適正な
時間で停止するようにインバータ装置7へ速度指令を出
力し、インバータ装置7からの回生電力により、ACサ
ーボアンプ8や巻取制御部等へ流れる電力が過大電圧と
ならない適正な量となるように調整するものである。
【0017】次に作用を説明する。非停電状態では制御
部45は交流電源P.SとAC/DCコンバータ48か
らの直流電力で動作する。また、巻取制御部43もAC
/DCコンバータ48からの直流電力で動作状態にあ
る。そして起動ボタンPB1を押すとリレーMSが励磁
され、そのリレー接点MS−1が閉じてリレーMSが自
己保持される一方、インバータ装置7へ交流電力が供給
される。そしてプログラマブルコントローラ44からイ
ンバータ運転信号と速度指令hとが停電検出装置46を
介してインバータ装置7に与えられ、メインモータ1が
速度指令に従って回転し始める。
【0018】一方、インバータ装置7のコンバータ7a
の直流側から共通直流母線50を介してACサーボアン
プ8へ直流電力が供給される。この時、DC/DCコン
バータ52の出力側にもDC23Vが表れるが、ダイオ
ード53が逆バイアスとなるので、ダイオード53から
巻取制御部43へは直流電力は供給されない。ACサー
ボアンプ8へは巻取制御部43からサーボ入りの指令が
与えられると共に、回転し始めたフロントローラ3の回
転角と対応したパルスeがエンコーダ35から分周器4
2へ入力され、分周器42に予め設定してあるボビン巻
径と対応した分周比とパルスeとを乗じた出力パルスf
がACサーボアンプ8へ出力される。ACサーボアンプ
8はこの出力パルスfに応じてACサーボモータ17を
駆動する。ACサーボモータ17の回転とメインモータ
1の回転は差動歯車機構14で合成されて、ボビン回転
角が、その時のボビン巻径とフロントローラ3の回転角
と対応した適正な回転角となるように制御される。
【0019】巻取動作中、ボビン形状データから予め算
出してあるボビンレール10の昇降切換点になると前記
ボビン形成装置25によりレバーシングベベルギヤ20
a,20bと駆動ベベルギヤ21の噛み合いを換えて、
ボビンレール10の昇降を切換える。そして、このボビ
ンレール10の昇降切換の都度、次に巻かれるボビン巻
径と対応した分周比が分周器42に設定される。
【0020】こうして巻取が行なわれてゆく途中で、図
示しない停止スイッチを押すとプログラマブルコントロ
ーラ44からのインバータ運転信号は継続してインバー
タ装置7へ入力されるが、速度指令がなくなるので、メ
インモータ1は徐々に停止に向かう。メインモータ1が
徐々に停止に向かうことで、エンコーダ35からのパル
スeも次第に粗となり、従って出力パルスfもこのパル
スeと対応した粗いものとなって、適正な巻取を行ない
つつACサーボモータ17も停止に到る。
【0021】運転中に停電が発生するとプログラマブル
コントローラ44への交流電力がなくなり、また、直流
回路47への直流電力もなくなる。そしてリレーMSが
消磁されるので、その自己保持回路も開となるため、複
電してもリレーMSが入らない。この状態でインバータ
装置7を電力回生状態とし、停電検出装置46はコンデ
ンサ51に蓄電された電力によりインバータ7に、メイ
ンモータ1がフリーランで停止する時間より短い時間で
停止するような速度指令を出力する。すると、フライヤ
6やドラフトローラ3などの大きな慣性負荷によりメイ
ンモータ1が発電状態となるので、この慣性負荷のエネ
ルギがインバータ装置7内で回生処理され、これにより
生じる回生電力(直流電力)により停電検出装置46、
ACサーボアンプ6、巻取制御部43、張力検知装置3
7、エンコーダ35,36を引き続き動作状態としてA
Cサーボモータ17を力行運転し、非停電時の巻取制御
と同様な適正な巻取制御を行ない、機台は停止に到る。
停電はボビン形成のどの時点で生じるか判らないが、仮
にボビンレール10の昇降切換直前で停電したとして
も、ボビン形成装置25のシリンダ30は巻取制御部4
3の指令で動作するので、ボビンレール10の昇降切換
も円滑に行なわれる。尚、本実施例では停電時について
説明したが、非常停止スイッチPB2を押しても、上述
の停電時の動作と全く同様である。また、ACサーボア
ンプを第2のインバータ装置とし、ACサーボモータを
汎用の交流モータとして、巻取制御部43から第2のイ
ンバータ装置へ速度指令を出力するようにしてもよい。
【0022】次に、巻取制御部43と他の制御部45へ
の電力供給の他の例を説明する。図3において、リレー
接点61は制御部45が作動状態の時に閉じる接点、リ
レー接点62は停電時に停電検出装置からの停電検出信
号により、後述のコンデンサの蓄電力で閉じる接点であ
る。各リレー接点61,62はAC/DCコンバータ4
8、DC/DCコンバータ52に一端が夫々接続され、
リレー接点61,62の他端は共通接続されてダイオー
ド63のアノード側に接続してある。ダイオード63の
カソード側は大容量のコンデンサ64を接続すると共
に、巻取制御部43へ接続してある。
【0023】この実施例によれば、非停電時にはリレー
接点61が閉じてAC/DCコンバータ48から巻取制
御部43、他の制御部45へ給電される。停電時には、
リレー接点61が開き、短時間を経過後リレー接点62
が閉じ、以後DC/DCコンバータ52から巻取制御部
43へ給電される。
【0024】上記した実施例では、ボビンレールの昇降
は、ACサーボモータ17の回転を利用するものである
が、粗紡機の構成として、フライヤ、ドラフトローラを
駆動する第1の交流モータと、ボビンを駆動する第2の
交流モータと、ボビンレールを昇降する第3の交流モー
タとを備え、各交流モータを夫々別のインバータ装置で
駆動するものとし、各インバータ装置に対して速度指令
を出力する巻取制御部と各インバータ装置とを、停電
時、第1の交流モータの回生電力で動作するようにして
もよい。
【0025】
【発明の効果】以上のようにこの発明装置においては、
ドラフトパートとフライヤを回転駆動する第1の交流モ
ータと、ボビンを独立して回転する第2の交流モータ
と、ドラフトローラから紡出される粗糸をボビン巻径と
第1の交流モータの回転に対応してボビンに適正に巻取
るように第2の交流モータを回転制御し、かつ、ボビン
レールの昇降も司る巻取制御部を含む主制御装置とを備
えた粗紡機において、主制御装置を巻取制御部と、その
他の制御部に区分して停電時には第2の交流モータと巻
取制御部に給電して第2の交流モータの回転制御とボビ
ンレールの昇降制御をひき続き行なわせるようにしたの
で、停電時にも停止するまで円滑なボビン形成が行ない
得る。しかも第1の交流モータによる回生エネルギによ
り、前記給電を行なうようにしたので、バッテリーを用
いることなく停電時の制御ができ、バッテリーのメンテ
ナンス等の作業がなくなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する粗紡機の駆動及び制御信号系
統図である。
【図2】本発明における電力線の接続状態を示す図であ
る。
【図3】他の例である。
【符号の説明】
1 メインモータ(第1の交流モータ)、 3 フロン
トローラ、5 フライヤ、 7 インバータ装置、 7
a 直流部、8 ACサーボアンプ(モータ駆動制御装
置)、 40 主制御装置、43 巻取制御部、 45
他の制御部、 48 AC/DCコンバータ、50
共通直流母線、 52 DC/DCコンバータ、70
ドラフトパート、 B ボビン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドラフトパート及びフライヤを回転駆動
    する第1の交流モータと、第1の交流モータ駆動のため
    のインバータ装置と、ボビン回転を独立して変更可能な
    第2の交流モータと、第2の交流モータ駆動のためのモ
    ータ駆動制御装置と、フロントローラから紡出されてく
    る粗糸をボビンに適正に巻取るように前記モータ駆動制
    御装置へモータ回転指令を出力し、かつ、ボビンレール
    の昇降切換を制御する巻取制御部を含む主制御装置とを
    備えた粗紡機において、主制御装置を前記巻取制御部
    と、それ以外の他の制御部とに区分すると共に巻取制御
    部を直流作動するように構成し、一方、交流電源にAC
    /DCコンバータを接続し、インバータ装置の直流部と
    モータ駆動制御装置とを共通直流母線で接続し、この共
    通直流母線にDC/DCコンバータを接続し、これらの
    コンバータと前記各制御部とを、非停電時にはAC/D
    Cコンバータから各制御部へ夫々給電し、停電時にはD
    C/DCコンバータから巻取制御部へ給電するように結
    線したことを特徴とする粗紡機における制御装置。
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