JPH0641646B2 - 紡糸機運転制御装置 - Google Patents

紡糸機運転制御装置

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JPH0641646B2
JPH0641646B2 JP5718983A JP5718983A JPH0641646B2 JP H0641646 B2 JPH0641646 B2 JP H0641646B2 JP 5718983 A JP5718983 A JP 5718983A JP 5718983 A JP5718983 A JP 5718983A JP H0641646 B2 JPH0641646 B2 JP H0641646B2
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line frequency
inverter
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spinning machine
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哲夫 山田
敏昭 上符
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は紡糸機運転制御装置に関し、特に紡糸機の制御
ラインにおいて商用周波数で運転されるギヤポンプの回
転数,即ちライン周波数とインバータにより運転された
後段のローラ部材等の回転数、即ちインバータ周波数と
の同期化をマイクロコンピュータ等を利用して行なう紡
糸機運転制御装置に関する。
(従来の技術) 一般に紡糸機のラインにおいて、第1図に示されるよう
にギヤポンプGPを商用周波数(50Hz又は60Hz)の
電源PSで運転し、後段のGR1,GR2(ゴデツトロー
ル)、TR(トラバース)FR(フリクシヨンロール)
等を駆動するモータはインバータ装置で運転する場合が
ある。この場合電源PSの商用周波数に変動があれば、
当然ギヤポンプGPの回転数が変化するので、後段のゴ
デツトロールGR1,GR2,トラバースTR,フリクシヨン
ロールFRをギヤポンプGPの回転数変化に追従して速
度を変化させる必要が生ずる。つまり、ゴデツトロール
GR1,GR2,トラバースTR,フリクシヨンロールFRの
インバータ周波数にライン周波数(商用周波数)の変動
分を補正してライン追従制御する必要がある。なお第1
図でTは糸である。
従来、このライン同期化運転は第2図に示されるように
ギヤポンプGPを構成するポンプモータPMの回転数を
速度発電機PGで検出し、F/V変換器によりアナログ量
に変換した後、このアナログ量を設定周波数と比較回路
CMPで比較してその偏差分をアンプAMPで増幅して
設定周波数に補正するという方法をとつていた。なお第
2図でSは電源スイッチ、Cはカツプリングである。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この従来方式では、PGを使用するた
め、機械的信頼性、パルス検出回路、F/V変換回路及び
補正回路等のハードの複雑化そして温度ドリフトによる
精度の問題など多くの欠点を有していた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ライン周波
数を直接検出し、そしてインバータ装置の制御にマイク
ロコンピュータ等を採用したことにより、ライン同期化
運転の停止化及びマイクロコンピュータによる高精度化
及びハードの簡略化そして、デジタルクツシヨンによる
ソフト追従等を実現した紡糸機運転制御装置を提供する
ことを目的とする。
(課題を解決するための手段および作用) (1)本発明は紡糸機運転制御装置において、 ライン周波数を正弦波として直接検出するライン周波数
検出手段と、該検出手段の出力に応じて所要の記憶演算
処理を行い、検出されたライン周波数にインバータ周波
数が追従するようにインバータ装置へ所要のゲート信号
を送出するマイクロコンピュータ等の演算制御手段とを
備えたことを特徴としている。
ライン周波数は例えばトランスで直接検出されるので、
ライン追従運転の静止化が実現される。このため検出周
波数精度が向上する。前記演算制御手段は、ライン周波
数検出手段で検出されたライン周波数に基づいてライン
周波数の変動を求め、該変動分をインバータ周波数に補
正する。これによってインバータ周波数はライン周波数
に追従し、安定したライン同期化運転が行われる。
(2)また前記演算制御手段は、前記ライン周波数検出
手段から入力されるライン周波数の上昇,下降等の変動
に対して、所定のデイジタルクッション処理を施し、緩
和された変動率に基づくデイジタル指令を前記インバー
タ装置のゲート回路に送出する手段を有している。
ライン周波数が上昇、下降方向へ急変しても前記デイジ
タルクッション処理により緩和された変動率に基づいて
インバータは制御される。このためライン周波数急変時
であっても安定した追従運転が行われる。
(3)また前記演算制御手段は、前記ライン周波数検出
手段からのライン周波数が所定のリミット範囲内にある
かどうかの判定を所定回数実行し、リミット範囲外にあ
ると判定された時ライン追従制御を停止し、予じめ設定
されたインバータ周波数でインバータ装置を駆動すると
共に、所定のリミット範囲内にライン周波数が復帰した
時、ライン追従制御を再開する手段を有している。
停電、瞬停等の電源異常時に、ライン周波数はリミット
値を超える。これが判定された場合、追従運転は停止さ
れ、インバータは所定の設定周波数で駆動される。その
後複電によりライン周波数がリミット範囲内に復帰した
ら追従運転が再開される。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を添付された図面と共に説明す
る。
第3図は本発明に係る紡糸機運転制御装置の一実施例を
示すブロック図である。同図において、10は電源スイッ
チ10Sを介して商用電源に接続されたギヤポンプモー
タ、12はゴデツトロールGR,トラバースTR,フリクシ
ヨンロールFR等を駆動するが同期モータもしくはイン
ダクシヨンモータで、電源スイツチ12Sを介して後述す
るインバータ装置に接続される。14は可変周波数電源で
周知の如く整流ダイオード等により構成されるコンバー
タ装置14Con,電解コンデンサ14C,トランジスタ等に
より構成されるインバータ装置14Inv等からなり、コン
バータ側は電源スイッチ14Sを介して商用電源に接続さ
れている。
16はライン周波数検出回路で、商用電源のラインの周波
数を正弦波として取り出すトランス16aと、このトラン
ス16aの2次側・3相出力の任意の1相のレベル判定,
例えばゼロクロス点の検出等を行うコンパレータ16b
と、このコンパレータ16bの出力を分周するための1/2
分周回路16Cとから構成されている。
18はマイクロコンピュータ(以下マイコンと略記す
る。)によつて構成された演算制御部で、このライン周
波数検出回路16の検出出力に基づき所要の記憶演算処理
を行い検出されたライン周波数にインバータ周波数が追
従するようにインバータ装置14Invに所要のゲート信号
を送出する。このマイコン18は、周知の如く全体の制御
を監視する中央処理装置(CPU)18a、所定の制御プ
ログラムを格納したROM18b,データ等を一時的に蓄
積するRAM18C等から構成されている。また、このマ
イコン18は検出回路16のI/インターフエース部に極性
反転器18eを介して接続された割込み制御回路18d,ラ
イン周波数検出用カウンタとして機能するプログラマブ
ルタイマ18fを備えている。割込み制御回路18dは、検
出回路16のコンパレータ16bの出力に応じた1/2分周回
路16cの立下りに同期してCPU18aに割込み要求を送
出する。また、プログラマブルタイマ18fは、コンパレ
ータ16bの出力に応じた1/2分周回路16cの出力が所定の
状態、例えば“H”状態にある時CPU 18aからのクロツ
ク信号fCをカウントし、割込み制御回路18dからの割込
み要求に応じてタイマ18fのカウント値をマイコン18の
RAM 18C内に読込む。
20はインバータ装置14Inv の周知のゲート回路で、例え
ばPWM 制御回路20aとドライブ回路20bから構成されて
いる。
次に前述した第3図のブロツク図の動作を第4図および
第5図のタイムチャートと共に説明する。まずライン周
波数をトランス16aにより検出し、コンパレータ16bに
よりライン周波数波形のゼロクロス点を同期信号として
検出する。この同期信号を分周回路16cで1/2分周
した信号(ライン周波数の1周期分に相当する信号)を
プログラマブルタイマ18f(CPUにより制御可能なカ
ウンタ)のゲート制御信号に用いる。また、1/2分周回
路16cの出力の立下りに同期して割込み制御回路18dに
よりINTR(割込み要求)信号を発生させる。プログラマ
ブルタイマ18fはゲート制御信号が“H”の期間はCP
U18aからのクロック(CLK)信号fCをカウントし
“L”になるとそのカウントを停止する。ゲート制御信
号が“L”となつてカウントを停止すると、それに同期
してCPU18aにINTR割込みをかける。この割込み処理
においてタイマ18fのカウント値を読込む。タイマ18f
のカウント値はライン周波数の一周期分に相当するの
で、この値からライン周波数を演算する。これにより、
ライン周波数の変動を検出し、その変動分をインバータ
周波数に補正する。このような処理を繰返してライン追
従制御を行なう。
以下、電源周波数を50Hzとしてその動作の具体例を説
明する。
CPU18aからのCLK周波数をfCとすると、50Hz時
の一周期分のカウント値mCは次のようになる。(60Hz
時も同様に考える) 商用電源のライン周波数が変動してプログラマブルタイ
マ18fによりカウントされた一周期分のカウント値がm
になつたとする。インバータ装置14INV の周波数設定を
fsとすると、そのときのインバータ周波数fは次のよ
うにして求められる。
ここで は補正係数である。
CPU18aからのCLKfCは非常に高周波のため(数M
Hz)演算された周波数は約0.003%程度の高精度とな
る。
上述した周波数精度の具体例を以下説明する。
例えばタイマ18fにより構成されたカウンタのCLK入力
を1.47455(MHz),50Hzの商用電源での1周期分の
カウント値を (カウント)とする。また、インバータ周波数の補正係
数をKとし、インバータ周波数設定値をfsとすると、
インバータ周波数fは次のように表わされる。
今、商用電源が±2Hz変動した時のカウント値を求める
と次のようになる。
従つて、商用電源周波数が例えば52(Hz)になつた場
合の精度εは次のようになる。
即ち精度εは前述したように約0.003%となる。
また、ライン周波数が例えば第5図のL1もしくはL2の如
く上昇,下降方向へ急変したことを検出回路16で検出し
ても、この値に基づきマイコン18内で行われる所要の記
憶演算処理(デイジタルクツシヨン処理)により、緩和
された変動率に基づくデイジタル指令をゲート回路20に
与えるようにしている。従つてこのゲート回路20の出力
により制御されるインバータ装置14Inv からのインバー
タ周波数は第5図のL1,L2に対応した領域で、I1,I2
の如く前述したデイジタルクツシヨン効果により緩やか
に上昇もしくは下降して、目標とするライン周波数に追
従する。このため安定したライン同期化運転を行なうこ
とが可能である。
また、第5図に示すライン周波数が例えば電源異常(停
電,瞬停)などによりL3の如く所定のリミツト値(約2
〜3Hz)を越えて変動した場合、以下のような判定処理
をマイコン18内で行う。即ちライン周波数がミリツト値
を第5図のL3の如く越えた場合には、I3の如くその時の
インバータ周波数をホールドし、所定回数例えば3回の
判定処理を行う。この判定処理の結果3回ともリミツト
範囲外にあれば、I4の如く前述したデイジタルクツシヨ
ンによりインバータ周波数fSへ戻り、L4(I5)の如くリ
ミツト範囲内に復帰すれば再びI6の如くライン追従運転
を再開する。
なお、上述の3回判定中2回以内にライン周波数がリミ
ツト範囲内に復帰したこと即ち正常であることを検出し
た場合、検出時点まではインバータ周波数をホールド
し、検出時点でライン追従運転を再開することになる。
(発明の効果) 以上のように本発明は、ライン周波数を正弦波として直
接検出するライン周波数検出手段と、該検出手段の出力
に応じて所要の記憶演算処理を行い、検出されたライン
周波数にインバータ周波数が追従するようにインバータ
装置へ所要のゲート信号を送出するマイクロコンピュー
タ等の演算制御手段とを備え、従来の如く速度発電機を
使用せず、トランス等でライン周波数を直接検出してい
るので、ライン追従運転の静止化が可能になり、信頼性
及び精度の向上、またハード部品の簡略化が計れる。ま
たインバータ装置の制御をマイコン等の演算制御装置に
よりデイジタル化しているため、この点からもライン周
波数検出回路が簡略化され、検出周波数精度が向上し、
従つて追従制御の精度も向上する。また、ライン周波数
が急変した時には、従来方式ではF/V変換器の出力等に
オーバシユートを生じ、実際のライン周波数と相違する
値を検出して追従制御に不安定を招く場合があつたが、
特許請求の範囲第(4)項に記載の発明ではデイジタル
クツシヨンによりインバータ周波数をライン周波数に追
従させるようにしているので、安定した追従運転を行う
ことができる。
更に、特許請求の範囲第(5)項および第(6)項に記
載の発明では、ライン周波数がリミツト範囲にあるかど
うかの判定を所定回数マイコン等の内部で行い、この判
定処理の結果リミツト範囲外と判定された場合には追従
運転を停止し、デイジタルクツシヨンでインバータ周波
数を設定値に戻し、リミツト範囲内に復帰した時点で、
追従運転を再開するようにしたので、極めて信頼性の高
い追従制御を実現できる等種々の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は紡糸機のライン構成を示す説明図、第2図は従
来の紡糸機運転制御装置の回路構成を示すブロツク図、
第3図は本発明に係る紡糸機運転制御装置の一実施例を
示すブロツク図、第4図は第3図の装置のライン周波数
検出回路の各部の出力と割込み制御回路の割込み要求信
号を示すタイミングチヤート、第5図は第3図の装置に
おけるライン周波数とインバータ周波数のタイミングチ
ヤートである。 10……ギヤポンプモータ、12……ゴデツトロール,トラ
バース,フリクシヨンロール駆動用モータ、14……可変
周波数電源、14Inv……インバータ装置、16……ライン
周波数検出回路、16a……トランス、16b……コンパレ
ータ、16c……1/2分周回路、18……マイクロコンピュ
ータ(演算制御部)、18a……中央処理装置、18d……
割込み制御回路、18f……プログラマブルタイマ、20…
…ゲート回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紡糸機のギヤポンプモータを商用電源のラ
    イン周波数で運転すると共に、後段のゴデットロール,
    トラバース,フリクションロール等を駆動するモータを
    インバータ装置のインバータ周波数で運転する際、ライ
    ン周波数に追従するようにインバータ周波数を補正して
    紡糸機を運転する紡糸機運転制御装置において、前記ラ
    イン周波数を正弦波として直接検出するライン周波数検
    出手段と、該検出手段の出力に応じて所要の記憶演算処
    理を行い、検出されたライン周波数にインバータ周波数
    が追従するように前記インバータ装置へ所要のゲート信
    号を送出するマイクロコンピュータ等の演算制御手段と
    を備えたことを特徴とする紡糸機運転制御装置。
  2. 【請求項2】前記ライン周波数検出手段は、商用電源の
    ライン周波数を正弦波出力として取り出すトランスと、
    該トランスの2次側出力のレベル判定によりパルス出力
    として同期信号を検出するコンパレータとからなること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の紡糸機運
    転制御装置。
  3. 【請求項3】前記演算制御手段は、該手段に内臓された
    中央処理装置へ前記コンパレータの出力に同期して割込
    み要求を送出する割込み制御回路と、前記コンパレータ
    の出力が所定の状態にある時前記中央処理装置からのク
    ロック信号をカウントするプログラマブルタイマを含
    み、割込み要求に応じて該タイマのカウント値を演算制
    御手段内に読込むことを特徴とする特許請求の範囲第
    (2)項記載の紡糸機運転制御装置。
  4. 【請求項4】前記演算制御手段は、前記ライン周波数検
    出手段から入力されるライン周波数の上昇,下降等の変
    動に対して、所定のデイジタルクッション処理を施し、
    緩和された変動率に基づくデイジタル指令を前記インバ
    ータ装置のゲート回路に送出する手段を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(3)項のい
    ずれか1項記載の紡糸機運転制御装置。
  5. 【請求項5】前記演算制御手段は、前記ライン周波数検
    出手段からのライン周波数が所定のリミット範囲内にあ
    るかどうかの判定を所定回数実行し、リミット範囲外に
    あると判定された時ライン追従制御を停止し、予じめ設
    定されたインバータ周波数でインバータ装置を駆動する
    と共に、所定のリミット範囲内にライン周波数が復帰し
    た時、ライン追従制御を再開する手段を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第(4)項記載の紡糸機運転制
    御装置。
  6. 【請求項6】前記ライン周波数の判定期間中は、リミッ
    ト範囲を越えた時点のインバータ周波数をホールドして
    前記デイジタルクッション処理により予じめ設定された
    インバータ周波数に戻るようにインバータ周波数を変更
    する手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    (5)項記載の紡糸機運転制御装置。
JP5718983A 1983-03-31 1983-03-31 紡糸機運転制御装置 Expired - Lifetime JPH0641646B2 (ja)

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JPS59179804A JPS59179804A (ja) 1984-10-12
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