KR20040081363A

KR20040081363A - 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치

Info

Publication number: KR20040081363A
Application number: KR1020040016740A
Authority: KR
Inventors: 호리테쯔야; 우에다준야; 하시모토킨조
Original assignee: 무라타 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-09-21
Also published as: JP2004277064A; JP4085850B2; KR100737866B1; CN100356685C; CN1531187A

Abstract

본 발명은 섬유기계에 사용되고 있는 모터의 효율을 좋게 할 수 있는 모터의 제어장치를 제공한 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 섬유기계에 구비하는 장치(111,112,127)를 구동하는 모터 (M1,M2,M3)의 제어장치(1)로서, 교류전원을 가변주파수 및 가변전압으로 변환하는 인버터(DR1,DR2,DR3)를 구비하고, 상기 장치(111,112,127)의 운전상태를 판정하는 판정수단(2a)과, 이 판정수단(2a)의 판정결과에 기초하여 상기 인버터 (DR1,DR2,DR3)의 출력전압-출력주파수 패턴을 변경하는 변경수단(21)을 설치한다.

Description

섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치{CONTROL DEVICE OF MOTOR IN TEXTILE MACHINERY}

본 발명은 섬유기계 특히, 합섬기계의 일종인, 합성섬유 필라멘트 사조를 권취하는 사조 권취기에 있어서의 모터의 제어장치로서, 3상 전원 등의 교류전원을 가변주파수 및 가변전압으로 변환하는 인버터를 구비하는 것에 관한 것이다.

종래, 하기 특허문헌1에 기재된 바와 같은, 방사 권취 시스템이 알려져 있다. 이 방사 권취 시스템은 합성섬유 사조의 주행경로를 따라 함성섬유 사조를 걸어감은 상태 또는 기대게 한 상태로 구동하는 복수의 롤러를 갖고 있다. 복수의 롤러 각각은 3상 전원을 가변주파수, 가변전압으로 변환하는 인버터로 구동된다. 또한, 복수의 롤러에 대응하는 각각의 인버터는 주제어부에 접속되고, 복수의 롤러의 시동 및 정지가 동기적으로 행해지도록 제어된다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평07-207518호 공보(도 3 참조)

특허문헌1에 나타내져 있는 방사 권취 시스템을 예로 들어서 설명한다. 이 시스템에 사용되고 있는 모터 및 인버터(드라이버)는 최대 부하에 맞추어 토크를 출력하도록 선정되어 있다.

조업상, 기동 및 정지를 가능한한 짧은 시간에 행하고 싶다라는 요망이 있다. 최근에는 생산성 향상을 위해, 모터 구동되는 롤러나 스핀들 등의 장척화나 고속회전화의 경향이 진행되고, 기동 및 정지시에는 관성이 큰 것을 급가감속할 필요성때문에 큰 토크를 출력시키는 모터가 사용되고 있다.

그러나, 권취 중 등의 정상운전시에는 이 정상 운전기간이 상기 가감속 기간에 비해서 장시간에 걸치고, 상기 가감속 중일수록 토크를 필요로 하지 않기 때문에 상기 정상운전시에 있어서의 모터의 효율이 나쁘고, 모터의 발열이 크게 되거나 쓸데없는 전력이 소비되고 있다라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 과제을 감안하여 이루어진 것이고, 상기 방사 권취 시스템의 롤러나 스핀들 모터를 권취 중에 효율 좋게 운전할 수 있는 등, 섬유기계에 사용되고 있는 모터의 효율을 좋게 할 수 있는 모터의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 모터 제어장치의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 출력전압-출력주파수 패턴을 도시하는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 모터 제어장치의 작동 상태도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 모터 제어장치의 구성을 도시하는 블록도이다.

1 … 모터 제어장치 2 … 주제어부

2a … 운전상태 판정수단 21 … 제어부

21a … V-F 패턴 기억부 101 … 고뎃 롤러(godet roller) 장치

102 … 사조(絲條) 권취기 111 … 제 1 고뎃 롤러

112 … 제 2 고뎃 롤러 117 … 슬릿

118 … 상측 실 이송장치 123, 124 … 보빈 홀더

126 … 트래버스 장치 127 … 프릭션 롤러(friction roller)

129 … 하측 실 이송장치 B … 보빈

DR1,DR2,DR3,DR4,DR5 … 드라이버

f1 … 속도지령 f2 … 패턴 선택 지령

M1,M2,M3 … 동기 모터 M4,M5 … 유도 모터

상기 과제를 해결하는 청구항1에 관한 발명은 섬유기계에 구비하는 장치를 구동하는 모터의 제어장치로서: 교류전원을 가변주파수 및 가변전압으로 변환하는 인버터를 구비하고; 상기 장치의 운전상태를 판정하는 판정수단과, 이 판정수단의 판정결과에 기초하여 상기 인버터의 출력전압-출력주파수 패턴을 변경하는 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치이다.

상기 구성에 의하면 운전상태를 판정하고, 이 운전상태에 필요한 토크에 알맞은 출력전압-출력주파수 패턴으로 모터를 구동할 수 있다.

청구항2에 관한 발명은 청구항1에 있어서 큰 토크를 필요로 하는 운전상태를비정상 운전상태로 하고, 그 이외의 운전상태를 정상 운전상태로 하고, 상기 정상 운전상태가 상기 비정상 운전상태보다 장시간에 이름과 아울러 상기 변경수단은 운전상태가 비정상 운전상태일 때에는 큰 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하고, 운전상태가 정상 운전상태일 때에는 작은 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하는 것이다. 상기 구성에 의하면 큰 토크를 요하는 비정상 운전시에 큰 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴이 선택되기 때문에 비정상 운전시에, 모터에 큰 토크를 발생시켜 원하는 처리를 할 수 있고, 장시간에 큰 토크를 요하지 않는 정상운전시에, 작은 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴이 선택되기 때문에 장시간에 걸치는 정상운전시에 모터를 작은 토크로 효율좋게 구동할 수 있다..

청구항3에 관한 발명은 청구항2에 있어서 비정상 운전시는 시동시의 가속기간, 정지시의 감속기간이다. 상기 구성에 의하면 가속기간 또는 감속기간에서는 관성이 큰 장치이어도 빠르게 시동 또는 정지시킬 수 있다.

청구항4에 관한 발명은 청구항3에 있어서, 상기 섬유기계는 합성섬유 필라멘트 사조를 권취하기 위한 사조 권취기이고, 이 사조 권취기에 구비하는 장치는 권취 패키지에 접촉하여 이 권취 패키지를 회전시키기 위한 프릭션 롤러이고, 정상 운전상태일 때는 상기 프릭션 롤러가 소정의 회전속도를 유지하면서 회전하고 있을 때이고, 비정상 운전상태일 때는 상기 프릭션 롤러를 시동시킬 때의 가속기간, 상기 프릭션 롤러를 정지시킬 때의 감속기간 및, 상기 프릭션 롤러에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 보빈 스위칭 기간이다. 상기 구성에 의하면 프릭션 롤러 구동의 모터의 필요 토크가 큰 가감속기간에는 가능한한 빠르게 기동 및 정지를 시킬 수 있고, 부하 변동이 발생하는 보빈 스위칭 기간에도 부하 변동에 견디는 토크를 발생시킬 수 있고, 프릭션 롤러 구동의 토크가 필요하지 않은 회전속도 유지기간 중에는 작은 토크로 효율적으로 모터 및 인버터를 구동시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태의 일예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 섬유기계에 있어서의 모터 제어장치의 블록도이다.

도시예의 섬유기계는 합성섬유 필라멘트 사조를 권취하기 위한 프릭션 타입의 사조 권취기 및 이 사조 권취기의 상류측에 설치된 고뎃 롤러장치이다. 상기 프릭션 타입의 사조 권취기는 후술하는 프릭션 롤러(127)의 강제구동에 의해 보빈 홀더(123,124)에 장착된 보빈을 회전 구동한다. 상기 프릭션 타입의 사조 권취기 및 고뎃 롤러장치를 구비한 사조 권취시스템의 기기배치를 도 1에 의해 설명한다.

상기 방사 권취 시스템은 고뎃 롤러장치(101)와 사조 권취기(120)의 조합이다. 고뎃 롤러장치(101)는 동기 모터(M1)에 의해 구동되는 제 1 고뎃 롤러(111)와, 동기 모터(M2)에 의해 구동되는 제 2 고뎃 롤러(113)를 실의 흐름에 따라 순서대로 배치한 것이다. 도시하지 않은 방사기로부터 복수개(도시예에서는 1개)의 실이 방출되고, 횡1열의 1군의 실(Y)로 되어 제 1 고뎃 롤러(111)에 들어간다. 또한, 제 1 고뎃 롤러(111)에 의해 수회 감겨지고, 구동력이 전달된다. 또한, 제 1 고뎃 롤러 (111)를 나온 1군의 실(Y)은 제 2 고뎃 롤러(112)에 들어간다. 또한, 제 2 고뎃 롤러(112)에 의해 수회 감겨지고, 구동력이 전달된다. 또한, 제 2 고뎃 롤러(112)를나온 1군의 실(Y)은 고뎃 롤러의 축방향으로 전개되고, 사조 권취기(102)에 의해 개개의 패키지에 권취된다.

사조 권취기(102)는 도시되지 않은 본체 프레임 측면에 회전가능하게 설치된 터릿(turret) 원판(122)과, 터릿 원판(122)으로부터 돌출되어 유도 모터(M4,M5)에 의해 구동되는 2개의 보빈 홀더(123,124)와, 본체 프레임에 대해서 수직으로 승강가능한 도시하지 않은 승강 프레임에 설치한 트래버스 장치(126)와, 동일하게 도시되지 않은 승강 프레임에 설치되고, 동기 모터(M3)에 의해 구동되는 프릭션 롤러 (127)와, 동일하게 도시되지 않은 승강 프레임에 설치된 상측 실 이송장치(118)와, 보빈 홀더(123,124) 사이에 대해서 진퇴가능한 하측 실 이송장치(129)를 주요부분으로 하여 구성되어 있다.

보빈 홀더(123,124)에는 보빈(B)이 4~16개씩(도시예에서는 간단함을 위해 1개로 하고 있다) 삽입 장착되어 있어서 상기 2개의 보빈 홀더(123,124)는 한쪽을 권취 위치(a)에 다른쪽을 대기위치(b)에 배치하고, 권취 위치(a)에 위치하고 있는 보빈(B)에 실을 권취시키고, 이 보빈(B)이 다 감길 때마다 터릿 원판(122)을 180도 회전하고, 새로이 권취 위치(a)에 온 빈 보빈(B)에 실의 감김을 개시하는 리볼빙 (revolving) 타입의 사조 권취기(102)로 되어 있다.

그런데, 상기 사조 권취기(102)에 있어서 다감긴 보빈(B)으로부터 빈 보빈 (B)에 실을 옮기는 실 이송시의 실의 동작을 간단하게 설명하면 이와 같게 된다. 이 실 이송시는 프릭션 롤러(127)에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 보빈 스위칭 기간에도 있다.

즉, 권취 위치(a)의 보빈(B)이 다감기게 된 시점에서 터릿 원판(122)이 180도 회전하고, 2개의 보빈 홀더(123,124)의 위치를 스위칭하여 다감긴 보빈(B)은 대기위치(b)에 빈 보빈(B)은 권취 위치(a)에 새로이 위치된다. 그러나, 각 보빈(B)이 새로운 위치에 위치된 시점에서는 공급되는 실은 여전히 대기위치(b)에 있는 다감긴 보빈(B)에 연결되어 있고, 빈 보빈(B)의 슬릿(117)에 실을 포착시켜 권취를 개시하기 시작하여 다감긴 보빈(B)으로부터 빈 보빈(B)으로의 실의 옮김은 종료한다. 즉, 상측 실 이송장치(118)와 하측 실 이송장치(129)의 공동 동작에 의해 빈 보빈 (B)의 슬릿(117)에 실을 포착시킨 시점에서 다감긴 보빈(B)에 연결되어 있는 실은 빈 보빈(B)의 회전에 의한 실의 장력에 의해 절단되고, 새로이 빈 보빈(B)으로 권취되어 간다. 도시의 상태는 스위칭 직전의 상태를 도시한다.

상기 실 이송시에 프릭션 롤러(127)에 다감긴 보빈(B)이 접촉하고 있는 상태이므로 다감긴 보빈(B)이 이탈하기 위해, 프릭션 롤러(127)는 무부하 회전의 상태가 된다. 한편, 프릭션 롤러(127)에 빈 보빈(B)이 접촉하면 부하가 걸리도록 된다. 이와 같이 실 이송시(보빈 스위칭 기간)에는 부하 변동이 생기기 때문에 큰 토크가 필요하게 된다. 그 때문에 프릭션 롤러(127)에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 보빈 스위칭 기간에는 프릭션 롤러(127)를 시동시킬 때의 가속기간, 프릭션 롤러(127)를 정지시킬 때의 감속기간과 마찬가지로 비정상 운전기간이 된다.

상기 방사 권취 시스템에 있어서의 모터 제어장치(1)는 사조가 걸어감겨지거나 또는 실이 걸어지는 고뎃 롤러(장치)(111), 고뎃 롤러(장치)(112), 프릭션 롤러(장치)(127)와, 이들 롤러(장치)(111,112,117)에 대한 동기 모터(M1,M2,M3)와, 이들 동기 모터에 대한 드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3)와, 후술하는 보빈 스위칭 기간 때까지 구동되는 롤러(보빈 홀더)(123,124)와, 이들 모터에 대한 유도 모터 (M4,M5)와, 이들 유도 모터(M4,M5)에 대한 드라이버(인버터)(DR4,DR5)를 구비하여 구성된다.

동기 모터(M1,M2,M3)는 각각 합성섬유사가 걸어감겨지거나 또는 실이 걸어지는 롤러(111,112,127)를 구동한다.

유도 모터(M4,M5)는 보빈 홀더(123,124)를 후술하는 보빈 스위칭 기간 중이나 사조 권취기의 시동시의 단시간만 구동한다.

드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3) 각각은 교류전원을 주파수 및 전압 변환하는 것이다. 드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3) 각각은 출력전압 및 출력주파수가 소정 패턴을 따르는 소정값이 되도록 출력하는 제어부(V-F 패턴 변경수단)(21)를 구비한다. 상기 제어부(21)로부터의 출력에 기초하여 출력전압을 소정 전압으로 변환함과 아울러 출력주파수를 소정 주파수로 제어한다.

상기 제어부(21)는 출력전압(V)과 출력주파수(F)에 관한 출력전압-출력주파수 패턴의 기억부(21a)를 구비한다. 이 기억부(21a)에는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 적어도 V-F가 급구배로 직선적으로 증가하는 V-F 패턴1과, V-F가 순구배로 직선적으로 증가하는 V-F 패턴(2)이 기억되어 있다. V-F 패턴1이 선택되면 큰 토크가 발생하고, V-F 패턴2가 선택되면 작은 토크가 발생한다. 상기 기억부(21a)에 기억되어 있는 V-F 패턴1 및 V-F 패턴2는 후술하는 운전상태에 대응하고 있다. 즉, V-F패턴1은 비정상 운전시용이고, V-F 패턴2는 정상 운전시용이다.

제어부(21)는 주제어부(2)로부터의 패턴 선택 지령(f2)에 기초하여 기억부 (21a)에 기억된 V-F 패턴1 또는 V-F 패턴2 중 어느 하나를 선택한다. 또한, 주제어부(2)로부터의 속도지령(f1)에 기초하여, 선택된 V-F 패턴에 따른 주파수 출력 및 출력 전압에 상당하는 신호를 작성하고, 드라이버(인버터)로부터 소정 주파수 출력과 소정 출력전압이 출력된다. 이와 같이, 제어부(21)는 출력전압-출력주파수 패턴 (출력전압과 출력주파수의 관계식)을 변경하는 변경수단으로서 기능한다. 드라이버 (인버터)(DR4,DR5)에는 V-F 패턴 변경수단(21)이 구비되어 있지 않고, 고정의 V-F 패턴이 설정되어 있다.

주제어부(2)는 각 동기 모터(M1,M2,M3) 및 각 유도 모터(M4,M5)에 대한 드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3,DR4,DR5)를 통괄하고, 방사 권취 시스템의 전체를 구동제어한다. 상기 통괄 제어를 위해 주제어부(2)는 V-F 패턴 변경수단(21)을 구비한 각 드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3)에 대해서 롤러(111,112,127)를 소정의 둘레속도 및 토크로 회전시키기 때문에 속도지령(f1)을 출력함과 아울러 운전상태 판정수단 (2a)에 기초하는 패턴 선택 지령(f2)을 출력한다. 각 드라이버(DR1,DR2,DR3)에 출력되는 속도지령(f1) 및 패턴 선택 지령(f2)은 드라이버마다의 개별 지령이다. 또한, 주제어부(2)는 V-F 패턴 변경수단을 구비하고 있지 않은 각 드라이버(DR4,DR5)에도 개별의 속도지령(f1)을 출력한다.

운전상태 판정수단(2a)은 주제어부(2)가 방사 권취 시스템의 전체를 통괄 제어하고 있기 때문에 사조 권취기 및 고뎃 롤러장치의 작동상태가 정상운전시인지또는 비정상 운전시인지를 판정한다. 구체적으로는 각종 스위치나 각동 센서로부터의 신호에 기초하여 판정한다. 큰 토크를 요하는 운전상태를 비정상 운전시로 하고, 그 이외의 운전상태를 정상운전시로 한다. 사조 권취기 및 고뎃 롤러장치의 시동을 위한 가속기간 및 정지를 위한 감속기간은 큰 토크를 요하기 때문에 비정상 운전시로 한다. 사조 권취기의 정상적인 권취 운전기간 및, 고뎃 롤러장치의 정상적인 실 송출 운전기간은 정상운전시로 한다. 정상운전시는 비정상 운전시와 비교하여 몇백배 이상 긴 기간이다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 사조 권취기가 시동하여 소정 회전수에 도달한 후, 소정 시간(t1)을 경과할 때까지가 시동을 위한 가속기간이다. 이 가속기간과 소정 시간(t1)을 경과할 때까지 운전 당초의 실걸기 조작이 행해진다. 이 실걸기 조작은 뽑아져 나오는 합성섬유사를 흡입건으로 흡인하면서 각 롤러(111,112,127)에 건다라는 조작이다. 운전상태 판정수단(2a)은 상기 가속기간에는 비정상 운전시로 판정하고, 토크가 큰 V-F 패턴1을 선택하는 지령(f2)을 각 드라이버(DR1~DR3)의 제어부(21)에 출력한다.

각 롤러(111,112,127)에 대한 실걸기가 종료하고, 권취 운전기간에 들어가면 정상운전시로 판정된다. 운전상태 판정수단(2a)는 상기 정상운전시로 판정하면 토크가 작은 V-F 패턴2를 선택하는 지령(f2)을 각 드라이버(DR1~DR3)의 제어부(21)에 출력한다.

방사 권취 시스템의 정지의 타이밍은 주제어부(2)가 파악하고 있으므로 감속에 들어가기 전의 소정 시간(t2)을 포함하고, 감속을 개시하여 정지할 때까지의 기간이 감속기간으로 된다. 상기 감속기간 내에 각 롤러(111,112,127)가 감속 제어된다. 운전상태 판정수단(2a)은 상기 감속기간에는 비정상 운전시로 판정하고, 토크가 큰 V-F 패턴1을 선택하는 지령(f2)을 각 드라이버(DR1~DR3)의 제어부(21)에 출력한다.

도 3에 도시되는 보빈 스위칭는 프릭션 롤러(123)에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 기간이고, 프릭션 롤러(123)에 부하 변동이 발생한다. 그 때문에 프릭션 구동방식의 사조 권취기의 경우, 시동시의 가속기간 및 정지시의 감속기간에 추가로, 상기 자동적인 보빈의 스위칭 기간도 비정상 운전기간이 한다. 상기 보빈 스위칭 기간(실의 스위칭이송을 위한 실 이송기간)은 주제어부(2)가 파악하고 있고, 운전상태 판정수단(2a)은 상기 실 이송기간에는 프릭션 롤러(123)의 모터(M3)에 대해서는 비정상 운전시로 판정하고, 토크가 큰 V-F 패턴1을 선택하는 지령(f2)을 프릭션 롤러(123)의 모터(M3)에 대한 드라이버 (DR3)의 제어부(21)에 출력한다. 상기 실 이송기간에는 고뎃 롤러(111,112)에 있어서는 큰 부하 변동을 발생하지 않으므로 운전상태 판정수단(2a)은 고뎃 롤러 (111,112)의 모터(M1,M2)에 대해서는 비정상 운전시로 판정하지 않는다. 따라서, 고뎃 롤러(111,112)의 모터(M1,M2)에 대한 드라이버(DR1,DR2)의 제어부(21)에는 V-F 패턴1을 선택하는 지령은 출력되지 않는다.

이어서, 상기 모터 제어장치(1)의 작동을 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다. 사조 권취기의 시동시에는 우선 고뎃 롤러(111,112) 및 프릭션 롤러(127)가 합성섬유 필라멘트 사조의 주행속도에 알맞는 둘레속도까지 가속된다. 이 때, 주제어부(2)의 운전상태 판정수단(2a)은 가속기간의 비정상 운전상태인 것으로 판정하고, 각 드라이버(DR1,DR2,DR3)의 제어부(21)에 대해서 도 2의 V-F 패턴1을 선택하는 지령(f2)을 출력함으로써 각 동기 모터(M1,M2,M3)는 각 롤러(111,112,127)를 높은 토크로 가속하고, 관성이 큰 롤러(111,112,127)를 소정시간 내에 시작하게 할 수 있다. 각 롤러(111,112,127)가 소정 회전속도로 된 후, 타이머 설정 등에 의한 소정 시간(t1) 경과후까지 운전상태 판정수단(2a)은 비정상 운전상태로 판정하여 도 2의 V-F 패턴1이 선택된다.

상기 가속기간 중에 운전 당초의 실걸기 동작이 행해진다. 또한, 상기 짧은 가속기간 중에 권취 위치(a)의 보빈 홀더와 프릭션 롤러의 접촉시의 충격완화를 위해서 권취 위치(a)의 보빈 홀더의 모터가 구동된 후에 정지된다. 실걸기가 종료된 후, 각 롤러(111,112,127)에 걸어진 합성섬유 필라멘트 사조가 각 롤러를 따라 소정의 일정 속도로 주행 구동되는 권취 운전 중에 도달하면 주제어부(2)의 운전상태 판정수단(2a)은 권취 기간 중의 정상 운전상태인 것으로 판정하고, 각 드라이버 (DR1,DR2,DR3)의 제어부(21)에 대해서 도 2의 V-F 패턴2를 선택하는 지령(f2)을 출력함으로써 각 동기 모터(M1,M2,M3)는 각 롤러(111,112,127)를 작은 토크로 구동하고, 롤러(111,112,127)는 소정의 둘레속도을 유지하며 구동된다. 상기 권취기간 중은 작은 토크의 V-F 패턴이 선택되어 있기 때문에 각 동기 모터(M1,M2,M3)의 모터 효율이 좋게 되고, 소비전력을 줄일 수 있다. 모터 발열을 억제하여 베어링 수명을 연장할 수 있다. 또한, 드라이버(인버터)(DR1,DR2,DR3)의 출력전류가 내려가기 때문에 드라이버 자체의 수명을 연장하는 것도 가능하게 된다. 권취기간 중이 장기간이기 때문에 에너지 절약효과 및 베어링이나 드라이버의 수명을 연장하는 효과가 크다.

권취 보빈으로부터 빈 보빈으로 자동적인 실 이송을 행하는 경우, 주제어부 (2)의 운전상태 판정수단(2a)은 실 이송기간 중의 비정상 운전상태인 것으로 판정하고, 프릭션 롤러(127)의 드라이버(DR3)의 제어부(21)에 대해서 도 2의 V-F 패턴1을 선택하는 지령(f2)을 출력함으로써 동기 모터(M3)는 프릭션 롤러(127)를 높은 토크로 구동하고, 프릭션 롤러(127)에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 사이에는 동기 상태를 유지하여 구동된다. 또한, 상기 실 이송기간(t3)의 종료 후에는 주제어부(2)의 운전상태 판정수단(2a)은 권취기간 중의 정상 운전상태인 것으로 판정하고, 드라이버(DR3)의 제어부(21)에 대해서 도 2의 V-F 패턴2를 선택하는 지령(f2)을 출력함으로써 다시 동기 모터(M3)는 모터 효율이 좋은 상태로 구동된다.

또한, 상기 실 이송시에는 실 장력의 변동이 생기고, 상류의 고뎃 롤러 (111,112)에 전해지지만 합성섬유 필라멘트 사조가 옷감용 통상의 사조인 경우, 상기 실 장력의 변동은 작으므로 고뎃 롤러(111,112)에 관해서는 상기 실 이송기간에도 정상 운전상태인 것으로 판정한다.

사조 권취기의 긴급 또는 통상의 정지시에는 주제어부(2)의 운전상태 판정수단(2a)은 비정상 운전상태인 것으로 판정하고, 각 드라이버(DR1,DR2,DR3)의 제어부 (21)에 대해서 도 2의 V-F 패턴2를 선택하는 지령(f2)을 출력함으로써 각 동기 모터(M1,M2,M3)는 각 롤러(111,112,127)를 높은 토크로 감속하고, 롤러(111,112,127)는 소정 기간 내에 정지할 수 있다.

상기 실시형태의 사조 권취시스템에 있어서의 모터 제어장치는 이하와 같은 효과를 거둔다.(1) 고뎃 롤러(111,112) 및 프릭션 롤러(127)에 관해서 그 운전상태가 판정수단(2a)에 의해 판정되고, 그 판정수단(2a)으로부터의 V-F 패턴 선택지령 (f2)을 받아서 드라이버(DR1,DR2,DR3)는 V-F 패턴 변경수단(21)에 의해 그 운전상태에 맞는 V-F 패턴으로 변경되어 모터(M1,M2,M3)를 제어하므로 운전상태에 맞는 토크로 이들 롤러(111,112,127)의 모터(M1,M2,M3)를 구동할 수 있다.

(2) 고뎃 롤러(111,112) 및 프릭션 롤러(127)에 관해서 판정수단(2a)에 의해 판정된 운전상태가 큰 토크를 요하는 비정상 운전상태일 때에는 드라이버 (DR1,DR2,DR3)에 있어서 큰 토크를 발생시키는 V-F 패턴1이 선택되고, 판정수단 (2a)에 의해 판정된 운전상태가 장기간에 걸치는 정상 운전상태일 때에는 드라이버 (DR1,DR2,DR3)에 있어서 작은 토크를 발생시키는 V-F 패턴2가 선택되기 때문에 고뎃 롤러(111,112) 및 프릭션 롤러(127)를 구동하는 모터(M1,M2,M3)는 큰 토크를 요하는 비정상 운전상태에는 높은 토크로 구동되고, 장기간의 정상운전시에는 낮은 토크로 운전되고, 에너지 효율이 향상한다.

(3) 고뎃 롤러(111,112) 및 프릭션 롤러(127)에 관해서는 시동시의 가속기간 및, 정지시의 감속기간은 큰 토크를 요하기 때문에 판정수단(2a)이 비정상 운전시인 것으로 판정하여 큰 토크를 발생시키는 V-F 패턴1이 선택되기 때문에 시동과 정지를 신속하게 행할 수 있다.

(4) 고뎃 롤러(111,112)에 관해서는 가속기간 및 감속기간만이 큰 토크를 요하는 기간이므로 그 이외의 장기의 기간은 판정수단(2a)이 정상 운전상태인 것으로 판단하여 작은 토크를 발생시키는 V-F 패턴2가 선택되기 때문에 모터를 효율적으로 구동할 수 있고, 모터 및 인버터의 발열을 억제하고, 전력소비량을 저감할 수 있다.

(5) 프릭션 롤러(127)에 관해서는 가속기간, 감속기간 및 보빈 스위칭 기간은 판정수단(2a)이 비정상 운전상태인 것으로 판정하여 큰 토크를 발생시키는 V-F 패턴1이 선택되고, 그 이외의 장기의 기간은 판정수단(2a)이 정상 운전상태인 것으로 판단하여 작은 토크를 발생시키는 V-F 패턴2가 선택되기 때문에 시동, 정지 및 실 이송 시에 동기는 어긋나거나(동기 모터의 경우) 과대한 미끄러움(유도전동기의 경우)이 생기는 일없이 시동, 정지 및 실 이송 동작을 원활하게 행할 수 있고, 그 이외의 장기의 기간에는 모터를 효율적으로 구동할 수 있고, 모터 및 인버터의 발열을 억제하고, 전력소비량을 저감할 수 있다.

상기 구성의 모터의 제어장치에 관한 실시형태는 이하와 같이 변경하여 실시할 수 있다. (1) 상기 사조 권취시스템에 있어서 방사되는 합성수지 필라멘트 사조가 산업자재용인 경우, 실 이송기간(보빈 스위칭 기간)에 있어서 고뎃 롤러 (111,112)에 걸리는 부하의 변동이 크므로 고뎃 롤러(111,112)에 관해서도 실 이송기간(보빈 스위칭 기간)은 비정상 운전상태인 것으로 하여 시동 및 정지시와 마찬가지로 큰 토크를 발생하는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하도록 하여도 좋다.

(2) 사조 권취기로서, 보빈 홀더(123,124)가 권취기간 중에도 적극 구동되고, 프릭션 롤러에 대응하는 것이 터치 롤러로서 권취 위치의 보빈 홀더에 대해 종동 회전하는 스핀들 타입인 경우, 보빈 홀더(123,124)는 보빈 스위칭시마다 시동과 정지를 반복하고, 권취 위치의 보빈 홀더에 관해서는 권취 기간 중에는 감기 지름에 따라서 속도가 바뀌는 정도의 정상 운전상태로 되므로 시동과 정지의 비정상 운전상태에서는 보빈 홀더(123,124)의 모터(M4,M5)에 대해서 큰 토크가 생기게 하는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하고, 그 이외의 정상 운전상태에는 작은 토크를 생기게 하는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하도록 구성한다. 또한, 보빈 홀더 (123,124)의 모터(M4,M5)에는 유도 모터가 사용된다.

(3) 운전상태 판정수단(2a)은 주제어부(2)에 설치하는 구성이었지만 각 드라이버(DR1,DR2,DR3)에 설치하도록 하여도 좋다. 각 동기 모터(M1,M2,M3)에 속도계를 설치하고 있으므로 그 속도의 변화에 따라 시동시 또는 정지시를 판별할 수 있다. 또한, 각 드라이버(DR1,DR2,DR3) 자체가 주제어부(2)로부터 속도지령(f1)을 받으므로 이 속도지령(f1)의 값에 따라 각 드라이버(DR1,DR2,DR3) 자체가 시동시 또는 정지시를 판별할 수 있다.

(4) 상기 실시형태(도 1)에서는 운전상태에 대응한 V-F 패턴을 인버터(드라이버)에 기억하고 있었다. 즉, V-F 패턴 기억부(21a)를 인버터(드라이버)에 설치하여 두었다. 이것을 대신해서 운전상태에 대응한 V-F 패턴을 주제어부(2)에 설치하도록 하여도 좋다. 즉, 주제어부(2)에 V-F 패턴 기억부(21a)를 설치하도록 하여도 좋다. 또한, 이와 같은 운전상태에 대응한 V-F 패턴을 주제어부측에 설치하는 형태로서는 도 4에 도시하는 예와 같이 하여도 좋다.

이 예에 관해서 도 4를 참조하면서 이하에 설명한다. 도 4는 도 1에 대응하는 도면이고, 도 1과 다른 부분만을 도시하고 있다. 드라이버(DR1',DR2',DR3')는 제어부(V-F 패턴 변경수단)(221)를 구비하고 있다. 드라이버의 제어부(221)는 V-F 패턴을, 즉 출력전압과 출력주파수의 관계를 변경하는 것이다. 상기 제어부(221)에는 기준 V-F 패턴 기억부(221b)를 구비하고 있다. 상기 기준 V-F 패턴 기억부 (221b)에는 도 1의 V-F 패턴 기억부(21a)와 다르고, 운전상태에 대응한 V-F 패턴을 기억하는 것은 아니다. 기준이 되는 출력전압과 출력주파수의 관계식을 기억하는 것이다. 운전상태에 대응한 V-F 패턴은 주제어부(202)의 운전상태 대응 V-F 패턴 기억부(202b)에 기억되어 있다. 주제어부(202)는 운전상태 판정수단(202a)과 운전상태 대응 V-F 패턴 기억부(202b)를 구비하고 있다. 운전상태 판정수단(202a)은 도 1의 운전상태 판정수단(2a)과 마찬가지이므로 운전상태를 판정, 즉 정상 운전상태인지 비정상 운전상태인지를 판정하는 것이다. 상기 운전상태 판정수단(202a)으로부터는 운전상태 대응 V-F 패턴(202b)에 판정결과로서 V-F 패턴 선택 지령(f202)이 출력된다. 운전상태 대응 V-F 패턴 기억부(202b)는 운전상태에 대응한 V-F 패턴을 기억하는 것이다. 구체적으로는 비정상 운전상태와 정상 운전상태에 관해서 각각 기준 V-F 패턴 기억부(221b)에 기억된 기준 V-F 패턴에 대한 V/F비(X%,Y%)를 기억하고 있다. V/F비(X%,Y%)는 설정변경가능하다. 운전상태 대응 V-F 패턴 기억부 (202b)는 운전상태 판정수단(202a)의 지령(f202)을 받아서 이 지령(f202)에 대응한 V-F 패턴(V/F비)을 선택하고, V-F 패턴 변경지령(f203)을 드라이버의 제어부(221)에 출력한다. 또한, 드라이버의 제어부(221)는 패턴 변경지령(f203)을 받아서 지령 (f203)에 따른 V-F 패턴이 되도록 기준 V-F 패턴을 변경한다.

(5) 본 발명은 다른 섬유기계, 예컨대, 연신 가연기에 적용하여도 좋다.

(6) 본 발명은 모터의 종류를 상관하지 않지만 동기 모터인 경우, 동기는 어긋나는 문제가 크므로 동기 모터를 사용하고 있는 경우에 본 발명의 적용 효과는 크다.

상기 청구항1~4에 의하면 모터의 전체 운전상태에 있어서 모터를 원활하게 구동할 수 있음과 아울러 모터의 효율을 좋게 하여 소비전력을 줄일 수 있음과 아울러 모터의 발열을 억제하여 베어링 수명을 연장할 수 있다라는 효과를 가진다. 또한, 드라이버(인버터)의 출력전류를 줄일 수 있기 때문에 드라이버(인버터)의 발열을 억제하고, 드라이버(인버터)의 수명을 연장할 수 있다라는 효과가 있다.

Claims

섬유기계에 구비하는 장치를 구동하는 모터의 제어장치로서: 교류전원을 가변주파수 및 가변전압으로 변환하는 인버터를 구비하고; 상기 장치의 운전상태를 판정하는 판정수단과, 이 판정수단의 판정결과에 기초하여 상기 인버터의 출력전압-출력주파수 패턴을 변경하는 변경수단을 설치한 것을 특징으로 하는 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치.
제1항에 있어서, 큰 토크를 필요로 하는 운전상태를 비정상 운전상태로 하고, 그 이외의 운전상태를 정상 운전상태로 하고, 상기 정상 운전상태가 상기 비정상 운전상태보다 장시간에 이름과 아울러 상기 변경수단은 운전상태가 비정상 운전상태일 때에는 큰 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하고, 운전상태가 정상 운전상태일 때에는 작은 토크를 발생시키는 출력전압-출력주파수 패턴을 선택하는 것임을 특징으로 하는 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 비정상 운전시는 시동시의 가속기간, 정지시의 감속기간인 것을 특징으로 하는 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치.
제3항에 있어서, 상기 섬유기계는 합성섬유 필라멘트 사조를 권취하기 위한 사조 권취기이고; 이 사조 권취기에 구비하는 장치가 권취 패키지에 접촉하여 이권취 패키지를 회전시키기 위한 프릭션 롤러이고; 정상 운전상태일 때가 상기 프릭션 롤러가 소정의 회전속도를 유지하면서 회전하고 있을 때이고; 비정상 운전상태일 때가 상기 프릭션 롤러를 시동시킬 때의 가속기간, 상기 프릭션 롤러를 정지시킬 때의 감속기간 및, 상기 프릭션 롤러에 접촉하는 보빈을 한쪽의 보빈으로부터 다른쪽의 보빈으로 스위칭하는 보빈 스위칭 기간인 것을 특징으로 하는 섬유기계에 있어서의 모터의 제어장치.