专利名称：单锭驱动环形精纺机的制作方法
技术领域：
本发明涉及单锭驱动环形精纺机。
已知环形精纺机的锭是由专用电机单独相互驱动的。
这种常规的单锭驱动环形精纺机用感应电机10分别驱动锭，如图4所示，这些感应电机10又集中地仅被一个倒相器11驱动。请注意，参考数字12表示拉伸辊驱动电机，参考数字13表示拉伸辊驱动电机12的倒相器。
感应电机会产生滑动。这样，感应电机就带来了缺点。即，滑动使得电机的旋转速度随纱的卷绕量变化而改变，然后使得捻纱量随电机转速变化而变化。而且，因为只有一个倒相器共同驱动许多感应电机，所以它不能单独停止这台对应于锭出现异常情况(例如断纱)的电机及提供遥控操作。还有，为了对每一个锭检测象断纱这样的驱动异常，需要配备一个检测给每一驱动电机提供电流的专门电流检测器。
本发明的一个目的是提供一种克服了上述缺点的单锭驱动环形精纺机由于采用感应电机作单锭驱动电机，捻纱量因卷绕量及转速的变化而变化；为检测每一锭的驱动情况而需要配备诸如电流检测器之类的专用检测器，即在每一锭中检测是否发生断纱这样的异常。
根据本发明的第一方面，提供了一种单锭驱动环形精纺机，它包括分别专用于锭的单锭驱动电机，其中单锭驱动电机为同步电机，每一个同步电机根据从外部源输入的参考速度与该同步电机的速度之间的差，受到脉宽调制控制；每一锭的驱动条件又根据用于相应的同步电机的控制信号而受到监控。
用同步电机替代了常规的感应电机。也就是，每一锭受无刷直流电机或SR电机之类的电机驱动，其中在定子上提供卷绕以产生旋转场，具有直流磁极的转子以与旋转场同样的同步速度旋转。采用这样的同步电机，就不再发生滑动，而且即使卷纱量增加，电机的旋转速度也不改变，因此捻纱量改变的问题也消除了。再者，当断纱这样的异常发生时，同步电机的旋转速度保持恒定，这样，用于驱动控制同步电机的控制信号则经历剧烈的变化。所以，通过监控控制信号，每一个锭的驱动条件即可被检测。
根据本发明的第二方面，在这种单锭驱动环形精纺机中，控制信号是用于脉宽调制控制中的PWM占空比。这样，通过在软件上监控每一个同步电机的PWM占空比，就可检测每一个锭的驱动条件。
根据本发明的第三方面，作为另一种方法，每一个锭的驱动条件可以由监控用于速度PI控制的参考电流的方法来检测。
再者，根据本发明的第四方面，当对应于锭的控制信号经历很剧烈的变化以至超过一预定的变化率，驱动这一锭的同步电机就会被停止。由于采用这种配置，仅发生断纱这样的异常情况的锭的操作就可单独地并通过遥控操作来停止。
附图中
图1为表示根据本发明环形精纺机结构的示意图；图2为表示图1示出的锭驱动电机的速度控制部分示意图；图3A为表示根据本发明锭驱动电机的旋转速度和电流与卷绕时间的函数关系示意图；图3B为表示在正常工作期间内根据本发明的锭驱动电机的绕组的电流和相位电压示意图；图3C为表示在断纱期间内根据本发明的锭驱动电机的绕组的电流和相位电压示意图；以及图4为表示常规环形精纺机结构的示意图。
现在参照附图详细描述本发明的实施例。在根据本发明的单锭驱动环形精纺机中，拉伸辊(draft roller)(未示出)由图1示出的拉伸辊驱动电机12驱动。拉伸辊驱动电机12通过倒相器13被工业交流供电线4驱动。另外，许多锭(未示出)被驱动锭的诸如无刷直流电机或SR电机之类的同步电机1所驱动。每一个锭驱动电机1有一个专用的倒相器与之相连，每一倒相器2由直流电源3供以直流电。每一倒相器2根据来自主控制部分5的速度参考信号与来自相应速度传感器6的速度信号之间的差实行控制以驱动相应的锭驱动电机1。
每一锭驱动同步电机的驱动控制是以图2所示的方式由倒相器2来执行的。当倒相器2收到来自主控制部分5的速度参考信号时，倒相器2的速度控制部分7(做成速度放大器)发出预定的速度参考信号。根据来自速度控制部分7的信号，电流控制部分8的电流放大器发出参考电流。根据参考电流，PWM电路9向基本驱动电路10发出预定的PWM信号，相应的锭驱动电机1根据PWM信号被驱动。
锭驱动电机1具有速度传感器6。来自速度传感器6的信号反馈给速度控制部分7的输入端。而且，在本实施例中，由PWM电路9设定并起到控制信号作用的PWM占空比，经由确定部分11反馈给速度控制部分7的输入端。
PWM占空比是这样进行监控的。图3A示意性地示出锭驱动电机1的旋转速度及其电流随卷绕时间成函数关系变化的情况。如果假定锭驱动电机1的旋转速度与卷绕时间的函数关系保持不变，那么，负载随卷绕量从卷绕开始的逐渐增加而增加，这样，供给锭驱动电机1的电流也增加。然而，当因某种原因而发生断纱时，负载降低，其结果，供给锭驱动电机1的电流急剧降低，而且在这一降低的水平上几乎保持恒定。供给锭驱动电机1的电流及其卷绕的相位电压在正常工作期间内呈现出图3B所示的值。也就是，当锭驱动电机1处于稳定态时，其卷绕的相位电压以一预脉冲宽度反复导通断开，这样，供给锭驱动电机1的电流在由平均值限定的预定范围内保持通与断。在此条件下的PWM占空比如下PWM占空比＝导通时间×100％/{(导通时间)+(断开时间)}。
另一方面，当锭负载由于例如断纱而降低时，平均电流就降低。锭驱动电机1每次卷绕的相位电压的断开时间比导通时间长，如图3C所示。这样，PWM占空比从图3B所示的状态到图3C所示的状态的剧烈变化通过监控PWM占空比检测出，由于例如断纱而产生的负载波动可被定位。当确定部分11确定这种负载波动时，确定部分11示出一异常信号给主控制部分5。根据这一异常信号，主控制部分5停止有关锭的锭驱动电机1。也可以这样设计，即有关锭的异常情况仅显示在显示装置上(未示出)，而不停止响应锭的驱动电机1。
尽管在上述的实施例中将PWM占空比从PWM电路9输入到确定部分11内，但断纱这样的异常可通过使电流控制部分8对确定部分11输入参考电流来确定，如图2虚线所示，参考电流起到从电流控制部分8到PWM电路9的待输入的控制信号的作用。另外，如图2的点划线所示，异常可以通过使速度控制部分7将速度参考信号输入到确定部分11来确定，速度参考信号起到从速度控制部分7到电流控制部分8待输入的的控制信号的作用。
再者，锭驱动电机1可用下述方式来停止。将倒相器2中诸如PWM占空比的控制信号直接输出到主控制部分5，这样，在主控制部分5中就配置了被锭共用的确定部分。而且，根据每一倒相器2的确定部分11所获得的确定结果，使来自主控制部分5的参考速度无效。
根据本发明，通过执行起到单锭驱动环形精纺机的单锭驱动电机作用的同步电机的PWM控制，可将锭驱动电机的旋转速度保持在一预定值，而不受卷绕量变化的影响，这样，捻纱量因电机旋转速度变化而变化而电机旋转速度又受卷绕量变化而变化的缺点就可消除。
再者，根据本发明，锭的驱动条件可在控制软件上通过监控用于每个同步电机的驱动控制的控制信号来检测，这样，不用电流传感器就可检测出异常情况。
权利要求
1.一种单锭驱动环形精纺机，它包括分别专用于锭的单锭驱动电机，其特征在于所述单锭驱动电机为同步电机，每一台所述同步电机根据从外部源输入的参考速度与所述同步电机的速度之间的差，受到脉宽调制控制；每一锭的驱动条件根据用于相应的一个所述同步电机的驱动控制的控制信号受到监控。
2.如权利要求1所述的单锭驱动环形精纺机，其特征在于所述控制信号为用于脉宽调制控制的PWM占空比。
3.如权利要求1所述的单锭驱动环形精纺机，其特征在于所述控制信号为用于速度PI控制的参考电流。
4.如权利要求1至3中任一项所述的单锭驱动环形精纺机，其特征在于当对应于锭的所述控制信号已经历这样一种剧烈的变化以至超过预定变化率时，驱动锭的所述同步电机就停止。
全文摘要
在环形精纺机的锭驱动装置中,多个锭有专用的同步电机、倒相器和控制电路各自与其相连,而且控制电路与共同的直流电源相接。每一控制电路对相应的倒相器输出PWM信号,监控PWM占空比,检测由于PWM占空比的变化而使相应锭的驱动条件产生的剧烈变化,并通过该倒相器停止该相应的同步电机的工作。
文档编号D01H1/244GK1253187SQ9912350
公开日2000年5月17日 申请日期1999年11月5日 优先权日1998年11月5日
发明者坪井将嘉, 筱崎丰, 上松辰哉, 大立泰治 申请人:株式会社丰田自动织机制作所