專利名稱:帶有單獨的牽伸羅拉驅(qū)動裝置的細紗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種細紗機,特別是環(huán)錠細紗機,它具有一牽伸裝置、一錠子傳動裝置和一用于確定交流頻率的控制器,牽伸裝置的羅拉由同步馬達單獨驅(qū)動,通過分別配置的頻率調(diào)節(jié)器,在各馬達上施加可調(diào)頻率的交變電流,這些頻率可確定對應(yīng)于所需牽伸的轉(zhuǎn)數(shù)并可對頻率調(diào)節(jié)器的各頻率控制輸入進行調(diào)節(jié)的,通過另一頻率調(diào)節(jié)器在錠子驅(qū)動裝置上同樣施加頻率可調(diào)的交變電流。
細紗機的一個一般問題是,為了達到一特定的紗線所需的牽伸比,各牽伸羅拉的轉(zhuǎn)速必須彼此精確地校準,錠子的轉(zhuǎn)數(shù)也是這樣。特別是由靜止狀態(tài)開機和機器靠慣性轉(zhuǎn)動到靜止狀態(tài)時,可能會出現(xiàn)甚至能導(dǎo)致斷紗的牽伸故障。
傳統(tǒng)的齒輪傳動裝置為此將各牽伸羅拉的轉(zhuǎn)速彼此保持在一固定的比例,這種傳動裝置最近被各軸上設(shè)有一個或多個獨立運轉(zhuǎn)的電機裝置所取代。一種這樣的裝置例如可從EP-B1-0 349 831中得知。在這種裝置中,牽伸裝置的每個羅拉由一個傳動裝置驅(qū)動。
由DE 39 32 614 A1可得知另一細紗機,其羅拉輥直接與單獨控制的馬達的傳動軸連接。控制機構(gòu)具有一存儲設(shè)備,事先將各馬達的轉(zhuǎn)速分別存儲到該存儲設(shè)備中,以便向各運轉(zhuǎn)著的馬達輸出相應(yīng)的信號。然而,一臺這樣的裝置是非常昂貴的,因為在一臺細紗機中有多個單獨控制的馬達,特別是當(dāng)控制機構(gòu)必須這樣快地運轉(zhuǎn),以致于可在幾秒鐘之短的時間內(nèi)使細紗機由靜止狀態(tài)達到例如20000轉(zhuǎn)/分時。
本發(fā)明的任務(wù)在于,創(chuàng)造一種新型的開頭所述的那種細紗機,該細紗機特別提供了一種可靠的牽伸羅拉轉(zhuǎn)速的彼此匹配,并且可以以可靠的方式避免所需牽伸比的誤差。
本發(fā)明的目的通過具有如下特征的細紗機得以實現(xiàn),該細紗機的控制機構(gòu)具有一輸出端,該輸出端向頻率調(diào)節(jié)器之一的頻率控制輸入和電壓控制的主頻率生成開關(guān)電路輸出一信號,主頻率生成開關(guān)電路產(chǎn)生一通過該信號確定的主頻率信號并向分頻器的各輸入端輸出該主頻率信號,為了實現(xiàn)所需的牽伸,分頻器又向其它頻率調(diào)節(jié)器提供細分的不同分頻率。
因此本發(fā)明是這樣考慮的,從控制機構(gòu)只輸出一個控制信號,一方面由其引出第一頻率調(diào)節(jié)器之一的頻率,另一方面,只需便宜的小型信號元件就可從其引出控制牽伸裝置馬達所需的頻率信號。
用磁阻電機來驅(qū)動羅拉輥是特別有利的,因為通過在很大的頻率范圍內(nèi)設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù),無需振蕩或其它措施就可在機器啟動時從零開始同步運行。
對于帶有羅拉輥的細紗機,一個馬達就足夠了,而對于羅拉輥特別長的細紗機,在羅拉輥的兩側(cè)各設(shè)置一個相同的同步電機是有利的,兩個同步電機通過線路由同一頻率調(diào)節(jié)器加電壓,以這種方式,可將羅拉輥上不希望的扭力減至最小。對于具有成對構(gòu)造的牽伸裝置的細紗機,例如各牽伸裝置中設(shè)有兩個前、中和后羅拉的,在兩側(cè)被驅(qū)動的羅拉輥上,可以以單獨的一個頻率調(diào)節(jié)器驅(qū)動多達四臺電機,這明顯地減少了制造成本。
此外,對于羅拉輥特別長的細紗機,輥子(最好為同軸的)也被分割開,各輥的一端由一電機驅(qū)動。
頻率調(diào)節(jié)器可以選擇性地構(gòu)造成為通以交流電,例如380伏三相電的頻率逆變器,或者通過直流電的反相器。
電壓控制的主頻率生成開關(guān)電路優(yōu)選包括一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個數(shù)字乘法器,從而由從控制器輸出的模擬信號生成一數(shù)字的主頻率信號。在數(shù)字作用的分頻器中,該數(shù)字主頻率信號被高度精確而成本低廉地細分,以便規(guī)定出數(shù)字化控制頻率調(diào)節(jié)器的數(shù)字分頻率信號。這樣就可毫無困難地實現(xiàn)齒輪傳動的比例精度。若對比例精度有更細微的要求,也可以以替代的方式設(shè)置一種類似的信號傳遞。為分頻器設(shè)置的分頻比,以及由此引起的理想牽伸比,可以選擇性地由一編碼開關(guān)和/或控制器的一分頻比出口端生成,例如由一串聯(lián)接口生成。
在一優(yōu)選實施例中,控制器為一可存儲編程控制器。它輸出一個隨時間變化的模擬信號,以便送出一個預(yù)定的紡紗程序。
由控制器發(fā)出的模擬信號最好通過一充電回路施加到由電壓控制的主頻率生成開關(guān)電路上,以便在錠子加速而牽伸裝置尚未接通時首先形成氣圈。充電回路(例如構(gòu)成為阻容節(jié)的)在這種情況下可以以最簡單的方式使牽伸羅拉形成比錠子轉(zhuǎn)動滯后的啟動。一個設(shè)置在充電回路前的、大致作為由控制器驅(qū)動的晶體管而構(gòu)成的開關(guān)還可以以首先的滯后來接通該充電電路。在這種情況下,借助于在作為阻容節(jié)構(gòu)成的充電回路旁的另一開關(guān),可以將阻容節(jié)的電容器從充電回路中分開,并將其放電,這樣有利于細紗機的下一次滯后加速。這樣,一方面可以在牽伸裝置啟動之前為錠子加速,即氣圈形成設(shè)置足夠的時間。另一方面,可以避免運轉(zhuǎn)中的牽伸裝置慢慢地跟隨錠子轉(zhuǎn)速的變化。因此,本優(yōu)選實施例描述了極便宜的電子耦合器,通過這種電子耦合器,可以避免使用一種大約貴四倍的機械連接器,特別是對于在牽伸裝置的驅(qū)動裝置上設(shè)置磁阻電機的情況。
在普通的紡紗操作時,以這種裝置以可實施各驅(qū)動馬達彼此間的轉(zhuǎn)數(shù)之間的一個非常高比例的諧調(diào)。
這里描述的控制器也可有利地使用于具有與本發(fā)明同時提交的申請(我們的記號是R3360)中所描述并提出權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)的牽伸裝置,該申請所公開的內(nèi)容也被引用為本發(fā)明的主題。
下面僅以舉例的方式接合
本發(fā)明。
圖1為一按照本發(fā)明的細紗機的視圖,圖2為一轉(zhuǎn)數(shù)一時間圖表,其結(jié)合錠子和前羅拉的轉(zhuǎn)數(shù)描述了按照本發(fā)明的細紗機的一優(yōu)選實施形式的啟動特性。
圖3為一臺按照本發(fā)明的細紗機中不同替換形式的電路框圖。
按照圖1,細紗機10包括一錠子驅(qū)動裝置20,該驅(qū)動裝置優(yōu)選帶有一異步電機,一頻率調(diào)節(jié)器18對該異步電機提供交變電能。交變電流的頻率由從一可存儲編程的控制器22的一控制輸出端22a向該頻率調(diào)節(jié)器的一頻率控制模擬輸入端18a施加的控制信號所控制。在這種情況下,例如可以在頻率調(diào)節(jié)器18的頻率控制輸入端18a上提供0與10伏之間的電壓,其對應(yīng)于0與25000轉(zhuǎn)/分之間的轉(zhuǎn)速。
紗線(未示出)從帶有一前-或輸出羅拉14a、一中間羅拉14b和一后-或輸入羅拉14c的牽伸裝置引導(dǎo)到錠子上。這些羅拉在圖示的細紗機10上是成對設(shè)置并由同步電機,最好為磁組電機12a、12b、12c分別驅(qū)動的。對于非常長的牽伸羅拉,正如圖中的示的,這些電機成對設(shè)置在各羅拉的兩側(cè),因此,在一個三羅拉牽伸裝置中,最好設(shè)置三組四個一組的、優(yōu)選為同樣設(shè)置的同步電機,例如,12a1、12a2、12a3、12a4。
為了達到規(guī)定的牽伸比,由四個馬達構(gòu)成的、分別具有自身的頻率調(diào)節(jié)器16a、16b、16c的各馬達組12a、12b、12c獲得交變電流能量,該交變電流分別具有一以下面將詳細描述的方式在各頻率調(diào)節(jié)器的頻率控制輸入端16a1、16b1、16c1上確定的頻率。
為此,由可存儲編程控制器22在其輸出端22a上產(chǎn)生的模擬信號最好經(jīng)過一在運轉(zhuǎn)中常閉的開關(guān)40a和一充電電路32向一主頻率生成開關(guān)電路24輸送,充電電路32例如可以由一電容器構(gòu)成,該電容器經(jīng)過一阻容節(jié),可以有選擇地通過一轉(zhuǎn)換開關(guān)40b充放電;主頻率生成開關(guān)電路24在一優(yōu)選的實施例中包括一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器24a和一附接于此的數(shù)字-乘法器24b。主頻率生成開關(guān)電路的輸出信號經(jīng)線路42a-42d和與其連接的分頻器26a、26b、26c被施加在頻率調(diào)節(jié)器16a、16b、16c的頻率控制輸入端16a1、16b1、16c1以便向牽伸馬達12a、12b、12c供電。
分頻器26a、26b、26c各具有一第二輸入端,它們分別經(jīng)線路44a、44b、44c與輸入開關(guān)30,例如編碼開關(guān)連接,以便固定在分頻器中得到的分頻比。各分頻比也可由從可存儲編程控制器22的適當(dāng)?shù)妮敵龆税l(fā)出的信號來確定。
各頻率調(diào)節(jié)器的線路輸入端可連接于一中間網(wǎng)絡(luò)28,該中間網(wǎng)絡(luò)是牽伸裝置的所有頻率調(diào)節(jié)器與錠子的頻率調(diào)節(jié)器所共用的。
在細紗機上還配置一環(huán)錠細紗機馬達在34,一特別是也由中間網(wǎng)絡(luò)28提供功率的頻率調(diào)節(jié)器36向該馬達輸送可控頻率的交流功率,該交流功率的頻率可由一通過導(dǎo)線38施加的控制信號所控制,該控制信號采自可存儲編程控制器22的一第二控制輸入端22b,并對頻率調(diào)節(jié)器36的頻率控制輸入端36a1進行控制。
在一種優(yōu)選的實施形式中,在牽伸裝置的頻率調(diào)節(jié)器16a、16b、16c上或者在環(huán)錠細紗機的頻率調(diào)節(jié)器36上各設(shè)有一釋放控制接口(16a2、16b2、16c2、36a2)(Freigabesteuetranschluss)釋放控制接口通過一釋放電路46a-46d與控制器22連接,以便選擇性地釋放。
圖3示出了構(gòu)成中間網(wǎng)絡(luò)的幾種可能性。按照圖3a,頻率調(diào)節(jié)器18、16和34構(gòu)成為反相器,(Wechselrishter)一整流器52向這些反相器輸送例如540伏的直流電壓,該整流器是所有頻率控制器所共用的,并被通以380伏的三相電。按照圖3b,頻率調(diào)節(jié)器18、16和34均為頻率逆變器(Frequenzumrichter),它們由一共用的380伏三相電的中間網(wǎng)絡(luò)28提供能量。按照圖3c,只有頻率調(diào)節(jié)器18構(gòu)成為供以380伏三相電的頻率逆變器,其540伏中間電路向中間網(wǎng)絡(luò)28,從而也向構(gòu)成為反相器的其它頻率調(diào)節(jié)器16和34提供功率。
所以說,頻率調(diào)節(jié)器可以是反相器,也可以是頻率逆變器,這要看共同中間網(wǎng)絡(luò)28上通以直流電能還是多相交流電能。此外,也可以使頻率調(diào)節(jié)器18為一頻率逆變器,而反相器16a、16b、16c依附于其直流中間電路。
本發(fā)明的細紗機工作如下細紗機啟動時,首先將控制器22、主頻率發(fā)生器24、分頻器26等小信號開關(guān)電路接通,并由中間網(wǎng)絡(luò)28向各頻率調(diào)節(jié)器提供所需的電能,以驅(qū)動馬達。然后以可選擇的方式,通過鍵盤30或者控制器22和線路44,或者單獨的編碼開關(guān)30’向牽伸裝置的分頻器26a、26b、26c設(shè)置特定的牽伸所需的分頻比。在這種情況下,事先打開開關(guān)40a,并且將開關(guān)40b移動到充電位置。在這種情況下,經(jīng)過線路46向牽伸裝置的頻率調(diào)節(jié)器16的釋放入口16a2、16b2、16c2以及頻率調(diào)節(jié)器36的釋放入口36a2各提供一個釋放信號。
細紗機現(xiàn)在被調(diào)節(jié)到一理想的牽伸比。
緊接著該準備工序,從控制器的模擬輸出端22b,根據(jù)需要,通過導(dǎo)線38向頻率調(diào)節(jié)器36的頻率控制模擬輸入端36a2輸出一模擬信號,以驅(qū)動細紗機傳動裝置,并且在控制器22的模擬輸出端22a上,向頻率調(diào)節(jié)器18的頻率控制模擬輸入端18a輸出一0至10伏范圍內(nèi)的模擬信號,然后,頻率調(diào)節(jié)器向錠子驅(qū)動裝置20輸出一交變電流,該交變電流的頻率對應(yīng)于一例如0至25000轉(zhuǎn)/分之間的轉(zhuǎn)速。
經(jīng)過一段預(yù)定的時間,開關(guān)40a立刻接通,從而從控制器22的模擬輸出22a通過充電電路32向主頻率生成器24施加一模擬信號,在主頻率生成器的入口端,電壓現(xiàn)在隨著阻容節(jié)32中的電容的充電量而增高,如圖2所示。在本闡述性的實施例中,這一升高了的模擬信號由模-數(shù)轉(zhuǎn)換器24a轉(zhuǎn)換成一數(shù)字值,該數(shù)字值被提供到數(shù)字乘法器24b上。這一運算過的數(shù)字值作為主頻率信號,由線路42a的分支42b、42c和42d施加到牽伸裝置的分頻器26a、26b、26c上。
在分頻器26中,所施加的主頻率信號按照可彼此獨立調(diào)節(jié)的分頻比細分為分頻率信號,分頻比是從鍵盤30及編碼開關(guān)30’或控制器22通過電路44傳送到各分頻器26上的。這些分頻率信號還是數(shù)字值,它們代表了所需的頻率調(diào)節(jié)器輸出頻率。分頻信號被提供給牽伸裝置的頻率調(diào)節(jié)器16a、16b和16c的數(shù)字頻率控制輸入端16a1、16b1和16c1。相應(yīng)于分頻率信號,頻率控制器16a、16b和16c分別產(chǎn)生某一頻率的交變電流,該電流使馬達12達到理想的牽伸比所需的轉(zhuǎn)速。
一旦牽伸裝置由于充電電路的輸出電壓逐漸升高而平緩啟動,開關(guān)40b就被打開。然后,大約每當(dāng)控制器22的模擬輸出端22a向錠子驅(qū)動裝置的頻率調(diào)節(jié)器18所發(fā)出的信號按照一預(yù)定程序變化時,牽伸裝置就以齒輪般的精確跟隨錠子頻率的改變。
預(yù)定的被細分的主頻率信號為高頻信號,該信號還可以精確地調(diào)整各馬達所達到的轉(zhuǎn)速。
因此,牽伸裝置羅拉及細紗機的轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)于經(jīng)控制器22預(yù)定的錠子驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動頻率,無需在錠子驅(qū)動裝置上設(shè)置專用的測速電機或其它價格昂貴的裝置。通過在阻容節(jié)上選擇相應(yīng)的參數(shù),可使各羅拉輥的啟動滯后于錠子電機。滯后效果可以這樣提高,在錠子啟動以后再接通開關(guān)40。圖2中以錠子和前羅拉的轉(zhuǎn)速n為例,說明了按照本發(fā)明的一細紗機的這種啟動特性,圖中曲線所對應(yīng)的情形是,開關(guān)40是在錠子驅(qū)動裝置啟動處的零點后的一時刻T1上接通的。
對此,控制器22可以理解為發(fā)出一隨著一時間而變化的模擬信號,該時間符合一預(yù)定的紡紗程序。如果需要,紡紗期間的牽伸比可以由鍵盤30,或者選擇性在地控制器22校正或改變。利用這種方法可以很快地改變牽伸比。因此通過使電機頻率信號為非常高的頻率,可以由分頻器26非常精確地調(diào)節(jié)所述的牽伸比。
只要采用磁阻電機作為同步電機,還可以使這些電機耐久地直接與羅拉輥抗扭連接,而且二者之間無需連接件,因為如上所述磁阻電機本身是同步運動的,對此,在同時提交的、題為《細紗機的驅(qū)動裝置》的申請(DE-申請195 37 916.0)中描述了一種優(yōu)選的裝置。
通過使細紗機從控制器22的第二模擬輸出端22b接收其頻率控制信號,鋼領(lǐng)板可以獨立于牽伸羅拉和錠子驅(qū)動裝置而運動,特別是當(dāng)其它的驅(qū)動裝置完全靜止時。
控制器22也可向輸出端22a發(fā)出一個數(shù)字信號,以代替模擬信號。在這種情況下,主頻率發(fā)生開關(guān)電路24構(gòu)造成加工數(shù)字信號的電路,頻率調(diào)節(jié)器18也是這樣構(gòu)成為加工數(shù)字信號的頻率調(diào)節(jié)器。
權(quán)利要求
1 細紗機,特別是環(huán)錠細紗機,它具有一牽伸裝置、一錠子驅(qū)動裝置(20)和一用于確定交流頻率的控制器(22),牽伸裝置的羅拉(14a、14a1、14a2、14b1、14b2、14c1、14c2)由同步馬達(12a1、12a2、12a3、12a4、12b1、12b2、12b3、12b4、12c1、12c2、12c3、12c4)單獨驅(qū)動,通過分別配置的頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c),在各馬達上施加可調(diào)頻率的交變電流,這些頻率可確定對應(yīng)于所需牽伸的轉(zhuǎn)數(shù),并可對頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c)的各頻率控制輸入(16a1、16b1、16c1)進行調(diào)節(jié),通過另一頻率調(diào)節(jié)器(18)在錠子驅(qū)動裝置(20)上同樣施加頻率可調(diào)的交變電流,其特征在于控制機構(gòu)具有一輸出端(22a),該輸出端向頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c、18)之一的(18)的頻率控制輸入(18a)和電壓控制的主頻率生成開關(guān)電路(24)輸出一信號,主頻率生成開關(guān)電路產(chǎn)生一通過該信號確定的主頻率信號并向各分頻器(26a、26b、26c)的輸入端(16a1、16b1、16c1)輸出該主頻率信號,為了實現(xiàn)所需的牽伸,上述分頻器又向其它頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c)的頻率控制輸入端提供細分的不同的分頻率。
2 如權(quán)利要求1所述的細紗機,其特征在于驅(qū)動羅拉輥的同步電機為磁阻電機或者永久磁鐵激勵的同步電機。
3 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于頻率調(diào)節(jié)器(18、16a、16b、16c)具有一能量輸入端,頻率調(diào)節(jié)器之一(18)由該能量輸入端提供電能。
4 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于每個牽伸羅拉上配置有兩個同步電機,這兩個同步電機分別配置在牽伸羅拉的兩相對端,并由同一頻率調(diào)節(jié)器提供相同頻率的交流電。
5 如權(quán)利要求4所述的細紗機,其特征在于這些牽伸羅拉被分割開,特別是同心地分開,并且每個分羅拉被單獨驅(qū)動。
6 如前述任一項權(quán)利要求所述的裝置,其特征在于頻率調(diào)節(jié)器為在輸入端通以直流電能的反相器,或者在輸入端通以交流電能的頻率逆變器。
7 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于電壓控制的主頻率生成開關(guān)電路(24)包括一模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(24a)和一數(shù)字頻率乘法器(24b),二者產(chǎn)生一數(shù)字主頻率信號,該數(shù)字主頻率信號由分頻器(26a、26b、26c)數(shù)字細分,另外的頻率調(diào)節(jié)器(16a1、16b1、16c1)的頻率控制人口端構(gòu)造成用于接受數(shù)字化的預(yù)先規(guī)定的控制信號的頻率調(diào)節(jié)器。
8 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于為了調(diào)節(jié)分頻器(26a、26b、26c)而設(shè)置編碼開關(guān)(30)。
9 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于由分頻器設(shè)置的分頻比可以由從控制器(22)輸出的信號,特別是模擬信號調(diào)節(jié)。
10 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于控制器(20)為一可存儲編程控制器。
11 如權(quán)利要求10所述的細紗機,其特征在于可存儲編程控制器(22)輸出一按照預(yù)先的紡織程序隨時間變化的模擬信號。
12 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于控制器(22)構(gòu)造成在輸出端輸出一模擬信號或數(shù)字信號的控制器。
13 如權(quán)利要求12所述的細紗機,其特征在于通過一充電電路(32)將控制器(22)的模擬輸出端(22a)所輸出的模擬信號輸送到電壓控制的主頻率生成開關(guān)(24)上。
14 如權(quán)利要求13所述的細紗機,其特征在于在充電電路前設(shè)置一開關(guān)。
15 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于為鋼領(lǐng)板設(shè)置一單獨的電機(34)和頻率調(diào)節(jié)器(36)。
16 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于控制器(22)還為頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c、36),特別是為牽伸裝置的頻率調(diào)節(jié)器(16a、16b、16c)提供釋放信號。
17 如前述任一項權(quán)利要求所述的細紗機,其特征在于具有一頻率控制模擬輸入端(18a)的第一頻率調(diào)節(jié)器向錠子驅(qū)動裝置(20)提供能量。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種細紗機,帶有一牽伸裝置、一錠子傳動裝置和控制器。牽伸裝置的羅拉由若干同步電機分別驅(qū)動。通過所分派的頻率調(diào)節(jié)器向各電機提供頻率不同的交流電,這些頻率根據(jù)一所需的牽伸比,在各頻率調(diào)節(jié)器的頻率控制入口端可彼此調(diào)節(jié)。錠子驅(qū)動器由另一頻率調(diào)節(jié)器提供同樣是頻率可調(diào)節(jié)的交流電。控制器用于規(guī)定交流電的頻率。本發(fā)明的細紗機特別是能夠保證各牽伸羅位的旋轉(zhuǎn)速度彼此之間的可靠的適應(yīng)。并且能以可靠的方法避免所需牽伸比的偏差。
文檔編號D01H5/32GK1156192SQ9612277
公開日1997年8月6日 申請日期1996年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月10日
發(fā)明者H·沃爾夫 申請人:里特機械公司