用于控制纺织机 的电机传动的设备和方法 本发明涉及用于控制纺织机的电机传动的设备和方法。
在纺织机如粗纱机或连续环锭细纱机中，目前通常再分成机器的工作机构的机械控制装置，以及例如通过使用某些“无刷”或异步电机而应用各电机传动装置；这些电机传动是由其各自的系统(“逆变器”)来控制的，其目的是保证纺织机的每个工作机构在一定的生产参数(例如所生产的纱线的支数和每英寸地捻度)的基础上遵循其运动规律，所述生产参数存储在中央计算机中所装的一个应用程序中，中央计算机负责各电机传动的同步。
各电机传动之间的同步，以及在机器工作可接受的一定公差极限内保持工作机构的同步的方法，近来已经成为从事某些加工设备和应用程序生产的部门的研究目标，这不可避免地增加了纺织机的设计、制造和运转成本。
进一步的设计努力已经研制出能够以机器本身的工作参数为基础控制电子引导式纺织机的工作的系统和方法；在特定的情形中，某些使粗纱机的电机传动同步化并对其进行控制的方法是公知的，在其空气路径中头道粗纱的张力是衬锭(twisting flyer)的异常性状引起的，头道粗纱穿过衬锭后才由粗纱机的压缩机布置在卷筒上。同步及控制连续环锭细纱机的电机传动的某些系统，其环锭承载器的运动速度和卷筒的速度与纱线的“气圈(balloon)”的几何形状成正比。传统的控制系统包括“闭环”系统，它包括一系列传感器，它们设置在机器的工作机构上(例如用于监测连续粗纱机上的卷筒转动)，能够向处理器发出修正每个电机传动的公称转数所需要的信号；或者，纺织机的电机传动采用某种“主/从”式控制系统，其中使用基准信号来控制纺织机所有电机传动的转数。
但是，这种控制方法仅以纺织机的特定工作机构检测的单一的基准信号为基础，因而在提供基准信号的机构发生故障或事故的情形中，机器工作时，尽管在该基准机构和整个纺织机的其余工作机构之间保持同步，却没有监测在应用程序中为电机传动设立的生产参数。
因此，本发明的目的是克服上述缺陷，特别是提供一种用于控制纺织机的电机传动的设备和方法，以便保证其安全性和可靠性，同时相对于可以得到的优点来说，不需要使用比现有技术更复杂或昂贵的技术。
具体来说，本发明的目的是提供一种用于控制连续环锭细纱机和粗纱机的电机传动的设备和方法，它能够相对于传统结构的类似机器减少制造和运转成本。
这些和其它目的是通过分别按照权利要求1和2所述的用于控制纺织机的电机传动的设备来实现的。
在一种有利的方式中，相对于公知的技术来说，使用按照本发明的方法可以消除由于在纺纱、络纱或其它阶段中的故障或事故时卷筒或拉伸滚筒的停顿造成的时间损失。
因此，相对于公知技术来说，这可以显著提高纺纱的生产率，其原因在于控制过程及有关的纺纱、络纱和其它系统可完全自动进行；最后，相对于因此获得的优点来说，在纱线生产中的制造和运转成本比现有技术相对较低。
对照以下附图，阅读纯粹为了描述而不是限定为目的详细说明，可以进一步理解本发明的目的和优点。
图1表示纺织机的滚筒组件的简化平面图，包括一个按照本发明的用于控制其电机传动的设备。
图2是按照本发明的控制方法的框图。
现在参阅图1，C代表纺纱机(连续环锭细纱机)的滚筒组件，其中，一对由有关致动器控制的初级致动器C1控制细纱机每一侧上的电机传动，从一个“无刷”式电机取得其运动的一对二级和三级致动器C23控制纺织机的进一步的电机传动。大家知道，连续环锭细纱机的滚筒组件C是由一系列纤维拉伸装置构成的，其数目恰好等于锭子数目，锭子是在机器的一个或另一个前面上并排设置的；在图1的情形中，由标号10代表的出口拉伸滚筒从顶部受到压力辊(图中未画出)的压迫，成排的中间拉伸滚筒20由一些运动装置控制，运动装置中包括齿轮63，64，而齿轮65，66，67则控制成排的进口拉伸滚筒30；甚至成排的拉伸滚筒20，30设有一系列压力辊(为简化起见图中未画出)。
拉伸滚筒10，20，30彼此间同步并被强制控制，而压辊则是空转的；在这种情形中，纤维的拉伸是通过进口滚筒30、中间滚筒20和出口滚筒10的圆周速度差，以及通过纤维恰好夹在上部的压力辊和有关的下部的滚筒30，20，10之间而实现的。
为了实现需要的拉伸转动，滚筒20，30之间的转数比通过致动器C23保持恒定，由一个通过用户设定的值代表，第二滚筒20和第一滚筒10之间的转数比是可变的，可以由用户任意设定。
用于设定拉伸滚筒10，20，30的转数比的值的数据由在一个既定的应用程序中一些进口变量构成，所述应用程序照管“无刷”电机传动的管理。
具体来说，按照本发明生产的这些电机的控制设备在所述情形中可以控制用于生产称为闪光(flashed)或奇幻(fantashy)纱(例如用于窗帘、桌布和服饰)的纱线的连续环锭细纱机的拉伸装置。
闪光纱的具体几何特征使其织物的视觉外观呈现特色，这是由于它是由特定长度的、横截面规则变化的纤维构成的纱线织成的；相当于在一定长度的纱线本身中对纤维的限制的纱线横截面的定期变化决定了纱线的称为闪光的不规则性，这是由于其具有特色的几何形状的缘故。当两个相继的闪光之间的长度是不变的时候，纱线具有规则的闪光，而如果所述长度以随便的方式变化，那么，可以说纱线具有不规则的闪光。
为了直接在连续环锭细纱机中生产闪光纱线，也就是说，当纤维仍处于可拉伸的头道粗纱的物理状态时，必须在将其从第二滚筒20喂送到第一滚筒10时改变承受滚筒组件的拉伸动作的纤维的喂送。
由于第一滚筒10的控制借助致动器C1与第二滚筒20的控制同步，以及借助致动器C23与第三滚筒30的控制同步，因而通过使第二滚筒20的公称转数与第一滚筒10的公称转数之间的比可以适当的浮动的方式，可以获得第二滚筒20向第一滚筒10供送的纤维的喂送速率的变化。
如果第二滚筒20和第一滚筒10之间的转数比的值浮动一个有规律的幅度，那么，在纱线中产生的闪光将是有规律的，也就是说，在纱线的全长上每个闪光分开一个不变的间隔，而如果所述值以不规则的幅度浮动，那么，纱线的闪光就变得不规则了。
按照本发明的相同的方法可以类似地应用于粗纱机，以便连续地控制纱线的张力，同时，在从粗纱机拆去卷筒之前头道粗纱缠绕在细纱机的卷筒上。在这种情形中，(为了锭子和滚筒C的转数，为了锭子承载座的线速度和加速度的)致动器控制是在头道粗纱机的空气路径中测量的一个矢量的函数，该矢量相应于头道粗纱机的牵引力。
另外，所述方法也可以类似地应用于连续环锭细纱机，以便形成环锭承载座的线速度和加速度和锭子的转动，对于被生产的且独立于机器的其它传动的每个细纱支数来说，以便在卷筒上布置更多的纱线线圈，从而增加机器的生产率。
实际，实施本发明方法的设备可以按照图2中标号121所示，以简化方式控制机器例如上述粗纱机或连续环锭细纱机的(“无刷”或异步交流电机的)电机传动，以便适当地控制纺纱机的滚筒组件的致动器C1，C23，或者其它纺织机的锭子或滑块的致动器CF，CC。
具体来说，纺织机的每个电机传动或电机121设有一个用于测量和控制由所述电机121完成的转数的“编码器(encoder)”101，另外，一个中央电子装置111处理来自所有电机传动121的信号，并且将其与一系列在各电机传动121和储存在中央电子装置111中的应用程序中的机器技术参数之间的同步数据进行比较。
与一定电机传动121相关，公称转数N2的规律是以下述方式出现的：在检测其自己的电机传动121的转数N1之后，编码器101传输致动器112的转数(该致动器通常由与其连接的一个“逆变压(inverter)”构成，其又连接于有关的致动器C1，C23，CF，CC)；在这点上，致动器112进行“编码器”101传输的转数N1和公称转数N之间的差分运算(Δ＝N-N1)，所述公称转数N是由中央电子装置111发出的，并取决于机器的技术工作参数，例如支数、纱线生产率(米/分)和每英寸捻度。
在其后的一个步骤中，电子致动装置112调节N2(电机传动121的真实转数)，使其等于N(装置111中的应用程序中存储的电机传动121的理想转数)和ΔN之间的总合，因而通过增、减其自己的电机传动121的转数进行修正，以便取消上述差值ΔN。
具体来说，必要的理想状态是，在这种理想状态中，对于趋向于零的时间t来说，ΔN极限必须将自己取消，因而在所述极限变得大于(N2＞N)或小于(N2＜N)零的相反情形中，相应于致动器112的电机121的转数必须分别加以增加或减小。
最后，在N2＝N的情形中，在致动器112的部分上显然将没有转数的修正动作。
上面的描述阐明了作为本发明主题的用于控制纺织机的电机传动的设备和方法的特征和优点。
具体来说，它们包括下述方面：
—由于在纺纱、络纱或其它处理中的故障或事故而使锭子或拉伸滚筒停止造成的时间损失，相对于公知技术来说，被缩短，
—相对于公知技术来说，纺纱生产率得到提高，
—纺纱、织造或其它系统可以实现自动化，
—相对于公知技术来说，纺织机的制造和运转成本得以降低。
显然，按照本发明的用于控制纺织机的电机传动的方法及其相关的设备可以进行进一步的修改而不影响本发明构思固有的新颖性的原理，显然，在实施这种新方法而产生产品的过程中，图示细节的材料、形状和尺寸可以是任何类型的，这取决于具体要求，它们可以用其它技术上的等同物来取代。