CN1343270A - 纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织机械的锭子直接驱动电动机系统的安装,其中提供具有由电绝缘机构形成的外壳结构的绝缘特性优良的各电动机,供电线的带电部露出的各供电线分支部沿长度方向错开,确保绝缘用的距离,通过以接近方式设置各供电线,形成小型的导线系统,将该导线系统,与周边系统一起,安装于各电动机的外壳的前面,具有可安全地,以较小的尺寸,简单地形成系统的结构,降低成本的效果。
Description
技术领域
本发明涉及环锭纺纱机，环锭捻线机，倍捻机等的纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统。
背景技术
图1和图2表示多个电动机3，导线和周边系统的第1和第2系统的实例，该多个电动机3分别直接驱动排列于沿机械的整个长度范围设置的锭轨1上的多个锭子2。一般，所需电力约在30～50kVA的纺纱机械的电源电压的主流为交流400V级。
在图1的第1系统中，全部的电动机3通过大容量逆变器72一起驱动，在交流电源6通过变压机构71转换为直流电压后，从大容量逆变器72，通过供电线4，经每个电动机3的供电分支线4b，随制动装置101而动作的开关102，向全部的电动机3，供给交流电。在图2的第2系统中，1台电动机～多台电动机中的每台通过控制机构(此实例的情况为逆变器)8控制，交流电源6通过变压机构71，转换为直流电压，之后，直流电通过供电线4和供电分支线4b，经相应的逆变器8，再次转换为交流，接着，通过连接线4c，向各电动机3，供给交流电。另外，信号线5通过信号分支线5b，与逆变器8连接，停止开关103对逆变器8，发出锭子2的相应停止/启动的指令。由于在第1系统和第2系统的任何一个中，通常交流电源6单相接地，另外，变压机构71是非绝缘的，故各电动机3必须相对地线，具有抵抗电源电压的耐电压特性或绝缘特性。
图3～7表示已有技术。图3表示各电动机3的结构的已有实例。由硅钢片的定子铁芯3a1和线圈3a2构成的定子3a在定子铁芯3a1的外周的缘部，通过与金属制成的外壳3c嵌合而支承。压入有锭子2的锭胆2a的锭胆支承机构3d与外壳3c形成整体。压入有锭子旋转部2b的转子3b在定子3a的内部高速旋转。各马达3必须相对地线，具有抵抗电源电压的耐电压特性，但是，由于各电动机3的金属制成的外壳3c与机械支架导通，故必须仅仅通过线圈3a2的绝缘，确保该耐电压特性。如果万一该线圈3a2的绝缘发生破坏，由于在人手容易接触的各电动机3的外壳3c上，产生电源电压，故当机械支架在接地电阻较大的非理想的状态实现接地时，是非常危险的。另外，当将图1的开关102或图2的逆变器8或者停止开关103等安装于金属制的外壳上时，具有必须确保绝缘用的距离以便保持耐电压特性的限制，不容易以较小的尺寸安装。
图4为第1系统的导线系统安装的已有实例，在绝缘树脂制的导线管16的内部，裸铜线(裸线)的供电线41，42，43局部地埋设于绝缘树脂制的导线管壳体161中，各裸铜线之间按照确保与电源电压相对应的绝缘用的距离(此时为沿表面距离)的方式设置。
图5为第2系统的各电动机3，导线和周边系统安装的已有实例，向导线管163的内部供给直流电的供电线41，42与信号线51按照绝缘用的距离设置，它们安装于锭轨1的下方部分。在接纳外壳17的内部，接纳有逆变器8，停止开关103，控制部件104和供电分支线4b，信号分支线5b，连接线4c等的导线，它们覆盖各电动机3，锭子2的底部，锭轨1和导线管16，针对各锭子进行安装。
同样在图4的导线系统中，以及在图5的导线和周边系统中，交流400V级的机械的供电线4必须采用具有相应的较大直径的电线，另外，包括周边系统在内，必须确保与电压相对应的绝缘用的距离，另外，形成人的手不会简单地触及的安全结构，并且必须形成飞花(在空中漂浮的细微的纤维屑)不侵入的密封结构。按照此方式，由于导线和周边系统的尺寸相当大，形成复杂的结构，故在机械的内部，必须要求较大的安装场所，不是无论在哪都能安装的。
图6表示第2系统的各电动机3，以及导线和周边系统中的必不可少的信号传送系统的已有实例。在从控制整体机械的控制器11发送给逆变器8的控制信号中，具有速度指令，运行/停止/指令，制动指令，电动机保持指令，其它的信号，在从逆变器8发送控制器11的状态信号中，具有误差信号，误差类别信号，其它的信号。在整个长度在20～40m的纺纱机械中，如果通过并行数字方式，对这些控制信号或状态信号进行传送处理，由于必须要求非常多的导线根数，故安装和成本方面是不实用的。在图6的已有实例中，这些信号通过局域网(localnetwork(LAN))，借助多局之间的串行通信，进行传送处理。图7表示LAN中的各局中的主要电路结构，但是，该LAN采用作为传送媒体的，专用的同轴电缆或双扭线电缆，各局9(包含各逆变器8)或中继电路12采用可驱动约100个局的传送专用的驱动/接收电路9d，由此，形成具有实现涉及数百m的双向的信号传送的广泛应用性的，高度的串行通信系统。
在图6，图7所示的多局之间的串行通信系统中的LAN中，各组成部分在功能方面具有广泛应用性。相对机械的整体长度在20～40m的范围内，在设置于机械的左右的500～1000个逆变器8(局9)与对整体机械进行控制的控制器11之间，沿双向传送少量的数据信号这样的，纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统的用途，LAN的组成部分过多，安装困难，并且造成成本大幅度地上升。
本发明的目的在于解决直接驱动锭子2的各电动机，以及导线和周边系统的上述安装方面的几个课题，形成安全的，小型的，简单的结构，降低系统的成本。
本发明的公开方案
第1方案的特征
第1方案涉及一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统的发明，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机分别安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且覆盖上述定子，呈上述各电动机的外壳状。
第1方案的作用效果
按照第1方案，由于电绝缘机构在形成于上述各电动机的定子与支承锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且覆盖上述定子，呈上述各电动机的外壳状，故即使在万一定子线圈的绝缘发生破坏的情况下，因外壳的材质和结构的绝缘特性，在人的手容易触及的各电动机的外壳或锭子的锭胆上不产生电源电压，由此，具有不担心触电，安全的作用效果。另外，具有可以容易地以较小的尺寸在绝缘体的外壳上，安装电气部件等的周边系统的作用效果。
第2方案的特征
第2方案涉及一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统的发明，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机分别安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于形成下述导线系统，在该导线系统中，沿上述锭轨，设置用于向多个电动机供电的至少2根供电线，下述供电分支部沿上述供电线的纵向，至少以对应于上述各供电线之间的电压的绝缘用的距离，按照相互离开的方式定位，在该供电分支部中，针对每个电动机，直接地供电，或通过对1台或多台的电动机进行控制的控制机构，间接地供电处的，各供电线的带电部露出。
第2方案的作用效果
按照第2方案，由于上述各供电线的带电部露出的供电分支部沿上述供电线的纵向，至少以对应于上述各供电线之间的电压的绝缘用的距离，按照相互离开的方式定位，故具有可以接近的方式设置各供电线，可使导线系统的尺寸达到最小的作用效果。由于小型的导线系统的安装场所的限制很少，故还容易安装于比如，各电动机的外壳的前面。
第3方案的特征
第3方案除了具有第2方案所述的特征以外，其特征在于上述各供电线中的除了供电分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕而实现绝缘的裸线构成，硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且在按照覆盖上述定子的方式形成有上述各电动机的外壳的前面，由绝缘树脂形成的管与裸线构成的各供电线通过壳体覆盖而保持固定。
第3方案的作用效果
按照第3方案，除了第2方案的作用效果以外，由于上述各供电线中的除了供电分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕而实现绝缘的裸线构成，故将覆盖层剥离掉的作业也是不需要的，由于采用还针对供电分支线的连接，安装插头，将其插入裸线的孔中而实现接触的方法，故具有装配作业简单的作用效果。另外，由于通过在绝缘树脂制的管中立设有肋，可确保绝缘用的沿表面的距离，故可进一步减小各供电分支部之间的距离，可进一步减小导线系统的尺寸。
由于在以覆盖上述定子的方式形成有电绝缘机构的各电动机的外壳的前面上，由绝缘树脂形成的管和裸线形成的各供电线通过壳体覆盖而保持，故不必象过去那样，为了安装导线管，特别地设置相当大的场所或空间。另外，可将对1台电动机～多台中的各电动机进行控制的逆变器或供电分支线和其它的部件，与供电线一起，集中地安装于各电动机的外壳的前面。由于该集中的安装可省略连接线或各种部件，故具有成倍地减小尺寸的效果。
第4方案的特征
第4方案涉及一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统的发明，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机分别安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于针对1台或多台电动机中的每个，设置对该1台或多台电动机中的相应电动机进行控制的控制机构，在对应于规定台数的控制机构的长度上断开的，至少每1根的信号线分别沿规定台数的控制机构的每个设置，上述信号线与规定台数的控制机构的每台之间通过沿单向或双向传递信号的接收电路，或驱动/接收电路连接，经断开的上述信号线与下一级信号之间通过沿单向或双向传递信号的驱动/接收电路，直接地或间接地连接，同样依次反复地连接。
第4方案的作用效果
按照第4方案，由于按照与机械的组成单位的控制机构的数量有关的长度，将信号线断开，可形成有规律性的信号线结构，故具有装配作业的效率提高的作用效果。
另外，由于如果通过上述驱动/接收电路，可按照可对传送信号的波形干扰进行整形的程度，将信号线的长度断开，故具有下述作用效果，即即使在为不采用同轴电缆或双扭线电缆的不平衡传送通路或不平衡型驱动电路的情况下，仍可在较长的距离，高速地，稳定地传送信号。
第5方案的特征
第5方案除了第4方案的特征以外，其特征在于上述各信号线中的除了与上述控制机构连接的信号线分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕的裸线构成，硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且在按照覆盖上述定子的方式形成有上述各电动机的外壳的前面，由绝缘树脂形成的管与裸线构成的上述信号线通过壳体覆盖而保持固定。
第5方案的作用效果
按照第5方案，除了第4方案的作用效果以外，由于上述各信号线中的除了信号线分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕的裸线构成，故将覆盖层剥离的作业是不必要的，由于采用还针对信号分支线的连接，安装插头或触点，将其插入裸线的孔中，或夹持而实现接触的方法，故具有装配作业简单的作用效果。另外，绝缘树脂制的管可呈与裸线的绝缘和保持以及电气部件的安装相适合的形状，故装配作业性更加优良。
在按照覆盖上述定子的方式形成有电绝缘机构的上述各电动机的外壳的前面，由绝缘树脂形成的管与裸线构成的上述信号线通过壳体覆盖而保持固定，故不必象过去那样，特别设置导线管的安装场所。另外，可将对1台电动机～数台电动机中的相应电动机进行控制的逆变器，供电线，供电线分支线和其它部件，与信号线一起，集中地安装于各电动机的外壳的前面。由于该集中的安装可省略连接线或各种部件，故具有形成成倍地减小尺寸的效果。
附图的简要说明
图1表示纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统中的各电动机，与导线和周边系统的第1系统实例；
图2表示纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统的相应电动机，与导线和周边系统的第2系统实例；
图3表示各电动机的结构的已有实例；
图4表示第1系统的导线系统实际安装的已有实例；
图5表示第2系统的各电动机，与导线和周边系统的安装的已有实例；
图6表示第2系统的各电动机，与导线和周边系统的信号传送系统的已有实例；
图7表示LAN的各局的主要电路结构；
图8表示作为本发明的第1实施例的，各电动机的结构；
图9表示作为本发明的第2实施例的，将导线和周边系统安装于各电动机的外壳的前面的实例；
图10表示作为本发明的第3实施例的，串行通信系统的结构；
图11表示第3实施例的信号线与逆变器之间的驱动/接收电路；
图12表示将第3实施例的导线和周边系统安装于各电动机的外壳的前面的实例。
用于实现本发明的最佳形式
下面参照各图，对本发明的实施形式(实施例)进行描述。
通过图8对第1实施例进行描述。图8表示各电动机A3的结构。定子3a与金属制的锭胆支承机构A3d在设置在规定的位置关系的状态，通过形成作为位于其间的电绝缘机构的合成树脂而固定，由此，定子3a与金属制的锭胆支承机构A3d牢固地形成一体，并且电绝缘机构呈各电动机A3的外壳A3c状，以便覆盖定子3a。各电动机A3在从定子3a的线圈3a2，在定子铁芯3a1，外壳A3c，锭胆支承机构A3d，锭胆2a，环形轨1，机械整体的支架，到地线的通路中，可通过线圈3a2与电绝缘机构，确保抵抗电源电压的耐电压特性。由于即使在万一产生定子线圈的绝缘破坏的情况下，因外壳A3c的材质和结构的绝缘特性，在人的手不容易接触的各电动机的外壳或锭子的锭胆上，不出现电源电压，故没有触电的担心，是安全的。
通过图9对第2实施例进行描述。导线系统由采用绝缘树脂形成的导线管A161构成，该导线管A161围绕三相交流的供电线A41，A42，A43的3根裸铜线与各裸铜线，起对电线绝缘覆盖的作用，其设置于各电动机A3的，采用绝缘树脂形成的外壳A3c的前面，由下述接纳外壳A17(接纳壳体A171与接纳壳体盖A172)覆盖，保持固定，该接纳壳体A17为接纳随制动器A101而运动的开关A102或供电分支线A4b或其它部件的较小尺寸的形状，为全封闭结构，由绝缘树脂形成。
导线管A161中的至少一部分在由各供电线A4的供电分支部处A4a断开，裸铜线露出。由于作为该裸带电部的，供电分支部A4a相互沿供电线A4的纵向离开，以便确保绝缘用的距离，故供电线A41，A42，A43可以相互接近的方式设置。
导线管A161的长度也可为与每个电动机A3相对应的尺寸，还可为与多个电动机A3相对应的尺寸。
通过图10～12对第3实施例进行描述。图10表示本发明的第3实施例的串行通信系统的结构。逆变器A8的微型电路A9a在进行逆变器控制的同时，还进行作为局的通信控制。导线系统具有供电线A4和信号线A5。在信号线A5中，具有双向数据信号线A51，双向的控制信号线A52，公共线A53这3根线，由于在逆变器A8中，也可具有电源电路，故低电压的控制电源线不是必需的。信号线A5分为可通过驱动/接收电路A9d对由驱动电路可驱动的加载电路数量或导线阻抗等产生的波形干扰进行整形的程度的长度，以及由机械的组成单位确定的适合的长度。由于在信号线A5的断开部分实现转换的驱动/接收电路A9d对波形干扰进行整形，确保驱动容量，故即使在通过不平衡型逻辑电路形成驱动/接收电路A9d本身，通过裸铜线这样的不平衡型传送通路构成传送媒体的情况下，仍可以高速稳定地在较长的距离，传送信号。
图11表示第3实施例的信号线A5与逆变器A8(局A9)之间的驱动/接收电路A9d。由于微型电路A9a与数据信号线A51和控制信号线A52一起，沿双向交换信号，故它们分别由驱动电路和接收电路连接。驱动电路通过晶体管的发射极接地导通(open)集电极输出型的电路，与另一局的驱动电路实现接“或”连接。接收电路具有滞后输入特性。
图12表示将第3实施例的导线和周边系统安装于各电动机A3的外壳的前面上的实例。在第3实施例中，由直流的供电线A41，A42，信号线A51～A53和绝缘树脂制的导向管A161构成的小型的导线系统，设置于各电动机A3的绝缘树脂制外壳的前面，按照从其上，覆盖于接纳外壳A171上的方式，保持不动。另外，通过与供电分支部A4a，信号分支部A5a连接的触点，连接逆变器A8的电路衬底。停止开关A103与逆变器A8的电路衬底连接。最后，安装接纳壳体盖A172，形成封闭结构。
由于导线系统为小型，故可通过触点，将逆变器A8的电路衬底直接与各裸铜线连接，对应此情况，不需要供电分支线，信号分支线，或其它的部件。按照此方式，接纳壳体内的装配结构简单，可形成小型的接纳壳体A17，可容易形成全封闭的结构。
产业上的利用可能性
本发明的纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统有效地用作环锭纺纱机，环锭捻丝机，或倍捻线机等的驱动系统，可使各电动机，导线和周边系统形成小型的，简单的结构，可降低系统的成本。
Claims (5)
1.一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机分别安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于：
硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且覆盖上述定子，呈上述各电动机的外壳状。
2.一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机分别安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于：
形成下述导线系统，在该导线系统中，
沿上述锭轨，设置用于向多个电动机供电的至少2根供电线；
下述供电分支部沿上述供电线的纵向，至少以对应于上述各供电线之间的电压的绝缘用的距离，按照相互离开的方式定位，在该供电分支部中，针对每个电动机，直接地供电，或通过对1台或多台的电动机进行控制的控制机构，间接地供电处的，各供电线的带电部露出。
3.根据权利要求2所述的纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统，其特征在于：
上述各供电线中的除了供电分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕而实现绝缘的裸线构成；
硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且在按照覆盖上述定子的方式形成有上述各电动机的外壳的前面，由绝缘树脂形成的管与裸线构成的各供电线通过壳体覆盖而保持固定。
4.一种纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统，该纺纱机械包括排列于沿机械的纵向设置的锭轨上的多个锭子；多个电动机，该多个电动机安装于上述锭子上，分别直接驱动上述锭子，其特征在于：
针对1台或多台电动机中的每个，设置对该1台或多台电动机中的相应电动机进行控制的控制机构；
在对应于规定台数的控制机构的长度上断开的，至少每根的信号线分别沿规定台数的控制机构的每个设置，上述信号线与规定台数的控制机构的每台之间通过沿单向或双向传递信号的接收电路，或驱动/接收电路连接，经断开的上述信号线与下一级信号之间通过沿单向或双向传递信号的驱动/接收电路，直接地或间接地连接，同样依次反复地连接。
5.根据权利要求4所述的纺纱机械的锭子直接驱动电动机系统，其特征在于：
上述各信号线中的除了与上述控制机构连接的信号线分支部以外的部分由绝缘树脂形成的管围绕的裸线构成；
硬质性的电绝缘机构在形成于各电动机中的定子，与支承上述锭子的锭胆的锭胆支承机构之间时，将上述定子与锭胆支承机构连接，并且在按照覆盖上述定子的方式形成有上述各电动机的外壳的前面，由绝缘树脂形成的管与裸线构成的上述信号线通过壳体覆盖而保持固定。
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