JPH04207998A

JPH04207998A - 繊維機械

Info

Publication number: JPH04207998A
Application number: JP2329376A
Authority: JP
Inventors: Motonobu Hattori; 元信服部; Hiroshi Chiba; 千葉　宏; Takeshi Komata; 剛小俣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、リンク精紡Ｉ！二こ代表される！Ｉｉ維機械
に係り、特にスピンドルを個々に駆動するモータと、該
モータニこ夫々対応したインバータを備えた個別駆動方
式の繊維機械に関する。

［従来の技術］繊維機械を代表するリング精紡機ては、撚りをかけた糸
を巻取るスピンドルと、撚りをかける前の粗糸の供給と
伸延を行なうドラフトローラの間で運転開始から停止ま
で回転の同期を侃つ必要がある。近年まではこの両機構
はチェーン、キヤあるいは・＼ルトなとて機械的に連結
された単一モータで駆動する方式が採用されてきた。し
かし最近省エネやフレキシブルな生産管理のため、各ス
ピンドル毎に個別モータを設けてこれらのモータを可変
速制御する個別駆動方式のリンク精紡機が注目されるよ
うになってきた。

二の個別駆動方式リング精紡機の従来例として、特開昭
５９−２０４９２９号公報に記載のものかある・この１
足来ゆ］のンステム構成を第５図に示す。

二の１に東国は、個々のスピンドル毎に駆動モータ１０
３を持ち、ドラフトローラ部もそれ専用の駆動モータ１
０４を持っている。これらを可変速する制御装置（回転
数調整装置）は１０３．１０４二こ共通の作業１立置１
０５ことに設けられる。これら作業位置で互いに独立に
中央の制御装置１０６から指令を受け、駆動モータ１０
３．１０４を制御する。またインバータの直流回路を各
作業位置に共通接続し１台のコンバータ１０１て電力を
供給するようにしたものである。

［発明か解決しようとする問題コしかしこの従来例においてはスピンドルモータ駆動は、
オーブンループ制御であり、スピンドルモータとドラフ
トローラ間の回転速度を精度よく同期をとって運転する
ことについては考慮がされていない。

［課題を解決するための手段］本発明では上記課題を解決するために、複数のスピンド
ルを個々に駆動ｆるスヒ：／トル駆動モータと、前記各スピンドル駆動モータの各々に対応したスピンド
ル駆動用インバータと、ドラフトローラを駆動するドラフトローラ駆動ｍモータ
と、前記ドラフトローラ駆動用モータを回転制御するドラフ
トローラ駆動用インバータと、前記スピンドル駆動用インバータと前記ドラフトローラ
駆動用インバータに直流電力を供給するコンバータを愉えた繊維機械において、前記各スピンドル駆動モータの回転速度が、各々に対応
した前記スピンドル駆動用インバータにフィードバック
されるよう構成したものである。

［作用コ各スピンドル駆動モータの回転速度は、各々に対応した
前記スピンドル駆動用インバータにフィードバックされ
る。これにより負荷的受電変動による速度変動が低減さ
れる。

Ｃ実走例コ第１図に本発明の一実舟例具体例を示す。第１図の実施
例二、ｔ　＋７　；り精紡機：こ代表ざｎろ繊維８！械
：こ適用し・たものである。

第１図：こ示す様に、二の繊維機織二ｉスヒー・トルを
駆動するＩ構部１５、機構部１５の回転を制ｉａｌ！す
るスピンドルモータ制御１部１３、スヒ、／トルを駆動
する機構部１５の回転と所定の比率で同期か取られて回
転するドラフトローラ機構部１６を備え、ざらにスピン
ドルモータ制御部１３とドラフトローラ機構部１にこ電
力と速度指令を与える主側′ｍ盤Ｉ４を備える。

スピンドルを駆動する機構部１５は、スピンドルおよＵ
各スピンドルを個別に駆動するモータ５（５−１，５−
２・・・）を鴎える。

スピンドルモータ制御部１３は、各スピンドル駆動モー
タ５に対応した制別のインバータ３に３−１．３−２・
・・）およびそれらのインバータの運転、停止を切り替
えろ切替（言号発主手段１２（＋２−４、１２−２・・
・）を１蒲える。

Ｆラフｊ−ロー→側ＪＥＪＩ（＋　６　：ｉ　、　Ｉ・
ラフｊ−自−ご・７およびそイい♂を駆動するモー７６
を鳩えろ。

電ｉＦｊ　１から人力さイまた又流電力；ま、コンバー
タ２により直流電力に変換され共通の直流母線を通して
、スピンドル駆動モータ制御部１３とドラフトローラ駆
動用インバータ４に供給される。ドラフトローラ駆動用
インバータ４は、コンバータ２の出力直流電力を、速度
指令制御部９の所定の比率で分配された速度指令により
可変周波数の電源に変換しドラフトローラ駆動用モータ
に供給する。

コンバータ２は交流入力を直流に整流する整流器２２と
、その出力を電圧制御により一定低電圧の直流ζこ変換
するチョッパ制御部２３を有する。

そして速度設定器８からの速度指令が人力され、速度指
令制御部９によってスピンドル用インバータ３とドラフ
トローラ用インバータ４に対し、所定の比率す、、　：
　ｂ、て速度指令ｂｓＰ、ｂＩｌが出力され、スピンド
ル駆動モータとドラフトローラ駆動用モータはこの所定
の比率；こ基ついた回転速度で同期運転か１テなわれ、
粗糸の沖延と巻き取り、つまり紡糸か１テなわれるので
ある。

スピンドル駆動用モータ５；ま、速度フィードバックに
よる速度別−を行う速度フィードバック形モータか採用
される。スピンドル駆動用速度フィードバック形モータ
に各々対応したインバー・夕は、その出力の周波数か設
定周波数と一致するように自動制御される。つまり負荷
や受電変動に影響されることなく、速度は設定値に保た
れる。設定値とは各インバータ３−ｎに入力される共通
の速度指令である。このようにして速度フィードバック
形モータによって駆動されるスピンドルの速度精度は従
来のインダクションモータによる駆動に比へ大幅に改善
される。

なお速度フィードバック形モータとして例えはブラシレ
スＤＣモータを使用する二とかできろ。以下ブラシレス
ＤＣモータの例で説明する。

ブラシしヌＤＣモータは、それと組み合わされるインバ
ータの出力電圧位相をブラシレスＤＣモータの回転子１
１１の位置に合わせて出力するように制御される。ブラ
シレスＤＣモータ５−ｎの回転子磁極の位置合わせは、
ｒンハータ出力電圧の無通電期間の誘起電圧波形を検出
することにより１テう二とかてきる。この検出方法は余
分な検出器を必要としないのでさらに製電の小形化が図
れる。

曲の回転子磁極の位置検出方法として、検出専用の巻ｖ
Ａを固定子側に設けて、回転子磁極の移動によってその
巻線に誘起される電圧波形から磁Ｆｉ！装置を検出する
方法や磁極位置検出用エンコーダによる方法等かある。

第２図はインバータの内ｏＢを記述したものである。

これらは大別して、３２−ｎのインバータ部と３３−ｎ
〜３６−ｎの制御部に分けられる。

インバータ部（出力素子部）３２−ｎは端子ＰＮから直
流を人力し、端子Ｕ　Ｖ　Ｗへ三相交流として出力する
。コンデンサ３１−ｎはインバータ３−ｎの人力部にあ
り、コンデンサ２１と同様直流を平滑するが、コンデン
サ３１−ｎは機械全長に亘り共通の直流母線に分散され
て接続されているので、コンバータ２からインバータ３
−ｎまての電圧降下を小さく抑えろ二とかできる。また
速度指令１言号１）Ｓ３は、速度制御回路３５−ｎに人
力されｐＨｖ＼］発生回ｍ　：３−！　−ｎ、・＼−ス
駆動回路３３−ｎを通してインバータ部３２−ｎへ出力
される。

速度制御回路３　ｒｙ　−ｎ、・・、−ス駆動回８３３
−　ｎは切替信号発生手段１２−ｎの信号ｆ　（こよ勾
動作、不動作が制御される。

このインバータは、インバータの人力直流電圧を一定の
但電圧直流回路とすることて、インバータ部３２−ｎま
たは制御部３３−ｎ−３６−ｎを集積回路化することか
可能である。また低電圧直流回路としたことによって絶
縁距離や部品定格を小さくてき、集積回路化と相まって
インバータを大幅に小形にすることか可能となる。イン
バータ部３２−ｎと制御部３３−ｎ〜３６−ｎから構成
される分散インバータ３−ｎは、コンバータ２との間を
、コンバータ回路で一定の低電圧に制御された共通の直
流母線で結線される。二のように低電圧化は、各インバ
ータの小形化を可能にすると共にｉ碓機械全体を小形化
する二とか可能となる。

さ・３にフラ／しスＤ　Ｃモータ；ま、その原理上トル
ク電流比かすぐれて、おり、同一出力、同一トルク（同
一加速特性）を碍るための電流か小ざくて済みインバー
タ写量を小さく抑Ｘることか可能である。つまり個々の
インバータ部こ分散させるの：こ必要な小形化が容易−
二なるものである。

二の実施例によれば、速度精度を向上できると共；こ、
インバータの集積回路化、絶縁距離二こよろ配線の容易
化等により、繊維ＩＩ械の大幅な小形化が図れる効果が
ある。

第３図に他の実施例を示す。第】図の実施例と異なる点
は、単錘たけの急停止（急減速）を行う為の急加減運用
インバータ１０、急停止（１，減速）や運転復帰時にモ
ータ５の接続をインバータ３−ｎからインバータｌＯへ
切り替えるための切Ｖ手段１１．およびこの切替手段１
１に連動しインバータ３とインバータ１０の出力の開始
、遮断制御を指令する切替信号発生手段１７を備えてい
る二とである。インバータ１０はコンバータ２の直流出
力母線に接続され電力が供給される。

またインハーグ１０には速度指貨制御卸部９の速度指令
１言号ｂｓＦも人力され、インバータ１０の出力闇彼教
か制御される。・ｆンハータ１０は切替１言号発生手段
１７からの信号ｅ：こより出力の開始、遮断か制御され
、イ〉ハーグ１０の出カニｉ出力線（Ｉを通し・て切替
手段１１へ送られる。

今、同等かの原因で紡糸中のスピンドル５−ｎて糸切れ
が発生したとする。二の時の制御タイムチャートを第４
図に示す。糸切れが発生すると、スピンドルに接続され
ている切替手段１１−ｎと、これ二こ連動している切替
信号発生手段１７−ｎを、糸切れ発生時の制御を行う制
御装置２０からの指令；こよりで、加減連用インバータ
１０側に切り替える。切替手段１１は主回路Ｕ、〜°、
Ｗの切り替えを行なう。また切替信号発生手段１７はイ
ンバータの出力遮断制御の切り替えを１テなう。インバ
ータ１０ごこ切替信号発生手段１７の信号ｅか入力され
ろとそれまで速度指令ｂｓｐに該当する周波数を出力で
きるように内部的に動作していたインバータｌＯの制御
回路は、■、“、ｖ、Ｗ相の誘起電圧から検出した回転
子磁極の位置にインバータ１０の出力電圧位相を合わせ
て出力を開始し、モータを電気的に接続してから急減速
で停止させる。糸切れをＩｔ！復した後、スピンドルは
再加速される。二の再加速は、トラットローラが定常運
転している最中に行なうことになるので、糸切れしない
ためには急加速で立上げなければならない。

糸切れ修復後、インバータ１０により急加速して再び元
の速度に到達した時、切替手段１１−ｎ、切替信号発生
手段１７−〇をスピンドル駆動用イ〉ハーグ３−ｎ側に
切り替える。インバータ３−ｎに切替信号発生手段１７
−ｎの信号ｆが人力されろと、それ迄速度指令ｂ３ｐに
該当する周波数を出力できるように内部的に動作してい
たインバータ３−ｎの制御回路はＵ、Ｖ、Ｗ相の誘起電
圧から検出し・た回転子磁極の位置にインバータ３−ｎ
の出力電圧位相を合わせてから出力を開始する。

このように磁極位置検出に基づくインバータ出力電圧の
位相合わせを行なうので大きな過渡電流か流れることも
なく、確実に切り替えか実行出来る。

こうして糸切れ前の運転状すに完全に復帰できるのであ
る。なおインバータＩ　０８．ｔ〜錘のスヒシトルモー
タを、さ、加減速するのに充分な容量でなけれ：まなら
なし・。

二の実施例；こよれこま、速度精度を向上できると共に
、急加減速用インバータを設Ｓする二と：こより糸切れ
時の切り換えが容易であり更に個別インバータの容量ア
ップを押えることかできる。すなＪ］ち急加減速用イン
バータか急加減速を受は持つのて、個別インバータの方
は急加減速の必要はなく、定常運転時の容量で良い。そ
して容量を大きくするのは１台ので、加酸速用インバー
タのみて良い。個別インバータの方は数か多いので容量
アップを押える上で大きな効果かある。

二のような個別ｒンハータの小形１ヒこよ、個々の紡機
のＩｌ構土の空きスベースを利用し・て個別インバータ
に分散して実装することを可能にし、紡機システムの大
幅な小形（ヒか図れる効果かある。

なお以上の実権例では速度フィードバック形モータとし
てブラルヌＤＣモータを用いた１クリで説明したか、誘
導電動図を・＼クトル制御て運転ｆ−３屯２のでも同様
に使用できる。

［発明の効果コ本発明によれ二よ速度精度が太幅二こ改善され、紡糸精
度を大幅改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のシステム構成図である。第２図は、本発明の一実施例の個別インバータの構成図
である。第３図は、本発明の他の実施例のンステムＩ！成図であ
る。第４図は第３図の動作タイムチャートである。第５図は従来例を示す構成図である。符号の説明ｌ・・電ｉ原、　２・・・コンバータ、　　３・・・ス
ピンドル駆動用インバータ、　４・・・ドラフトローラ
駆動用インバータ、　　５・・・スピンドル駆動用モー
タ、６・・・ドラフトローラ駆動用モータ、　７・・・
ドラフトローラ、　８・・・速度設定部、　９・・・速
度指令制御部、　　１０・・・で、加減連用インバータ
、１１・・・切替手段、１２．１７・・・切替信号発生
手段、１３・・・スピンドル駆動モータ制＃部、　　Ｉ
４・・・主制御盤、　　１５・・・スピンドル駆動機構
部、　　１６・・・ドラフトローラ機構部、１８・・・
スビシトル駆動モータ制御部、１９・・・主制御盤、第
２図ＵＶＷ　　　　　　　　　　ｆ３Ｉ−力

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のスピンドルを個々に駆動するスピンドル駆動
用モータと、前記各スピンドル駆動用モータの各々に対応したスピン
ドル駆動用インバータと、ドラフトローラを駆動するドラフトローラ駆動用モータ
と、前記ドラフトローラ駆動用モータを回転制御するドラフ
トローラ駆動用インバータと、前記スピンドル駆動用インバータと前記ドラフトローラ
駆動用インバータに直流電力を供給するコンバータを備えた繊維機械において、前記各スピンドル駆動用モータの回転速度が、各々に対
応した前記スピンドル駆動用インバータにフィードバッ
クされるよう構成されたことを特徴とする繊維機械。２、前記スピンドル駆動用モータは、速度フィードバッ
ク形モータであることを特徴とする請求項１記載の繊維
機械。３、前記速度フィードバック形モータは、ブラシレスＤ
Ｃモータであることを特徴とする請求項２記載の繊維機
械。４、前記コンバータは電圧制御手段を有し、前記コンバ
ータの直流出力電圧が一定の低電圧に制御されることを
特徴とした請求項１記載の繊維機械。５、前記インバータは、インバータ部と制御部から構成
され、それらの少なくともいずれか一方が集積回路化さ
れた回路により構成されたことを特徴とした請求項４記
載の繊維機械。６、複数のスピンドルを個々に駆動するスピンドル駆動
用モータと、前記各スピンドル駆動用モータの各々に対応したスピン
ドル駆動用インバータと、ドラフトローラを駆動するドラフトローラ駆動用モータ
と、前記ドラフトローラ駆動用モータを回転制御するドラフ
トローラ駆動用インバータと、前記スピンドル駆動用インバータと前記ドラフトローラ
駆動用インバータに直流電力を供給するコンバータを備えた繊維機械において、前記複数の個別スピンドル駆動用インバータの少なくと
も２台以上に共通の急加減速用インバータと、前記スピ
ンドル駆動モータを、前記急加減速用共通インバータま
たは前記個別スピンドル駆動用インバータに切り替え接
続する手段とを備えたことを特徴とする繊維機械。７、前記スピンドル駆動用モータは、前記スピンドル駆
動用モータの回転速度を各々に対応した前記個別スピン
ドル駆動用インバータにフィードバックされるよう構成
された速度フィードバック形モータであることを特徴と
する請求項６記載の繊維機械。８、前記速度フィードバック形モータは、ブラシレスＤ
Ｃモータであることを特徴とする請求項７記載の繊維機
械。