JPH08507488A - 糸処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 織物機械（L）上に少なくとも一つの給糸器（F1，F2）を含む糸処理システム（S）において、給糸器はそれぞれ電気的駆動モータ（M）と、好ましくはマイクロプロセッサを有する駆動モータ制御回路（C）と、センサ（D）とを含んでいる。前記の各構成要素は、交流幹線に接続されている、少なくとも１つの変圧器を含む電源ユニット（P）によって直流電圧を供給されており、電源ユニット（P）は、出力直流電圧を一定に維持するために調整自在なパルスのデューティ比を有する切り換えモードの構成からなるチョッパ部（Z）である。

Description

【発明の詳細な説明】 糸処理システム 本発明は、請求の範囲第１項の前書きによる糸（ヤーン）処理システムに関す る。 このような形式の糸処理システムにおいては、（例えば220Vと600Vの間の）交 流電圧が、巨大で重い変圧器によって、給糸器駆動中のモータ、駆動モータ制御 回路、あるいは各センサに必要とされる例えば24V，12V、または8Vの比較的低い 直流電圧に降圧される。少なくとも入力側では、変圧器は非常に多くの巻回数を 有する。したがって、電源ユニットは比較的大型で重い。電源ユニットは、通常 は給糸装置のすぐ隣りの地上に据えられるか、またはそれに対していくらか離れ た位置に据えられる。接続ケーブルは、電源ユニットと個々の給糸器の間に比較 的大きな長さにわたって延びている。電源ユニットのために必要な空間と場所は 、不適当に大きい。複数の給糸器用の、電源ユニットと給糸器の間の長いケーブ ルの結線は、将来のEMC標準を視野に入れると好ましくなく、かつ高価なシール ドを用いることによってのみ除去され得る大きな電気的雑音を発生する。巨大で 重い電源ユニットは、織物工場内で必要な空間は貴重なため動作する際に不利で あるだけでなく、それらの電源ユニットは比較的大きな空間を占有するとともに 巨大な包装と高い輸送コストを必然的に伴うので、在庫管理と輸送中に関しても 不利である。 EP-A2-0 261 683で知られている糸供給システムは、横給糸器の駆動モータの 動作を制御するための制御ユニットを構成しており、それによってモータの出力 軸の自由な回転運動または逆回転が抑制され得る。この制御ユニットは、その上 方に配置された主制御ユニットを有している。 US-A-4 368 854で知られている糸供給システムにおいては、給糸器は直流モー タによって駆動され、その制御回路はチョークを含んでいる。必要な直流レベル は、交流電源を整流することで得られる。 1989年の「モトローラ リニア／スイッチモード安定化電源ハンドブック」の 第９節の95頁から100頁では、ブロック図と詳細な仕様書とによってチョッパ部 について説明し、一般に普及しているインバータ回路とこれらの回路の基本的な 動作理論といくつかの特性のあらましを紹介している。とりわけ、このような論 理回路および他の電子回路用と、閃光電球装置、自動車のイグニション・システ ム、およびバッテリ充電器用のチョッパ部の有用性について言及されている。こ のハンドブック中では、概説されたチョッパ部の糸供給システムまたは給糸器に 対する有用性に関しては示唆されていない。 したがって、本発明の目的は、このような糸処理システムに必要とされる空間 と重量を安価な方法で減少させることにあり、それによって空間と重量を省いて やることによって、このような糸処理システムの構成概念に関してより大きな程 度の自由が達成されるであろう。 この目的は、請求の範囲第１項の本文において明記された特徴を有する発明に より達成される。 この構成において、チョッパ部内の交流電圧は、変圧器によって処理される以 前に高周波数で断続される不規則な直流電圧レベルにさせられる。高い断続周波 数のおかげで、現在、変圧器は比較的少ない巻回数しか必要としない結果、変圧 器は小型で軽量に製造され得る。これは、電源ユニットが必要とする重量と空間 に関して有利となる。伝統的な電源ユニットと比較すると、重量を例えば90％以 上減少させることができ、寸法をほぼ90％減少させることができる。もしも伝統 的な設計の電源ユニットがおよそ18リットルの体積でおよそ14kgの重量を有する ならば、チョッパ部を含む電源ユニットは、およそ2.2リットルの容積でおよそ0 .9kgの重量を有することが可能になる。これにより、電源ユニットをそれぞれの 給糸器に対して非常に近接して置くことができる。電源ユニットの在庫管理、輸 送、並びに取り扱いは簡単である。製造コストと据え付けコストは費用がかから ない。軽量で小型の電源ユニットの一般的な有用性により各給糸器との最適に短 いケーブルでの結線が達成され得るため、電気的雑音の問題は少なくなる。対応 する規則が、面倒で巨大なシールドが無い場合でも認められる。通常の電源ユニ ットにおいては、除去不可能な直流レベルの変化は制御回路内部またはマイクロ プロセッサ内部の対抗手段によって補償されなければならなかった。このよう な対抗手段は、チョッパ部が設定された直流電圧を非常に確かな方法で一定に維 持するため、もはや必要がない。 請求の範囲第２項による実施形態において、高周波数チョッパのインバータ部 分は、最初から直ちに、変圧器の寸法をできるだけ小型で軽量とすることを可能 にする。フィード・バック・ループは、高周波数チョッパのインバータ部分に出 力側の直流レベルを一定に維持するために必要な参照制御パラメータを供給する 。 請求の範囲第３項の実施形態において、供給装置の個々の構成部の種々の要求 が、構造的に簡単な方法で考慮に入れられる。例えば、駆動モータはより高い直 流レベルと、制御回路やセンサよりも大きな電力を必要とする。異なる直流電圧 のための様々な出力は、互いに影響し合うことがない。例えば、変圧器は幾つか の部分に分割される。 請求の範囲第４項による実施形態は、糸処理装置において同時に複数の給糸器 を供給するのに好適である。通常は、８箇所の接続点で十分である。異なる直流 レベルによる複数の出力は、各接続点に供給されよう。 請求の範囲第５項から、好適な実施形態となる。ハウジングは、外側からの機 械的な作用に対してチョッパ部の構成要素を保護する。変圧器が小型で軽量なお かげで、変圧器を給糸装置の据え付け部に据え付けることができ、そして、この ため給糸装置の近くに据え付けることができる。これは、電気的雑音を発生する ケーブルの結線を最適に短くし、高価なシールドを追加することなく、EMCの要 求に適合する。 チョッパ部の小重量とチョッパ部によって必要とされる小さな空間は、請求の 範囲第６項によれば、電源ユニットがハウジング内に挿入されたり、またはハウ ジング上に置かれることを可能にさえする。 請求の範囲第７項による実施形態は、動作中の信頼性が有り、短絡回路の保証 付きであり、強力であり、かつ耐久性を有している。 この発明の主題の実施形態は、ここで図面を参照して説明されるであろう。 図面中で、 第１図は糸処理システムの概略の側面図である。 第２図は詳細な変形を示す。 そして、 第３図は第１図および第２図に関する詳細を示すブロック図である。 第１図による糸処理システムＳは、２個の給糸器F1およびF2（本実施形態）を 含む給糸装置Ｆから構成され、例えば織機のような糸（ヤーン）使用の織物機械 Ｌに結合されている。給糸装置Ｆは、例えば、織物機械Ｌに隣接して位置した据 え付け部１の上に据え付けられる。第１図において、給糸器F1，F2の近くの給糸 装置Ｆの据え付け部１上に用意された共通電源ユニットＰは、給糸装置Ｆの給糸 器F1，F2用に備えられている。 給糸器F1，F2は、それぞれ電気的駆動モータＭと、駆動モータ制御回路Ｃと、 制御回路Ｃに接続されたオプションのセンサＤとを含んでいる。糸貯蔵部２から それぞれ移送され、給糸器F1，F2内に一時的に格納され、そして織物機械Ｌによ って消費される糸（ヤーン）Ｙは、糸処理システムＳ内で処理される。 電源ユニットＰは、ケーブル結線３を通じて給糸器F1，F2のそれぞれに接続さ れる。ケーブル結線３は、電源ユニットＰのハウジング８の複数の接続点４の一 つにそれぞれ接続される。順番に、電源ユニットＰはケーブル５を介して交流幹 線に接続される。すなわち、織物機械Ｌから離れた６の位置か、７の位置のより 詳細には示されていない織物機械Ｌの制御ユニットに対して接続される。 第２図の実施形態において、電源ユニットＰは給糸器F1のハウジング９内に設 置されるか、またはそれに対して装着される。すなわち、給糸器F1の制御回路Ｃ に近接した電源ユニットそれ自身のハウジング8′にオプションとして装着され る。交流幹線に接続されたケーブル５は、給糸器F1に直接通じている。 第３図は、そのハウジング8，8′内の電源ユニットＰの構造を説明するブロッ ク図である。電源ユニットＰは、例えば駆動モータ用のチョッパ部を含み、チョ ッパ部はケーブル５に接続され、少なくとも一つの直流出力10を有している。さ らに、そこには、例えば制御回路Ｃ用またはセンサＤ用の（破線で示された）直 流出力11および12がなお備えられている。出力10，11，12は、第１図の接続点の うち１箇所でケーブル結線に共通に接続される。 チョッパ部Ｚにおいては、フィルタ20を有する整流部13が出力側に備えられて いる。高周波数チョッパのインバータ部14は該整流部13の後に位置しており、変 圧器15が後に続く。変圧器15は、フィルタ21を含むもう一つの整流部16をその後 に配置しており、そしてこの整流部16は出力３に通じている。回路18の内部にパ ルス幅変調部19を持つフィード・バック・ループ17は、ケーブル結線３に接続さ れた出力から高周波数チョッパのインバータ部14に通じている。高周波数チョッ パのインバータ部14のパルスのデューティー比は、それによって変更され、給糸 器の駆動モータＭや制御回路ＣやセンサＤ用の直流電圧が極めて正確な方法で一 定に維持される。少なくとも一個のパワー・トランジスタと高周波数スイッチ（ MOS FETまたはバイポーラ・トランジスタ）が、高周波数チョッパのインバータ 部14内に備えられている。パルス幅変調部は、発振器によってクロック（clock ）され、増幅器段とパルスのデューティー比を変えるための参照電圧とにより作 動させることができる。 幹線からの交流電圧は、はじめに整流部14内で整流されてそれからキャパシタ によって平滑され、結果として粗い直流レベルを生じる。このレベルは、交流幹 線内部の変化のため、基本的には広いレンジ内で変化している。高周波数チョッ パのインバータ部14においては、直流レベルは高周波数（例えば20から200kHzま たはそれ以上）で断続されて、それから変圧器15内で変圧され、そして続いて整 流部16内で整流されて平滑され、結果として非常に一定不変の直流電圧を生じる 。 チョッパ部Ｚの特別に有利な点は、対応した設計がなされたときに、チョッパ 部が200Vと600Vの間の交流のレンジに適合することであり、このことは、実際問 題としてしばしば異なる交流電圧用の給糸装置の使用にとって極めて重要である 。チョッパ部はこのような広いレンジの間で一般的に使用され得る。費用のかか らない電力変圧器を使用することを可能にするために、３つの選択的な動作レン ジがチョッパ部Ｚに関して予め決められ、当該レンジの間で切り換え動作が実行 される。一段目は200Vから300Vの交流電圧のレンジを受け持ち、二段目は300Vか ら450Vの交流電圧のレンジを受け持ち、一方、三段目は450Vから600Vのレンジを 受け持つ。このため、切り換えスイッチ（交流レンジ選択スイッチ）が電源ユニ ットＰ上に備えられている。 本発明は、糸（ヤーン）供給システムにおいて以下の効果を提供する。短絡回 路の保証、入力電圧と入力電圧の変化に対して独立した動作、軽量で小型でかさ ばらない寸法、冷却の容易さ、簡単で軽量なハウジング、EMCの要求に従う際の 容易さ、例えば編み物製作などの織物工場内での省空間および省重量、簡単化さ れた在庫管理、費用のかからない輸送、セラミックスの簡単で特殊なヒューズと 自動回路遮断器を使用できること、プラスチック製の軽量で金属被覆されたカプ セル・ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一つの給糸器を含み糸使用織物機械、特に編み機に備えられた給 糸装置と、電気的駆動モータと、好ましくはマイクロプロセッサを有する駆動モ ータ制御回路と、該駆動モータ制御回路に接続されたセンサと、交流幹線に接続 されており少なくとも一つの変圧器を含むとともに前記駆動モータと前記駆動モ ータ制御回路と前記給糸器のオプションである前記センサに接続された直流電圧 を供給するための電源ユニットとを含んでなる糸（ヤーン）処理システムにおい て、 該電源ユニット（P）は、前記駆動モータ（M）、前記駆動モータ制御回路（C ）、および前記給糸器（F1，F2）のオプションである前記センサ（D）のための 出力直流電圧を一定に維持するために可変とされたパルスのデューティー比を有 する切り換えモード構成のチョッパ部（Z）であることを特徴とする糸（ヤーン ）処理システム。 ２．高周波数チョッパのインバータ部（14）は前記チョッパ部（Z）内の前記少 なくとも一つの変圧器（15）の入力側に備えられており、かつ、安定化制御フィ ード・バック・ループ（17）が、前記駆動モータ（M）、前記駆動モータ制御回 路（C）、およびオプションである前記センサ（D）に接続された少なくとも一つ の直流出力電圧と、前記高周波数チョッパのインバータ部（14）との間に備えら れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の糸（ヤーン）処理システム 。 ３．給糸器（F1）のための前記チョッパ部（Z）は、前記駆動モータ（M）、前記 駆動モータ制御回路（C）、およびオプションである前記センサ（D）のための異 なる直流電圧に対する複数の出力（10，11，12）を含んでなることを特徴とする 請求の範囲第１項または第２項の少なくとも一項に記載の糸（ヤーン）処理シス テム。 ４．前記チョッパ部（Z）は、前記給糸装置（F）の複数の給糸器（F1，F2）のた めの複数の接続点（4）を含んでなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第３項 の少なくとも一項に記載の糸（ヤーン）処理システム。 ５．前記チョッパ部（Z）はハウジング（8，8′）内に設置されており、かつ、 該ハウジング（8，8′）は前記給糸器（F1，F2）の据え付け部（1）上で前記給 糸器（F1，F2）の近くに備えられることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第 ４項の少なくとも一項に記載の糸（ヤーン）処理システム。 ６．前記チョッパ部（Z）は前記給糸器（F1）のハウジング（9）内または上に設 けられることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項の少なくとも一項に記 載の糸（ヤーン）処理システム。 ７．前記チョッパ部（Z）は、前記高周波数チョッパのインバータ部（14）の前 方の入力側にフィルタ（20）を有する整流部（13）、および前記高周波数チョッ パのインバータ部（14）とフィルタ（21）を有する少なくとも一つの出力整流部 （16）との間に少なくとも一つの電力変圧器（15）を含み、かつ、前記高周波数 チョッパのインバータ部（14）内の前記パルスのデューティー比を変えるための 前記フィード・バック・ループ（17）内にパルス幅変調回路（19）を備えたこと を特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項の少なくとも一項に記載の糸（ヤー ン）処理システム。 ８．交流レンジ選択スイッチ（W）は前記ハウジング（8，8′）内または上に設 けられており、好ましくは200Vから300Vの間と、300Vから450Vの間と、450Vから 600Vの間の入力交流電圧とに対する３段のスイッチング段階を有することを特徴 とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか一項に記載の糸（ヤーン）処理 システム。