CN101419473A - 风机电动机的控制方法和风机*** - Google Patents

Abstract

本发明提供风机电动机的控制方法以及风机***，无需使用传感器等的附加装置而能够控制驱动风机的电动机的转速，另外，能够在供给所需的最低限的负压的同时抑制驱动风机的电动机的转速，在自动卷绕机顺利工作的同时实现了节能化。对各卷绕单元(1)的接头动作次数以及接头失败的失败次数进行统计，算出***整体的失误率。基于算出的失误率来对向上述风机电动机(18)供给电力的变流器(19)的输出频率进行增减控制。

Description

风机电动机的控制方法和风机***

技术领域

本发明涉及向构成自动卷绕机的多台卷绕单元供给负压的风机电动机的控制方法以及风机***。

背景技术

用于将从喂纱筒上进行解舒的纱线绕取而形成卷装体的自动卷绕机的卷绕单元，具备在检测出纱疵时切断纱线而除去纱疵并进行全自动接头的接头功能。关于上述接头动作，其利用被供给到吸嘴的负压(吸引力)来捕捉卷装体一侧的上纱头。而且，利用上述吸嘴向接头装置交接上纱头。因此，在并列地设置有多个卷绕单元的自动卷绕机中，其必须对各个卷绕单元供给负压。因此，广泛地采用经由共同的吸气通路并利用与该吸气通路连接的一台风机向各个卷绕单元供给负压的风机***。

近年来，基于地球温暖化问题或运行成本的观点，节能在自动卷绕机中也成为重大的课题。若对自动卷绕机的电能消耗进行分析，驱动风机***的风机的风机电动机(以下，简单记做电动机)的电能消耗所占比例较大。因此，考虑到通过适当地控制该电动机的转速以避免供给多余的负压从而抑制消耗的电力来实现节能化。作为此类风机***中的电动机的控制方法的公知例，例如可以举出日本实开平2-40759号公报，其中，通过设置在吸气箱内的传感器来检测负压，基于该传感器的检测值来控制变流器的频率以使负压达到恒定，由此控制驱动风机的电动机的转速。也就是说，将传感器的检测值与预先设定的阈值相比较，当检测值低于阈值时增加变流器的频率，进而提高电动机的转速。反之，当检测值高于阈值时降低变流器的频率，使电动机的转速下降。

在日本实开平2-40759号公报中，预先设定的阈值是自动卷绕机顺利工作所需的负压的理论值，实际上将其设定为略高于所需的负压。因此，与该增高设定的量相应地电动机的转速升高，存在额外消耗电力的缺陷。压力传感器也有可能会出现异常状态或者最差时出现故障，调整或修理花费成本。

发明内容

本发明的目的在于获取一种无需传感器等的附加装置而能够实现***整体的低成本化和维护的容易化的风机***以及风机电动机的控制方法。另外，本发明目的在于获取一种风机***以及风机电动机的控制方法，能够一边供给所需的最低限的负压，一边抑制驱动风机的风机电动机的转速，既可以实现使自动卷绕机顺利工作又可以实现节能。

本发明以下述方法作为对象，即，对向具备接头功能的多台卷绕单元供给接头动作时所使用的负压的风机***的风机电动机进行控制的方法。将各个卷绕单元的接头动作次数和接头失败的失败次数进行统计，算出***整体的失误率。其特征在于：基于该失误率来对向上述风机电动机供给电力的变流器的输出频率进行增减控制。

具体而言，上述风机***包括：具备多个与上述卷绕单元连接的支管的吸气通路；与该吸气通路的一端连接并产生负压的风机；将该风机进行旋转驱动的风机电动机；以及向该风机电动机进行电力供给的变流器。通过向该风机电动机进行电力供给的上述变流器的输出频率来控制上述风机电动机的转速。上述卷绕单元具备：在检测到纱疵时切断纱线的纱线切断装置；将由纱线切断动作所形成的下纱头和上纱头进行接头动作的接头装置；以及利用由上述风机所产生的负压来吸引捕捉上述上纱头，并将其交接到上述接头装置的吸嘴。风机电动机的控制方法包括：失误率算出工序，取得各卷绕单元的接头动作次数和接头失败的失败次数，由该动作次数和失败次数算出***整体的上纱头引出失误率；变频工序，基于上述失误率算出工序所算出的上纱头引出失误率，来对上述变流器的输出频率进行增减控制。

详细而言，在上述失误率算出工序中，在每个设定时间算出上纱头引出失误率，将其存放在存储部内。在上述变频工序中，将存放在上述储存部中的最近的上纱头引出失误率读取出，当算出的上纱头引出失误率大于读取出的上纱头引出失误率时，增加上述变流器的输出频率。当算出的上纱头引出失误率等于或小于读取出的上纱头引出失误率时，减少上述变流器的输出频率。

在上述失误率算出工序中，也可以在每个设定时间算出上纱头引出失误率。此时，在上述变频工序中，在上纱头引出失误率算出后，将其与预先设定的阈值相比较。当算出的上纱头引出失误率大于阈值时，增加上述变流器的输出频率。当等于或者小于阈值时，减少上述变流器的输出频率。

优选地，在上述变频工序中，将上述变流器的输出频率在预先设定的最小值和最大值间的范围内进行变动。

另外，本发明以向构成自动卷绕机的多台卷绕单元供给负压的风机***作为对象。上述风机***包括：具备多个与上述卷绕单元连接的支管的吸气通路；与该吸气通路的一端连接并产生负压的风机；将该风机进行旋转驱动的风机电动机；向该风机电动机进行电力供给的变流器；以及通过增减控制该变流器的输出频率来调整上述风机电动机的转速的控制部。卷绕单元具备：在检测到纱疵时切断纱线的纱线切断装置；将由纱线切断动作所形成的下纱头和上纱头进行接头动作的接头装置；以及利用由上述风机所产生的负压来吸引捕捉上纱头，并将其交接到接头装置的吸嘴。上述控制部取得各个卷绕单元的接头动作次数和接头失败的失败次数，且由该动作次数和失败次数算出***整体的上纱头引出失误率，并基于该上纱头引出失误率，对上述变流器的输出频率进行增减控制。

具体而言，可以具备将由上述控制部算出的在每个规定时间的上纱头引出失误率进行存放的存储部。上述控制部在上纱头引出失误率算出后，将存放在上述储存部中的最近的上纱头引出失误率读取出，当算出的上纱头引出失误率大于读取出的上纱头引出失误率时，增加上述变流器的输出频率。当算出的上纱头引出失误率等于或小于读取出的上纱头引出失误率时，减少上述变流器的输出频率。

也可以具备存放预先设定的阈值的储存部。此时，上述存储部在上纱头引出失误率算出后，将其与存放在上述储存部的阈值相比较，当算出的上纱头引出失误率大于阈值时，增加上述变流器的输出频率。当等于或者小于阈值时，减少上述变流器的输出频率。

优选地，上述控制部将上述变流器的输出频率在预先设定的最小值和最大值间的范围内进行变动。

在本发明的风机***以及风机电动机的控制方法中，基于各个卷绕单元的吸嘴进行向接头装置的交接动作的动作次数、以及该上纱头的向上述接头装置交接动作中失败的失败次数，算出***整体的上纱头引出失误率(失误率)，基于该上纱头引出失误率，增减控制变流器的输出频率，从而增减风机电动机的转速。也就是说，对各个卷绕单元的交接动作的动作次数和失败次数进行统计，算出***整体的上纱头引出失误率，基于该失误率来对变流器的输出频率进行增减控制。因此，根据本发明，排除了以往的风机***中不可缺少的负压检测用的传感器，能够使***整体的构造简单化，因此能够实现风机***的低成本化。不用担心传感器出现异常状态或者故障，因此能够减少维护作业，削减风机***的维持费用。

如上述那样，在日本实开平2-40759号公报中，预先设定的阈值是自动卷绕机顺利工作所需的负压的理论值。实际上要略高于所需的负压进行设定，因此，与增高设定的量相应地电动机的转速升高，无法避免产生额外的电力消耗。对此，在本发明中，基于上纱头引出失误率，对变流器的输出频率进行增减控制，从而使风机电动机的转速增减。这样，能够一边供给所需的最小限的负压，一边抑制驱动风机的风机电动机的转速。进而，能够使自动卷绕机顺利工作，而且实现节能化。也就是说，当上纱头引出失误率(失误率)高于基准值时，能够判断为所供给的负压不足，未恰当进行上纱头引出动作，另外，当上纱头引出失误率等于基准值或低于基准值时，能够判断为供给有充足的负压。因此，能够供给所需的最小限的负压，而且有效地抑制驱动风机的风机电动机的转速。根据卷绕单元所处理的纱线的状态，从而适宜且自动地增减风机电动机的转速方面也很优异。

具体而言，作为上述基准值能够采用最近的上纱头引出失误率。由此，将算出的失误率和最近的失误率相比较，当前者大于后者时，意味着向吸嘴供给的负压不足，判断为处于交接动作的失败增多的倾向，从而增加变流器的输出频率，增加风机电动机的转速。另外，将算出的失误率和最近的失误率相比较，当前者小于后者时，判断为意味着向吸嘴供给的负压过剩，从而减少变流器的输出频率，使风机电动机的转速降低。

作为上述基准值也可以是预先设定的阈值。由此，将算出的失误率和阈值相比较，当前者大于后者时，意味着向吸嘴供给的负压不足，判断为处于交接动作的失败增多的倾向，从而增加变流器的输出频率，增加风机电动机的转速。另外，将算出的失误率和最近的失误率进行比较，当前者小于后者时，判断为意味着向吸嘴供给的负压过剩，从而减少变流器的输出频率，使风机电动机的转速降低。

另外，如果对变流器的输出频率设定有最小值和最大值，则能够规定供给的负压的最低值，另外，能够防止电动机的转速上升超过风机的输出特性的合理范围。另外，能够获得风机的转速不会过低或过高、信赖性优异的风机***。

附图说明

图1是本发明所涉及的自动卷绕机的构成框图。

图2是卷绕单元的主视图。

图3是自动卷绕机的整体图。

图4是表示本发明所涉及的控制方法的第一实施例的流程图。

图5是表示本发明所涉及的控制方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

基于图1至图4对应用本发明所涉及的风机电动机的控制方法的自动卷绕机的第一实施例进行说明。自动卷绕机如图2所示，包括：配置成列状的一组卷绕单元1、用于向各卷绕单元1供给负压的风机***2、以及对一组卷绕单元1和风机***2进行运转管理的控制装置3。

图3中，卷绕单元1是以竖立固定的纵长箱状的主体架5为基体而构成的。将气圈破裂器6、张力装置7、接头装置8、清纱器9等，从架下部向架上部沿上述装置记载的顺序配置于主体架5的一侧。主体架5的一侧的上部配置有：在一定的宽度范围内移动操作纱线Y的往复筒10、以及将卷装体P旋转自如地轴支承的皮圈架11等。除了这些设备之外，还在之前的设备排列的中途部可朝上下方向旋转地设置有：吸引捕捉被切断的纱线Y而交付给接头装置8的中转管12和吸嘴13。

细纱筒B以竖立姿势被支承在气圈破裂器6的下方。被从细纱筒B上放出的纱线Y，在经过之前的各个设备6～9期间被检查是否存在纱疵，一旦发现纱疵，则通过设置在清纱器9上的刀具来切断。该刀具构成本发明的纱线切断装置。

纱线Y的卷取动作中，当检测到纱线Y的纱疵部后切断纱线Y。当除去该纱疵部后，进行将上纱和下纱连接的接头动作。一旦纱线Y被切断，含有纱疵部的上纱被卷取到卷装体P上，下纱被中转管12捕捉。接着，吸嘴13向上方旋转，吸引捕捉被卷取到卷装体P上的上纱的上纱头。之后，中转管以12以及吸嘴13分别旋转，将下纱和上纱交接到接头装置8，除去纱疵部同时进行接头。当含有纱疵部的上纱被吸嘴13所吸引捕捉，并且由接头装置8对上纱和下纱接头之时，通过设置在接头装置8上的刀具切断含有纱疵部的上纱的纱头部分，并作为废纱而丢弃。对于向卷绕单元1供给的负压而言，其主要是在接头动作时的接头装置8、中转管12以及吸嘴13中需要使用，其中，以在吸嘴13吸引捕捉上纱头之时最为消耗。

风机***2如图2以及图3所示，具备：一端设置有风机17而另一端被密封的吸气通路16；将风机17进行旋转驱动的电动机(风机电动机)18；对电动机18进行电力供给的变流器19；连接各卷绕单元1和吸气通路16并供给负压的支管20；以及设置在风机17和卷绕单元1之间的吸气箱21。将吸气通路16在卷绕单元1的背面一侧沿列方向进行配置。风机17是叶轮在壳体内旋转而产生负压的离心式风机。此外，吸气箱21中安装有用来清除接头动作等中所吸引的废纱等垃圾的过滤器(未图示)，以避免垃圾流入风机17一侧。

控制装置3进行各个卷绕单元1的运转管理、和风机***2的运转管理。如图1所示，控制装置3具备进行设备控制的控制部23、以及保存有各种数据的存储器24(储存部)。存储器24是切断电源数据也不会消失的不易失性存储装置。控制装置3的前面设置有输入装置(未图示)，以供操作者进行运转指示或者设定变更等的操作。

向各个卷绕单元1供给的负压是由风机***2所供给的。在从变流器19向旋转驱动风机17的电动机18供给电力之后，则由风机17产生负压，并经由吸气通路16以及支管20向卷绕单元1供给负压。通过供给来的负压各个卷绕单元1可以进行接头动作等，将从细纱筒B放出的纱线Y进行卷取而形成卷装体P。

卷绕单元1利用风机***2来供给负压，并将其几乎都用在接头动作中。特别是在已切断了纱线Y时，将卷取到卷装体P上的上纱吸引捕捉的吸嘴13中尤为需要。一旦供给的负压不足，当接头动作时将无法进行通过吸嘴13对上纱头的吸引捕捉动作，无法将该上纱头交接到接头装置，所以无法完成接头动作。在接头动作未完成的情况下，吸嘴13会再度旋转，进行尝试捕捉上纱头的动作。

如上所述，卷绕单元1记录该接头动作的结果，而控制部23统计(失误率算出工序)各个卷绕单元1的上纱头引出失误率(MUP)，算出上纱头引出失误率。将算出的失误率与存储在存储器24中的上回算出的值进行比较，从而增减变流器19的输出频率。本实施例中，以每1Hz来增减变流器19的输出频率。

当算出的上纱头引出失误率(MUP)高于上回值时进行控制，通过使变流器19的输出频率上升1Hz，进而提高电动机18的转速，增加风机17所产生的负压，以使接头动作顺利地进行。相反，当算出的上纱头引出失误率(MUP)小于或等于上回值时进行控制，通过使变流器19的输出频率降低1Hz，进而降低电动机18的转速，抑制对电动机18供给的电力来降低风机17所产生的负压。

利用图4更加详细地说明本实施例的风机电动机的控制方法以及变频工序。当接通自动卷绕机的电源时，控制部23读入保存在存储器24的变流器19的输出频率和上纱头引出失误率(MUP)(S1)。即，当接通电源时，以上回的变流器19的输出频率向风机17的电动机18供给电力。在开始纱线的卷取动作后，使计时器动作而开始计时(S2)。在卷取动作经过设定的时间后(S3中YES)，控制部23读取记录在卷绕单元1中的数据，基于取得了的数据算出MPU值，并与保存在存储器24中的上回MUP值进行比较(S4)。当比较的MUP值大于上回值时(S5中YES)，确认当前的变流器19的输出频率是否为控制部23中预先设定的最大值(S6)。当是最大值时，则维持当前的输出频率(S7)，当不是最大值时，则以将输出频率增加1Hz的方式对变流器19进行控制(S8)。在变流器19的输出频率增加后，电动机18的转速上升，则由风机17向卷绕单元1供给的负压上升。之后，将变更后的输出频率和算出的MPU值保存在存储器24中(S9)，再次通过计时器开始计时。

接着，在比较的MUP值小于或者等于上回值时(S5中NO)，确认当前的变流器19的输出频率是否为在控制部23中预先设定的最小值(S10)，当是最小值时，维持当前的输出频率(S11)，当不是最小值时，则以将输出频率减少1Hz的方式对变流器19进行控制(S12)。在变流器19的输出频率减少后，电动机18的转速下降，则由风机17向卷绕单元1供给的负压降低。之后，将变更后的输出频率和算出的MUP值保存在存储器24中(S9)，再通过计时器开始计时。所保存的输出频率用作下回起动时的初始值，MUP值在下回比较时用作上回值。

对应用本发明所涉及的风机电动机的控制方法的自动卷绕机的第二实施例进行说明。自动卷绕机的构成因与第一实施例相同，故省略对其说明。第二实施例中，将预先设定的阈值和算出的PUP值进行比较，基于该结果来控制变流器19的输出频率。

利用图5说明本发明的第二实施例的风机电动机的控制方法。在接通自动卷绕机的电源后，控制部23读入保存在存储器25的变流器19的输出频率(S13)。即，在电源接通时，以上回的变流器19的输出频率向风机17的电动机18供给电力。在开始纱线的卷取动作后，使计时器动作而开始计时(S14)。在卷取动作经过设定的时间后(S15中YES)，控制部23读取记录在工作中的卷绕单元1中的数据，基于取得了的数据算出MPU值，与保存在存储器24中的预先设定的阈值相比较(S16)。当比较的MUP值大于上回值时(S17中YES)，确认当前的变流器19的输出频率是否为控制部23中预先设定的最大值(S18)。当是最大值时，则维持当前的输出频率(S19)，当不是最大值时，则以将输出频率增加1Hz的方式对变流器19进行控制(S20)。在变流器19的输出频率增加后，电动机18的转速上升，则由风机17向卷绕单元1供给的负压上升。之后，将变更后的输出频率保存在存储器24中(S21)，再次通过计时器开始计时。

接着，在比较的MUP值小于或者等于上回值时(S17中NO)，确认当前的变流器19的输出频率是否为在控制部23中预先设定的最小值(S22)，当是最小值时，则维持当前的输出频率(S23)，当不是最小值时，则以将输出频率减少1Hz的方式对变流器19进行控制(S24)。在变流器19的输出频率减少后，电动机18的转速下降，则由风机17向卷绕单元1供给的负压降低。之后，将变更后的输出频率保存在存储器24中(S21)，再通过计时器开始计时。S21中所保存的输出频率，在下回的起动时用作初始值。

如上述那样，当基于上纱头引出失误率来控制变流器19的输出频率，进而控制电动机18的转速时，上纱头引出失误率是利用一直以来卷绕单元1自身所管理的数据而算出的，因此无需使用压力传感器等附加的设备，也能够判断是否向卷绕单元1供给合适的负压。因此，无需传感器能够实现自动卷绕机的成本降低和维护的容易化。

在每个设定时间通过控制部23算出卷绕单元1的上纱头引出失误率，并以上回算出的上纱头引出失误率、或者预先设定的阈值作为基准进行比较。在算出的上纱头引出失误率大于上回的算出值或者阈值的情况下，能够判断为所供给的负压不足，从而未恰当地进行利用吸嘴13的无上纱接头动作。此时可以进行控制，增加变流器19的输出频率，以使风机17所产生的负压上升，进而电动机18的转速而使之升高。当算出的上纱头引出失误率等于或者小于上回算出值或者阈值时，能够判断为负压充足，从而恰当地进行着吸嘴13的无上纱接头动作。此时可以进行控制，减少变流器19的频率，以使风机17所产生的负压下降，进而使电动机18的转速下降。这样，根据卷绕单元1的工作状况，来控制变流器19的输出频率，以便在必要时使负压上升，或者在不必要时使负压下降，从而能够抑制电动机18所消耗的电力。因此，能够为自动卷绕机的节能做出贡献。

另外，如果对变流器19的输出频率设定最小值和最大值，则能够规定供给的负压的最低值。另外，能够防止电动机18的转速上升超过风机17的输出特性的合理范围。另外，能够获得风机17的转速不会过低或者过高，信赖性优异的风机***2。

Claims (9)

1.一种风机电动机的控制方法，是对风机***的风机电动机进行控制的方法，上述风机***向具备接头功能的多台卷绕单元供给在接头动作时所使用的负压，其特征在于：

将各个卷绕单元的接头动作次数、和接头失败的失败次数进行统计，算出***整体的失误率，基于该失误率来对向上述风机电动机供给电力的变流器的输出频率进行增减控制。

2.根据权利要求1所述的风机电动机的控制方法，其特征在于：上述风机***包括：具备多个与上述卷绕单元连接的支管的吸气通路；与该吸气通路的一端连接并产生负压的风机；将该风机进行旋转驱动的风机电动机；以及向该风机电动机进行电力供给的变流器，

通过向该风机电动机进行电力供给的上述变流器的输出频率来控制上述风机电动机的转速，

上述卷绕单元具备：

在检测到纱疵时切断纱线的纱线切断装置；

将由纱线切断动作所形成的下纱头和上纱头进行接头动作的接头装置；以及

利用由上述风机所产生的负压来吸引且捕捉上述上纱头，并将其交接到上述接头装置的吸嘴，

上述控制方法包括：

失误率算出工序，取得各个卷绕单元的接头动作次数和接头失败的失败次数，由这些动作次数和失败次数算出***整体的上纱头引出失误率；以及

变频工序，基于上述失误率算出工序所算出的上纱头引出失误率，来对上述变流器的输出频率进行增减控制。

3.根据权利要求2所述的风机电动机的控制方法，其特征在于：在上述失误率算出工序中，在每个设定时间算出上纱头引出失误率，将其存放在存储部内，在上述变频工序中，将存放在上述储存部中的最近的上纱头引出失误率读取出，当算出的上纱头引出失误率大于读取出的上纱头引出失误率时，增加上述变流器的输出频率；当算出的上纱头引出失误率等于或小于读取出的上纱头引出失误率时，减少上述变流器的输出频率。

4.根据权利要求2所述的风机电动机的控制方法，其特征在于：在上述失误率算出工序中，在每个设定时间算出上纱头引出失误率，在上述变频工序中，在上纱头引出失误率算出后，将其与预先设定的阈值相比较，当算出的上纱头引出失误率大于阈值时，增加上述变流器的输出频率；当等于或者小于阈值时，减少上述变流器的输出频率。

5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的风机电动机的控制方法，其特征在于：在上述变频工序中，将上述变流器的输出频率在预先设定的最小值和最大值间的范围内进行变动。

6.一种风机***，是向构成自动卷绕机的多台卷绕单元供给负压的风机***，其特征在于：上述风机***包括：

具备多个与上述卷绕单元连接的支管的吸气通路；

与该吸气通路的一端连接并产生负压的风机；

将该风机进行旋转驱动的风机电动机；

向该风机电动机进行电力供给的变流器；以及

通过增减控制该变流器的输出频率来调整上述风机电动机的转速的控制部，

上述卷绕单元具备：

在检测到纱疵时，则切断纱线的纱线切断装置；

将由纱线切断动作所形成的下纱头和上纱头进行接头动作的接头装置；以及

利用由上述风机所产生的负压来吸引捕捉上纱头，并将其交接到接头装置的吸嘴，

上述控制部取得各个卷绕单元的接头动作次数和接头失败的失败次数，且由这些动作次数和失败次数算出***整体的上纱头引出失误率，并基于该上纱头引出失误率来对上述变流器的输出频率进行增减控制。

7.根据权利要求6所述的风机***，其特征在于：具备将由上述控制部所算出的在每个规定时间的上纱头引出失误率进行存放的存储部，

上述控制部在上纱头引出失误率算出后，将存放在上述储存部中的最近的上纱头引出失误率读取出，当算出的上纱头引出失误率大于读取出的上纱头引出失误率时，增加上述变流器的输出频率；当算出的上纱头引出失误率等于或小于读取出的上纱头引出失误率时，减少上述变流器的输出频率。

8.根据权利要求6所述的风机***，其特征在于：具备存放预先设定的阈值的储存部，

上述控制部在上纱头引出失误率算出后，将其与存放在上述储存部的阈值相比较，当算出的上纱头引出失误率大于阈值时，增加上述变流器的输出频率；当等于或者小于阈值时，减少上述变流器的输出频率。

9.根据权利要求6至8中的任意一项所述的风机***，其特征在于：上述控制部将上述变流器的输出频率在预先设定的最小值和最大值间的范围内进行变动。

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