本發(fā)明涉及一種用于受控制地啟動織機和開口機的方法，其中織機借助于主驅(qū)動機構來驅(qū)動，而開口機借助于電馬達式的輔助驅(qū)動機構來驅(qū)動。

背景技術：

這樣的織機和開口機是已知的。在其中開口機具有單獨的驅(qū)動機構，該驅(qū)動機構的中央的驅(qū)動軸與電馬達相連接，開口器件的運動由該中央的驅(qū)動軸導引離開。該開口機是這樣的開口機，在其中開口器件可與中央的驅(qū)動軸的運動脫開聯(lián)接，例如是st?ubli公司的結構類型為2881的多臂機或st?ubli公司的結構類型為lx或bonas公司的結構類型為si的提花機。

織機的驅(qū)動軸(另外的運動(織筘(webblatt)，若有可能機械的導緯元件)由該驅(qū)動軸導引離開)在其方面與至少一個直接驅(qū)動該驅(qū)動軸的、通常同樣構造為電動機的執(zhí)行器相連接。這樣的直接驅(qū)動機構在其機械的構建中是非常簡單的，幾乎免維護并且可非常精確地調(diào)節(jié)。

此外織機和開口機的驅(qū)動機構借助于共同的直流電壓中間電路(在下面稱為變換器中間電路)相連接，從而它們能夠彼此構造能量流。

用于織機的上述的直接驅(qū)動機構的缺點中的一個在于，對于織機所要求的高動態(tài)的起動而言所必需的較大的最大功率必須直接通過執(zhí)行器來提供。該最大功率可基本上直接通過電氣供應網(wǎng)來供應。這樣的功率峰值能夠已經(jīng)在穩(wěn)定的供應網(wǎng)和合適的輸送管路橫截面的情況下導致強烈的電壓干擾，其繼續(xù)到用于直接驅(qū)動機構的變換器的中間電路電壓中并且在該處導致織機起動的擾亂引起的中斷。當織機在較弱的供應網(wǎng)處被驅(qū)動時，該問題還顯著地激化。這隨著在發(fā)展中國家和新興工業(yè)化國家中的紡織生產(chǎn)的增多的轉移這種情況越來越常見。更不適宜地還存在這種關系，即，當由于額定電壓水平和/或電氣供應網(wǎng)的類型使得預變壓器(vortrafo)是必需的時，該預變壓器通過其附加的自身阻抗從待起動的織機的角度出發(fā)使網(wǎng)絡變得更弱。

如果到設置用于第一打緯(blattanschlag)的轉速(隨后稱為工作轉速)上的織機起動由于上述原因不再可能，則已知的對策在于，使該轉速降低。也就是說，用于第一打緯的工作轉速于是或多或少地明顯地處于設置用于物體本身的運行轉速之下。但是，這能夠?qū)е略诳椘?webware)中的起動位置(起動標記)和不可接受的質(zhì)量損失。運行轉速的通常的降低同樣是不可接受的解決方案，因為物件的完成會相應地持續(xù)更長時間，這將織物(weberei)的收益性置于風險中。

文件de20021049u1相比最接近的現(xiàn)有技術對于用于織機和開口機的分離的驅(qū)動機構而言具有這樣的可能性，即，如此設計開口機的從文件de10053079c1中已知的優(yōu)先的起動，即使得其通過其動能輔助織機的隨后的起動過程。對此開口機被加速到在織機起動的終點應達到的工作轉速之上的轉速。在最終織機起動期間，開口機通過重新制動為其起動支持(也就是說在其起動階段期間)給出動能。

文件de20021049u(尤其由于其聚焦到利用用于織機和開口機的共同的馬達式元件的驅(qū)動機構解決方案)提出，開口機的制動過程隨著織機起動的開始被使用并且在該起動過程期間(實踐上)均勻地進行。

然而已經(jīng)證實，這樣的反饋(rückeinspeizung)不是最優(yōu)的，因為在此開口機在織機起動開始時將會反饋相比為織機所需的更多的能量。在用于織機和開口機的驅(qū)動機構的共同的變換器中間電路中，電壓水平于是會強烈地升高并且能量必須在制動阻力中轉換成熱量并且對于過程而言會產(chǎn)生損失。

技術實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務在于，通過對開口機的動力上的反饋能量的改善的充分利用來降低織機的最大功率需求，其中過程安全性應通過維持在變換器中間電路中的電壓界限來確保。也應當不必接受在織機的起動動力學中的脫圈(abschlag)。

該任務在根據(jù)本發(fā)明的方法中通過獨立專利權利要求的特征解決。

根據(jù)本發(fā)明用于啟動的方法一方面包括將開口機啟動到預定的過轉速上(在下面稱為步驟1)并且另一方面包括如此調(diào)整開口機的轉速降低，即使得開口機的轉速走向的斜度在起動階段的稍后的區(qū)段中相比在稍早的區(qū)段中更負(在下面稱為步驟2)。

上面提到的步驟1在于，過轉速(開口機相對于工作轉速在第一打緯中被加速到該過轉速)在其值中和/或其上極限中被預定或精確地限定。特別地優(yōu)選地，過轉速自動地至少根據(jù)機器數(shù)據(jù)、優(yōu)選地但是也根據(jù)過程數(shù)據(jù)來計算。由此在更下面的內(nèi)容中更詳細地研究。

步驟2對于時間范圍t1至t3(其時間上有利地完全包圍織機的從t2至t3的起動過程或也可與該起動過程一起下降)對于開口機的轉速而言設置了非斜坡狀的走向，即以步驟1中的過轉速開始非恒定的斜度。斜度走向如此，即使得在起動過程的稍遲的時間區(qū)段中，能量回流相比在稍早的時間區(qū)段中更大。這意味著，開口機的制動未平均化地(斜坡式地)通過織機起動進行，而是在起動階段的稍遲的區(qū)段中并且優(yōu)選地相對于織機起動的終點加強。由此在考慮熱量損失和其他的損失的情況下考慮織機的實際的能量需求。

當需求在起動的織機方面也是最強烈的時，根據(jù)本發(fā)明能量或功率的反饋因此才需求適應地(也就是說以特別地強烈的程度)實現(xiàn)。

有利地開口機的轉速走向的斜度在時間點t2和時間點t'之間的時間上的平均值不及在時間點t'和t3之間的時間上的平均值那么負。在此開口機的轉速走向的斜度在起動階段的終點相比在起動階段的稍早的時段中更負。這意味著，在起動階段的終點處相比在起動階段的開端處更多的能量從開口機反饋至織機。

類似的有利的轉速走向設置成，開口機的轉速走向的斜度在時間點t2和時間點t'之間的時間上的平均值相比在時間點t'和t3之間的時間上的平均值具有更低的絕對值。

特別地優(yōu)選地，開口機的轉速走向的斜度在起動階段的終點是在起動階段的整個時段中最負的。在該設計方案中，能量反饋因此在織機起動的終點處(在時間點t3)是最大的。

如果開口機的轉速走向的斜度自時間點t1或t2起(根據(jù)哪個時間點是更遲的)是嚴格地單調(diào)地下降的函數(shù)，從開口機到織機的能量流入持續(xù)地提升，這相對精確地表現(xiàn)了織機的實際的能量需求。

在一優(yōu)選的實施方案中用于起動的織機的轉速走向也未預設成斜坡式，而是具有在整個的起動過程上(在時間點t2和t3之間)或至少朝向其終點的下降的斜度。因此功率消耗被平均，也就是說功率峰值在織機起動的終點更小地形成，由此通過開口機簡化了能量上的起動輔助(starthilfe)。在此應說明的是，織機的轉速當前可理解為這樣的值，其計算上從其動能以及能量上平均的慣性力矩(其隨后被定義)得出。

如上面列舉的那樣，開口機的提及的過轉速優(yōu)選地借助于運算單元在應用機器數(shù)據(jù)的情況下來計算。同樣優(yōu)選的是，開口機的轉速走向?qū)τ诳棛C的整個起動階段而言借助于運算單元在應用機器數(shù)據(jù)的情況下來計算，其中開口機的轉速走向在此優(yōu)選地定向在起動的織機的計算上期望的功率需求處。

提及的機器數(shù)據(jù)優(yōu)選地是這樣的機器數(shù)據(jù)，其部分地或全部地考慮下面的組：開口機和/或織機的慣性力矩、開口機和/或織機的能量上平均的慣性力矩、網(wǎng)絡相關的和供給相關的數(shù)據(jù)例如共同的交換器中間電路的特征數(shù)據(jù)、開口機和織機的驅(qū)動機構的技術上的特征數(shù)據(jù)、供給的最大功率等等。

不僅機器數(shù)據(jù)而且過程數(shù)據(jù)為了提高精確性優(yōu)選地應用在計算開口機的過轉速以及另外的轉速走向中。該優(yōu)選地至少部分地應用的過程數(shù)據(jù)優(yōu)選地基于計算的或估計的織機損失并且有利地同樣基于開口機損失。優(yōu)選地基于織機的提及的起動階段的持續(xù)時間的這樣的數(shù)據(jù)也屬于該過程數(shù)據(jù)。

在下面更精確地解釋兩個步驟1和2。

在步驟1方面計算開口機的過轉速。作為機器數(shù)據(jù)至少優(yōu)選地至少考慮織機和開口機的能量上的平均的慣性力矩。在此，能量上的平均的慣性力矩是考慮的飛輪質(zhì)量的慣性力矩，其(利用與工作機(織機或開口機)相同的運行轉速旋轉)具有與相關的工作機相同的動能。

通過織機和開口機的這兩個能量上平均的慣性力矩的關系，其兩個動能的關系自啟動起也固定在相同的大小上?，F(xiàn)在(計算上)可能的是，將開口機加速到如此高的過轉速上，即使得在其隨后的再制動的情況中給出如此多的能量，以至于該能量對于織機的起動足夠。對此用于無損失的系統(tǒng)的計算示例：

對于織機適用：

能量上平均的慣性力矩：

用于啟動的工作轉速：

由此得出動能：

對于開口機適用：

能量上平均的慣性力矩：

用于啟動的工作轉速：

由此如下的動能：。

為了能夠完全覆蓋織機的能量需求，開口機在織機起動開始時必須具有(7896+3948)j=11844j的動能，這相應于735min^-1的轉速。但是，開口機驅(qū)動機構的這樣大的尺寸從成本角度不是值得期望的，從而上述的方式(用于織機起動的能量需求全部從開口機采取)是不實用的。然而計算示例顯示出，能量上平均的慣性力矩是用于確定開口機在織機起動期間的轉速曲線(drehzahlprofil)或運動軌道的有意義的數(shù)值。

另一重要的數(shù)值是上面已經(jīng)提及的網(wǎng)絡關系和供給關系。在此優(yōu)選地尤其考慮用于織機和開口機的共同的交換器中間電路的供給的特征值。

此外有利地考慮供給的裝配用于織機起動的持續(xù)時間的最大功率、例如兩倍的額定功率。同樣重要的是，預變壓器例如由于專用網(wǎng)絡(例如it網(wǎng)路)是否應用在織物中。在此預變壓器的功率和短路電壓或內(nèi)部阻抗是重要的。

在上述的范圍中列舉的網(wǎng)絡關系和供給關系應關聯(lián)于機器數(shù)據(jù)，同樣例如織機和開口機的驅(qū)動機構的技術上的特征數(shù)據(jù)，例如調(diào)節(jié)器的最大電流和/或執(zhí)行器或馬達的最大轉動力矩。

在過程數(shù)據(jù)方面首先織機在起動過程期間的待期望的損失是重要的。這可例如從傳動裝置油的溫度中估計或(當織機已經(jīng)提前運行時)由其平均化的電流需求在考慮使用壽命或重新考慮油溫和若有可能考慮新的運行轉速的情況下來估計。開口機包括開口器件(桿、扁條)的損失同樣優(yōu)選地被考慮在內(nèi)。

從織機的整個能量需求(在工作轉速中的動能和損失的平衡的總和)中在起動過程和起動持續(xù)時間中可計算平均的功率和最大功率。從網(wǎng)絡關系和供給關系中可重新估計，對于該功率(首先最大功率)而言通過開口機的起動輔助是否且以哪種程度是必要或可使用。

相應于該程度根據(jù)一優(yōu)選的實施形式借助于開口機的能量上的平均的慣性力矩確定在織機起動開始時開口機的過轉速，從而在到工作轉速上的再制動的情況中可提供需要的能量或功率。如果這在采納開口機的平均斜坡狀的再制動的情況下隨時間發(fā)生，則以該途徑獲得最低可能的值，該值已經(jīng)允許開口機的用于能量反饋的過轉速。

借助于上面表明的途徑因此單獨通過使用步驟1以織機的起動支持為目的可產(chǎn)生用于開口機的轉速特性的數(shù)學上明確的預設值。然而在本發(fā)明的范圍中已看出，如上面已經(jīng)實施的那樣，開口機在織機起動期間的相同形狀的、也就是說斜坡形狀的制動不是最優(yōu)的。在該情況中即開口機在織機起動開始時反饋了比織機所需要的多得多的能量。由于在交換器中間電路中的不允許的高電壓，這可非?？焖俚?尤其在被動的網(wǎng)絡供給中)導致擾亂引起的起動中斷。

根據(jù)本發(fā)明該問題通過應用步驟2解決。通過開口機轉速的在織機起動期間在起動階段的稍遲的區(qū)段中的更負的斜度，首先很少或沒有能量反饋到交換器中間電路中，隨著織機的增加的時間和因此增加的功率需求或能量需求被反饋的能量相應地更多。

在執(zhí)行上面提到的步驟1和2之前優(yōu)選地在提及的運算單元方面根據(jù)機器數(shù)據(jù)或若有可能根據(jù)過程數(shù)據(jù)測定，通過開口機的能量上的起動支持是否完全是迫切需要的。當是的時候，操作者有利地或者要求激活或準許該起動支持，或者由此認識到，其自動地激活。在后者的情況中但是值得推薦的是，操作者給出又不激活起動輔助的可能性。

附圖說明

隨后根據(jù)實施例描述本發(fā)明，其中：

圖1示出了用于呈現(xiàn)對于恒定的能量傳遞份額的情況而言反饋的計算方法的流程圖；

圖2示出了用于闡明本發(fā)明的在t1<t2的情況下的示意性的轉速-時間-圖表；

圖3示出了與在圖2中類似的在t1<t2的情況下的示意性的轉速-時間-圖表，然而帶有開口機的轉速的局部的最大值，并且

圖4示出了在t1>t2的情況中的示意性的轉速-時間-圖表。

具體實施方式

圖1示出了計算方法，該計算方法以如下為出發(fā)點，即在織機起動的每個時間點處按份額地輔助織機的功率需求，其中份額相對地看保持相同(例如40%)?？棛C起動應如此進行，即，使得由動能和能量平均的慣性力矩計算的轉速斜坡狀地隨時間提高到工作轉速上。在此，于是織機的帶有保持百分比恒定的份額的預期的功率需求被覆蓋，可能的是，時間點t2(也就是說織機的起動時間點)未處于時間點t1之前，在該時間點t1處開口機已經(jīng)達到其預定的過轉速。

在計算步驟1a中，由機器數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)1a'測定了織機的首先最大的功率需求。作為機器數(shù)據(jù)在該示例中考慮織機的工作轉速和能量上的平均的慣性力矩。作為過程數(shù)據(jù)引進織機的待期待的損失或損失力矩以及作為時間或劃過的角度范圍來表達的起動持續(xù)時間。

適宜地首先算出織機在啟動過程終點處、即在工作轉速的情況中的動能。該能量以通過劃過的角度范圍劃分地方式得出機械地起作用的加速力矩。期待的損失力矩在工作轉速的情況中被添加至其中，該損失力矩主要取決于在傳動機構中的油溫。這樣出現(xiàn)的總力矩與工作轉速相乘提供織機的最大的需求功率。

該最大的需求功率現(xiàn)在在其方面相對地提供了這樣的機器數(shù)據(jù)，該機器數(shù)據(jù)表明了網(wǎng)絡關系和供給關系的特征；其包括可能的預變壓器的特征數(shù)據(jù)(額定功率、短路電壓或內(nèi)阻抗)以及用于變換器中間電路的供給單元的特征數(shù)據(jù)(被動的或主動的網(wǎng)絡供給，若有可能升壓斬波器函數(shù)，最大功率)。相對立的是估計。例如在表格中存儲，在哪個最大功率的情況中所涉及的預變壓器的或所涉及的供給單元可期待哪個電壓干擾。于是，如果在變換器中間電路中的如此待期待的總電壓干擾是如此強的，以至于在馬達夾持器處的電壓需求不再能夠被覆蓋和/或觸發(fā)變換器中間電路的低壓監(jiān)視和引起起動中斷，如此在開口機方面必須相應地供給附加的能量或功率。該待由開口機投入的功率份額作為計算步驟1a的值1a'(需求)給出。

適宜的是，同時地或立即地平行于計算步驟1a實施計算步驟1b，在其中開口驅(qū)動機構的已知的最大轉矩與其工作轉速相乘。得到開口驅(qū)動機構的最大功率。若有可能之前還從最大轉矩減去損失力矩。開口驅(qū)動機構的如此計算的最大功率作為計算步驟1b的值1b'(可能性)給出。

在計算步驟2中首先比較1a'(需求)和1b'(可能性)。如果需求大于可能性，前述的類型的問題在起動到有意的工作轉速上時不可被排除。因此在步驟2b中觸發(fā)反應。這能夠存在于到操縱者處的警報信號中，若有可能與要求相關，調(diào)出更低的工作轉速并以測試的方式起動機器，參見路徑2b'。如此，由步驟1a的估計可通過變換器中間電路的實際觀察的行為來修正。另一可能性在于，在到操作者處的相應的指示通報下，自動地降低工作轉速。在此，于是所涉及的機器起動也可用于確認并且若有可能修正來自步驟1a的假設。減少的工作轉速在此應如此計算，即，使得對于該工作轉速而言需求1a'與可能性1b'完全是相同高的。

兩個值1a',1b'中較小的一個(數(shù)學上以min(1a',1b')表達)作為2c'交付到計算步驟3處。通過將該最大功率的一半與織機起動的所需的時間相乘，在開口機方面得到待投入的能量，該開口機于是必須在織機起動的時間點t2處維持該能量。從開口機的該附加能量、工作轉速和能量平均的慣性力矩中算出過轉速ωü,fbm，開口機必須在時間點t2(相比于工作轉速)具有該過轉速ωü,fbm。(為了理解也參照用于無損失的系統(tǒng)的在更上面的內(nèi)容中列舉的運算示例)。

織機在起動中的情況中的功率需求以轉速成比例且時間成比例的方式發(fā)展，與之相應地(根據(jù)用于該方法的上述的約定)在開口機方面待投入的功率同樣發(fā)展(直到最終到值2c')。由該事實和對于ωü,fbm(t2)的已經(jīng)已知的值可從現(xiàn)在起對于每個任意的時間點t直到在時間點t3處織機起動的結束計算用于開口機的轉速的值ωfbm(t)。通過在時間上的積分得到角度走向φfbm(t)。與之相關地，如驅(qū)動調(diào)節(jié)器需要預設值，例如對于在區(qū)域[t2…t3]中的等距的時間點而言形成帶有ωfbm(t)或φfbm(t)的從屬的縱坐標值的值對(網(wǎng)格點)，從其中軟件子程序(software-routine)(若有可能在驅(qū)動調(diào)節(jié)器本身中)生成相應于電子凸輪(kurvenscheibe)的數(shù)學上的表達?？棛C的對于計算需要的數(shù)據(jù)的轉發(fā)在圖1中利用1a''標記。

另一有利的計算方法是應用多項式，其系數(shù)確定成，由此以期望的方式為織機起動的范圍預限定的開口機的轉速走向或角度走向。

在圖2中相應于本發(fā)明呈現(xiàn)開口機(fbm)和織機(wm)的轉速的三個示例性的走向來作為時間的函數(shù)。在時間點t0處，起動開口機并且直到時間點t1行進到預定的、尤其計算的過轉速ωü,fbm上(參見上面)。在時間點t2處起動織機并且在從時間點t2達到時間點t3的起動階段中，啟動到工作轉速ωarb。在該起動階段期間能量從開口機限定地反饋到織機，其中上面設想了與此有關的可能的計算方法。

對于本發(fā)明而言重要的是，開口機的轉速走向的斜度在織機的起動階段的稍遲的區(qū)段(其處于時間點t2和t3之間)中相比在稍早的區(qū)段中更負。在此稍遲的區(qū)段不強制地鄰接到時間點t3處并且/或者稍早的區(qū)段不強制地鄰接到時間點t2(或t1，當t1遲于t2時，參看圖4)處；相反地也能夠彼此比較在時間點t2(或t1，當t1遲于t2時)和t3之間的時間段以內(nèi)的斜度走向。

可從圖2中得知，在該實施例中開口機(在此稱為fbm')的轉速走向的利用實線呈現(xiàn)的斜度在起動階段的終點甚至關于起動階段的整個時間段是最負的，也就是說曲線在時間點t3處具有在t2和t3之間的范圍中的最負的斜率(steigung)。優(yōu)選地開口機的轉速走向的斜度在時間點t2和在圖2中示例性地標記的時間點t'之間不及在時間點t'和t3之間的時間上的平均值那么負。

也可能的是，開口機的轉速走向在時間點t2和t3之間在起動階段的早期中甚至短暫地具有正的斜度，也就是說正的斜率，繼之斜度然后又變負。

織機(在此稱為wm')的以實線呈現(xiàn)的轉速走向在圖2中線性地斜坡狀地升高地呈現(xiàn)，如這在上述的計算方法中假設的那樣。虛線地描繪了對于織機(在此稱為wm'')的備選的轉速走向，在其中轉速在時間點t2和t3之間的啟動期間具有遞減的正的斜度。在這樣的走向的情況中功率消耗比在線性的啟動的情況中更平均，因為功率峰值在織機起動的終點更少地形成。開口機(在此稱為fbm'')的示例性地相應的轉速走向同樣以虛線呈現(xiàn)。其更平坦的走向相比于轉速走向fbm'(尤其朝向織機的起動階段的終點、也就是說時間點t3)相應于織機的在此更平坦的走向wm''，因為能量反饋在織機的起動階段的終點對于斜坡狀的升高的先前討論過的情況而言小于織機的轉速wm'。

此外在圖2中的第三改型方案利用點劃線畫入?？棛C(在此稱為wm''')的轉速走向具有s形狀，這種s形狀也在開口機(在此稱為fbm''')的轉速走向中再次出現(xiàn)。從開口機到織機處的能量反饋(根據(jù)緊接著在時間點t2之后的分別更平坦的轉速走向)在織機的轉速的最急劇的升高期間是特別大的。朝向織機的起動階段的終點兩個轉速走向(fbm'''和wm''')又平坦化。

在圖3中呈現(xiàn)了開口機的轉速的局部最大值的上面描述的情況。必須分別檢查，該局部最大值是否處于開口機的可靠的最大轉速之上。

在圖4中描繪了這種情況，即，時間點t1相比時間點t2更遲。因為(如開頭描述的那樣)從需求角度出發(fā)，織機在起動階段的開端處未從在開口機方面的支持獲得利益，在開口機在時間點t1達到其計算的過轉速之前，(在時間點t2)已經(jīng)可啟動織機。重要的是，該開口機緊接著準備好在從t1至t3的時間間隔中將能量傳遞到織機處。

織機的主驅(qū)動機構和開口機的電子輔助驅(qū)動機構的操控由控制器承擔，該控制器是現(xiàn)有技術并且因此在此未更詳細地描述。上面提到的計算利用與提及的控制器連接的運算單元來執(zhí)行。

本發(fā)明未限制于呈現(xiàn)的和描述的實施例。即使當特征在不同的實施例中呈現(xiàn)和描述時，在專利權利要求的范圍中的改型方案例如特征的組合同樣也是可行的。