專利名稱：用于紡織機(jī)械和類似機(jī)械的消極式送紗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于紡織機(jī)械或類似機(jī)械的消極式送紗器，尤其涉及裝有電壓控制的或電流控制的電動(dòng)機(jī)的類型的消極式送紗器。
背景技術(shù)：
如已知那樣，用于紡織機(jī)械的送緯器包括一固定的卷筒，機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)臂在該卷筒上卷繞許多紗圈以形成緯紗儲備量。一旦織機(jī)需要時(shí)，諸紗圈從卷筒上退繞，然后通過將紗的張力保持在適合于織造加工的一個(gè)值的一斷頭自停件(breaking member)最終將紗供應(yīng)到織機(jī)。
由一電子供電單元驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)回轉(zhuǎn)臂的電動(dòng)機(jī)，該供電單元包括由一控制單元控制的諸電子開關(guān)的一橋路，該控制單元處理來自例如測量緯紗儲備量的、裝在送紗器內(nèi)的傳感器、紗退繞傳感器、測量電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)所引起的電流信號的傳感器的許多信號和/或來自與電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)的速度傳感器和/或位置傳感器的反饋信號等。在這些信號的基礎(chǔ)上，該控制單元周期地閉合電子供電單元的開關(guān)以控制電動(dòng)機(jī)速度，用于保持卷筒上的緯紗儲備量基本不變。上述控制單元基本上能夠通過諸電路實(shí)時(shí)工作，這些電路執(zhí)行可以是速度控制回路或位置控制回路的電壓/電流、嵌套的控制回路的功能。
現(xiàn)有技術(shù)的消極式送紗器使用步進(jìn)電機(jī)，或者，較佳地使用無刷電機(jī)，無刷電機(jī)包括一中空的圓筒形定子，該定子設(shè)置有被接納在定子的內(nèi)表面中切削出的細(xì)凹槽圖形內(nèi)的場繞組。
但是，如該領(lǐng)域的那些熟練人員眾所周知的那樣，實(shí)現(xiàn)凹槽和繞組的上述結(jié)構(gòu)是很花錢的和要求精確的機(jī)加工，主要是因?yàn)橛糜谒图喥鞯碾妱?dòng)機(jī)的直徑為40至70毫米的較小尺寸。并且這結(jié)構(gòu)難以在定子內(nèi)安裝如電動(dòng)機(jī)受到速度/位置反饋控制所要求的位置傳感器，例如霍爾傳感器。
在克服關(guān)于安裝霍爾傳感器的上述缺點(diǎn)的努力之中，已知在電動(dòng)機(jī)的飛輪的外表面上設(shè)置了許多小磁鐵。在飛輪附近安裝的固定的霍爾傳感器當(dāng)諸磁鐵通過時(shí)檢測它們，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置信號。
但是，上述系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它不提供轉(zhuǎn)子相對于定子的確定的電位置(electricposition)，為起動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入一所需的轉(zhuǎn)動(dòng)方向要求該位置的信息，從而要求附加的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，這在軟件和硬件方面使電子控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，還需要輔助的起動(dòng)程序，以延遲電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)若干秒。
此外，在電動(dòng)機(jī)的飛輪上安裝磁鐵增加了飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而降低了總效率。
另外，在消極性送紗器內(nèi)使用上述類型的無刷電動(dòng)機(jī)引起驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩受所謂“脈動(dòng)”現(xiàn)象的影響。這現(xiàn)象限制了控制系統(tǒng)的通帶(passband)，從而影響紗線卷繞過程的精確度，隨之在織物或網(wǎng)狀物的均勻度方面產(chǎn)生疵點(diǎn)。作為又一缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)引起電動(dòng)機(jī)傳送較小的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而增加了電流消耗，最終造成總效率的進(jìn)一步下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一主要目的是提供一種制造成本低的消極式送紗器，其中精確地控制回轉(zhuǎn)臂的位置和速度而不影響系統(tǒng)的總效率，還能以一所需方向直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并在電子控制結(jié)構(gòu)中不產(chǎn)生顯著變化。
本發(fā)明的另一目的是提供一種消極式送紗器，其中相對于已知送紗器顯著地減少或甚至消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
具有在權(quán)利要求1中所述的特征的、同時(shí)具有在其它權(quán)利要求所述的其它優(yōu)越的特征的消極式送紗器實(shí)現(xiàn)了通過以下說明將變得更明顯的上述目的和其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。


現(xiàn)在將參照附圖敘述本發(fā)明的幾個(gè)較佳實(shí)施例，在附圖中圖1是一本發(fā)明涉及的類型的消極式送紗器的總示意圖；圖2是按照本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的、裝在送紗器內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的橫剖視圖；
圖3是按照本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的、裝在送紗器內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的立體圖；圖4是圖3的電動(dòng)機(jī)的定子的橫剖視圖；圖5是示出帶有不同的電樞電流值的、作為角度位置的一函數(shù)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的曲線圖；圖6是按照本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的、裝在送紗器內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的橫剖視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參閱圖1，一通用的消極式送紗器AN從一紗筒RO拉出紗F，并以一有規(guī)律的速度將紗供應(yīng)到機(jī)器MF，例如織布機(jī)、針織機(jī)、絡(luò)筒機(jī)等。送紗器AN包括一固定卷筒，由一電動(dòng)機(jī)M驅(qū)動(dòng)的、用于從紗筒RO拉出紗的一回轉(zhuǎn)臂VO在該固定卷筒上卷繞多個(gè)圈紗(yarn loop)以形成一紗儲備(weftreserve)RT。一旦紡織機(jī)器MF要求時(shí)，紗F從卷筒上退繞并通過與卷筒同軸線的一導(dǎo)紗眼GA。
電動(dòng)機(jī)M是永磁式同步無刷電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)由電子供電單元通過電子開關(guān)SP的橋路驅(qū)動(dòng)。控制單元UC接受來自測量緯紗儲備量的一個(gè)或多個(gè)傳感器P1……Pn的信號SR1……SRn、和/或來自紗退繞傳感器SU的脈沖以及來自電動(dòng)機(jī)的電流信號I和/或電壓信號V、來自以下將詳細(xì)敘述的與電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)的位置傳感器的反饋信號FB、以及通常的外部信號S。在這些基礎(chǔ)上，控制單元US產(chǎn)生一系列指令C，這些指令驅(qū)動(dòng)開關(guān)橋路SP以控制回轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)，用于保持緯紗儲備RT基本不變。
現(xiàn)在參閱圖2，按照本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)M設(shè)置有一定子STA，該定子包括一中空的圓筒形殼體，該殼體具有沿徑向朝內(nèi)突出的九個(gè)細(xì)長的極靴，其中三個(gè)極靴E1、E2、E3相互彼此等距間隔開120°和支承各自的勵(lì)磁線圈A、B、C。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括一薄的圓筒形磁鐵MC，該磁鐵通過一支承件SM同軸線地支承在驅(qū)動(dòng)軸AM上。圓筒形磁鐵MC被沿徑向極化，許多北極N和南極S彼此交替分布。沒有線圈的各對兩個(gè)并列的極靴具有各自的、設(shè)置在其中的和被連接成用于對控制單元US傳送位置信號的霍爾傳感器H1、H2、H3。
按照本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例，如圖3和4所示，電動(dòng)機(jī)M′具有一基本上圓筒形的、中空殼體形狀的定子STA′，該定子帶有一盤形基底BD和從該基底以平行于該基底的軸線的一方向伸出的九個(gè)細(xì)長極靴，每個(gè)極靴為圓柱體的一縱長部分。所述諸極靴的三個(gè)E1′、E2′、E3′彼此等距間隔120°并支承各自的勵(lì)磁線圈A′、B′、C′。轉(zhuǎn)子包括一驅(qū)動(dòng)軸AM′，該驅(qū)動(dòng)軸具有用鍵固定在其上的一同軸線的盤形磁鐵D，該磁鐵被縱向極化，帶有交替的諸北極N和諸南極S。磁鐵D被設(shè)置在線圈的前方并靠近它的自由端。沒有線圈的各對兩個(gè)并列的極靴具有一各自的、設(shè)置在兩極靴之間的和被連接成向控制單元傳送位置信號的霍爾傳感器H1′、H2′、H3′。
對于上述兩個(gè)結(jié)構(gòu)，磁性件，即圓筒體或盤，可以具有四或五對極靴(在圖中為五對)，是四或五的倍數(shù)的數(shù)量取決于關(guān)系到電動(dòng)機(jī)的速度控制或位置控制的設(shè)計(jì)要求，如該領(lǐng)域的熟練人員眾所周知的那樣。
圖5的曲線圖示出了關(guān)于受到一梯形驅(qū)動(dòng)(trapezoidal driving)的電動(dòng)機(jī)的、帶有不同的電樞電流(單位安培)的、為角度位置的一函數(shù)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如該領(lǐng)域的那些熟練人員將理解的那樣，這些曲線具有一正弦曲線形狀，以及，剩余轉(zhuǎn)矩，即在零電流時(shí)測量的阻轉(zhuǎn)矩，是很小的。
在本發(fā)明的一第三實(shí)施例中，如圖6所示，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類似于第二實(shí)施例，但電動(dòng)機(jī)是兩相的，具有一設(shè)置有八個(gè)極靴的定子，其中四個(gè)極靴E1′b、E2′b、E3′b、E4′b彼此等距間隔一直角并支承各自的勵(lì)磁線圈A′b、B′b、C′b、D′b。磁盤D6具有五對極靴。
對于按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁線圈不需要如對于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)所要求的那樣直接卷繞在定子的諸極靴上。相反，能夠單獨(dú)地卷繞諸線圈，然后安裝在定子內(nèi)，更加便于安裝。
而且，由于諸霍爾傳感器設(shè)置在諸線圈之間的諸角度間隙內(nèi)，它們不要求任何附加的安裝殼體，必然具有以低成本制造小尺寸電動(dòng)機(jī)的可能性。
在此已經(jīng)敘述了本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，但是在本發(fā)明原理的范圍內(nèi)當(dāng)然可以作出許多變化。
權(quán)利要求
1.一種用于紡織機(jī)械的送紗器，該送紗器包括一固定卷筒(TA)和一回轉(zhuǎn)臂(VO)，該回轉(zhuǎn)臂(VO)圍繞該卷筒的軸線而可樞轉(zhuǎn)地支承并可操作地連接于一永磁式同步無刷電動(dòng)機(jī)(M)，以可操作地在卷筒上卷繞紗圈，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)(M，M′)包括一定子(STA，STA′)和一轉(zhuǎn)子，該定子包括一基本圓筒形的中空殼體，該殼體具有至少三個(gè)細(xì)長極靴(E1-E3，E1′-E3′)，這些極靴上分別卷繞有勵(lì)磁線圈(A，B，C，A′，B′，C′)，該轉(zhuǎn)子包括具有一圓形剖面的、帶有交替的諸磁極的一磁性件，該磁性件同軸地支承在驅(qū)動(dòng)軸(AM，AM′)上并靠近諸線圈。
2.如權(quán)利要求1的送紗器，其特征在于，所述磁性件包括由沿徑向被極化的磁性材料制造的、帶有交替的諸磁極的一薄圓筒(MC)，所述諸極靴(E1，E2，E3)圍繞轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線從定子沿徑向朝內(nèi)突出。
3.如權(quán)利要求1的送紗器，其特征在于，所述磁性件包括由一磁性材料制成的一薄盤(D)，該磁性材料被沿縱向極化并帶有沿它的厚度方向交替的諸磁極，所述諸極靴(E1′-E3′，E1′b-E4′b)平行于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線突出。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)的送紗器，其特征在于，所述定子包括九個(gè)細(xì)長極靴，這些極靴中的三個(gè)(E1-E3，E1′-E3′)彼此等距間隔120°并支承各自的諸勵(lì)磁線圈(A，B，C，A′，B′，C′)，以及，所述磁性件具有四對極靴。
5.如權(quán)利要求4的送紗器，其特征在于，所述磁性件的極靴對的數(shù)量為4的倍數(shù)。
6.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)的送紗器，其特征在于，所述定子包括九個(gè)細(xì)長極靴，這些極靴中的三個(gè)彼此等距間隔120°并支承所述勵(lì)磁線圈(A，B，C，A′，B′，C′)，以及，所述磁性件具有五對極靴。
7.如權(quán)利要求6的送紗器，其特征在于，所述磁性件的極靴對的數(shù)量是5的倍數(shù)。
8.如權(quán)利要求3的送紗器，其特征在于，所述定子包括八個(gè)極靴，其中四個(gè)極靴(E1′b、E2′b、E3′b、E4′b)相互間隔一直角并支承各自的勵(lì)磁線圈(A′b、B′b、C′b、D′b)，以及，所述薄盤(Db)具有五對極靴。
9.如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)的送紗器，其中，由一控制單元(UC)通過一電子供電單元控制電動(dòng)機(jī)(M，M′)，其特征在于，多個(gè)霍爾傳感器(H1-H3，H1′-H3′)被設(shè)置在諸線圈之間的諸角度間隙內(nèi)又靠近磁性件，并被連接成將位置信號傳送到所述控制單元。
全文摘要
一種送紗器包括一固定卷筒(TA)和一圍繞該卷筒的軸線而可樞轉(zhuǎn)地支承的回轉(zhuǎn)臂(V0)，該回轉(zhuǎn)臂可操作地連接于一永磁式同步無電刷電動(dòng)機(jī)(M)以可操作地在卷筒上卷繞紗圈。該電動(dòng)機(jī)(M，M’)包括一定子(STA，STA’)和一轉(zhuǎn)子，該定子包括具有至少三個(gè)細(xì)長極靴(E1－E3，E1’－E3’)的基本圓筒形的中空殼體，諸極靴上分別卷繞有勵(lì)磁線圈(A，B，C，A’，B’，C’)，該轉(zhuǎn)子包括具有一圓形剖面的、具有交替的諸磁極的磁性件，該磁性件被同軸線地支承在驅(qū)動(dòng)軸(AM，AM’)上并靠近諸線圈。
文檔編號H02K21/00GK1847494SQ200610059618
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者C·羅薩里奧, G·魯卡, G·安德魯 申請人:愛吉爾電子股份公司