專利名稱：一種機(jī)器的轉(zhuǎn)矩控制的傳動(dòng)方法和傳動(dòng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器的傳動(dòng)方法和傳動(dòng)，這種機(jī)器具有至少一個(gè)進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的元件和一臺(tái)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)一種具有至少一個(gè)進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的元件的機(jī)器是這樣理解的，即該元件不進(jìn)行連續(xù)的、恒定的和例如旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。例如有一種織機(jī)具有多個(gè)這種元件，它們都進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)。例如筘座就是這種元件，它在一定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行來(lái)回?cái)[動(dòng)。此外，在一定時(shí)間點(diǎn)向上和向下運(yùn)動(dòng)的開(kāi)口裝置也是這種元件。在片梭織機(jī)時(shí)，片梭及其使之在一定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)元件也屬于這種進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的元件。如果存在多個(gè)進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的元件，則產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)的總周期。對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，這個(gè)總周期是由一種織造花紋的織造周期數(shù)來(lái)決定的。依此重復(fù)全部按一個(gè)重復(fù)的花紋進(jìn)行的緯紗和經(jīng)紗組織。
如果這種機(jī)器例如織機(jī)用一臺(tái)連接在電網(wǎng)上的異步電動(dòng)機(jī)來(lái)傳動(dòng)，則該異步電動(dòng)機(jī)將承受很大的負(fù)荷。這時(shí)該異步電動(dòng)機(jī)也以差的能效進(jìn)行工作。這種差的能效特別是可從這種織機(jī)的傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)和傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的明顯變化中得到解釋。在相對(duì)于額定轉(zhuǎn)數(shù)減少和／或增加轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)降低大的電流。這些大的電流意味著由于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的放熱引起大的能量損失和傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供所需的轉(zhuǎn)矩來(lái)使織機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)保持恒定不起作用。
眾所周知，為了減少這些缺點(diǎn)，在這種織機(jī)的傳動(dòng)軸上設(shè)置了一個(gè)飛輪。通過(guò)這個(gè)飛輪可明顯提高作為傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)用的異步電動(dòng)機(jī)的效率。但在飛輪和織機(jī)之間交換大的轉(zhuǎn)矩，這樣大的轉(zhuǎn)矩使織機(jī)經(jīng)受大的負(fù)荷并引起磨損。其中，不但轉(zhuǎn)矩的大的數(shù)值是有害的，而且轉(zhuǎn)矩的大的差別也是有害的。
如果在飛輪和織機(jī)之間設(shè)置一個(gè)離合器，則飛輪的功能可利用來(lái)快速啟動(dòng)織機(jī)。但其缺點(diǎn)是，離合器必需承受很大的轉(zhuǎn)矩。另一個(gè)缺點(diǎn)是，啟動(dòng)后，織機(jī)相當(dāng)快地達(dá)到一個(gè)例如只是運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)的80％的轉(zhuǎn)數(shù)。但由于飛輪的慣性矩，此后運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)則在相當(dāng)遲才達(dá)到。此外，快速可達(dá)到的運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)的百分?jǐn)?shù)取決于環(huán)境的影響因素，例如織機(jī)的溫度、電源電壓的高低、織機(jī)室的濕度、織機(jī)的停機(jī)時(shí)間等等。這特別對(duì)織機(jī)是不利的，因?yàn)檫@會(huì)降低織品的質(zhì)量。
為了在織機(jī)啟動(dòng)后迅速達(dá)到運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)的一個(gè)高的百分?jǐn)?shù)，織機(jī)在啟動(dòng)之前相對(duì)于運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)提高飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)也是從所周知的。但實(shí)際達(dá)到的轉(zhuǎn)數(shù)仍取決于上述的環(huán)境因素，所以這種情況也對(duì)織品的質(zhì)量有害。
本發(fā)明旨在提出上述那類機(jī)器的一種傳動(dòng)，該傳動(dòng)以好的能效進(jìn)行工作，即只有很小的能量損失。
這個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)這樣進(jìn)行控制，即由該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出到被傳動(dòng)機(jī)器的轉(zhuǎn)矩是預(yù)先確定的。
通過(guò)輸出轉(zhuǎn)矩的控制可達(dá)到這樣的目的該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)無(wú)須以增加的力或功率進(jìn)行工作來(lái)克服機(jī)器的慣性矩的作用，亦即當(dāng)慣性矩試圖提高機(jī)器的速度時(shí)不起制動(dòng)作用，而且當(dāng)慣性矩試圖降低機(jī)器的速度時(shí)，也不以增加轉(zhuǎn)矩反應(yīng)出來(lái)。所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)是這樣控制的，它跟蹤根據(jù)機(jī)器的慣性矩產(chǎn)生的機(jī)器的轉(zhuǎn)速特性。當(dāng)機(jī)器的慣性矩導(dǎo)致速度降低時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之降低，同樣，當(dāng)慣性矩導(dǎo)致機(jī)器速度增加時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之增加。機(jī)器速度的波動(dòng)由此變得較大一些，但一般是無(wú)關(guān)緊要的。特別是對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，在一個(gè)周期過(guò)程中或在一個(gè)織造循環(huán)過(guò)程中，較大的速度波動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致故障產(chǎn)生。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩是預(yù)先確定的并可這樣選擇限制了傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的能量損失，而且同樣降低了機(jī)器傳動(dòng)軸和／或電動(dòng)機(jī)軸的負(fù)載和／或負(fù)載差。其中傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)先以的方式預(yù)先確定，使它總是為正，所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)總是可向機(jī)器輸出能量。因此，也就不必要使用一種在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)提供大功率的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而可用尺寸相當(dāng)小的、以好的能量效率工作的相當(dāng)廉價(jià)的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。此中原因在于，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)不必承受大的負(fù)載，就能使機(jī)器的轉(zhuǎn)速總是接近于保持不變。由于不容許機(jī)器的轉(zhuǎn)速改變，所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)不必要在一定的時(shí)間點(diǎn)提供高的功率來(lái)使機(jī)器的轉(zhuǎn)速保持恒定。試圖使轉(zhuǎn)速保持恒定，會(huì)導(dǎo)致這樣的缺點(diǎn)，即需要用大功率的昂貴的電動(dòng)機(jī)才能短時(shí)間地提供這樣高的功率。這樣高的功率比傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)要提供的功率的平均值大得多，這樣，勢(shì)必導(dǎo)致因散熱而引起能量損耗并由此導(dǎo)致傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的差的能量效率。
在本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)型式中，為傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)存儲(chǔ)了可調(diào)出的控制數(shù)據(jù)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)借助于這些控制數(shù)據(jù)可在任意轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)提供多個(gè)不同的轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測(cè)量并調(diào)用控制數(shù)據(jù)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)用這些控制數(shù)據(jù)在實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)提供一個(gè)給定的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法，待提供的轉(zhuǎn)矩作為恒定值確定。
根據(jù)另一種結(jié)構(gòu)型式，由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)待提供的轉(zhuǎn)矩作為對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置的變化值存儲(chǔ)，測(cè)量傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際角度位置并確定從存儲(chǔ)器中讀出的與該實(shí)際角度位置對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值作為待提供的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)這樣的方式可使提供的轉(zhuǎn)矩的變化與慣性矩的變化相匹配。
特別是對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置存儲(chǔ)多個(gè)待提供的轉(zhuǎn)矩的變化值，是有利的。在這種情況下可選擇一種轉(zhuǎn)矩變化來(lái)使織機(jī)在用一定材料情況下生產(chǎn)最佳的織品。
根據(jù)本發(fā)明的又一種結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的變化，它的轉(zhuǎn)矩的控制根據(jù)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置進(jìn)行測(cè)量和存儲(chǔ)，并用一種啟動(dòng)電路啟動(dòng)織機(jī)，在這種啟動(dòng)電路中，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到一個(gè)對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)測(cè)出的實(shí)際角度位置的轉(zhuǎn)數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)可這樣啟動(dòng)，即在啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)機(jī)器就已經(jīng)具有相當(dāng)于機(jī)器似乎沒(méi)有停止時(shí)機(jī)器所具有的轉(zhuǎn)速的變化過(guò)程。這樣，機(jī)器在啟動(dòng)后短時(shí)間就以好的能量效率被傳動(dòng)。由于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的控制過(guò)程導(dǎo)致了轉(zhuǎn)矩基本上與在轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中電動(dòng)機(jī)所具有的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)的轉(zhuǎn)矩相同，所以電動(dòng)機(jī)以好的能量效率進(jìn)行工作。這種啟動(dòng)電路特別是對(duì)織機(jī)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。由于實(shí)際上在啟動(dòng)后就立即達(dá)到了相當(dāng)于織機(jī)在停止之前的速度變化，所以織機(jī)實(shí)際上在第一次引入緯紗的打緯時(shí)就以停止前的速度開(kāi)動(dòng)。這與環(huán)境無(wú)關(guān)。根據(jù)這種方式在織機(jī)啟動(dòng)后，緯紗就可按織機(jī)停止之前的相同方式織縮。其結(jié)果是，大大避免了對(duì)織品質(zhì)量不利的織品附加條紋。此外，即使在啟動(dòng)時(shí)，織機(jī)的溫度或環(huán)境影響相對(duì)于以前存在的溫度或環(huán)境影響發(fā)生了變化，也能達(dá)到這個(gè)目的。
在本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)中，機(jī)器用一個(gè)開(kāi)斷電路進(jìn)行開(kāi)斷，在用這種電路時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)根據(jù)對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的角度位置的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行制動(dòng)，而且傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在一個(gè)預(yù)先給定的角度位置處于停機(jī)狀態(tài)。后者對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，也是一大優(yōu)點(diǎn)，尤指要消除緯紗斷裂或類似情況時(shí)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從附圖所示的一些實(shí)施例的下列說(shuō)明中得知。


圖1表示按本發(fā)明進(jìn)行控制的織機(jī)的傳動(dòng)示意圖；圖2表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)存儲(chǔ)值和電源電流的振幅和頻率相應(yīng)值時(shí)由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值的表；圖3表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置和在這個(gè)角度位置輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值表；圖4表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置和在這個(gè)角度位置輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值表，表中用多行表示輸出轉(zhuǎn)矩的變化和／或恒定值；圖5表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度和相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)值表；圖6表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度和由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩的相互成比例的多行數(shù)值表；圖7表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置數(shù)值以及轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)數(shù)值和啟動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)值表；圖8表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置數(shù)值和傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩的數(shù)值、相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)以及這些數(shù)值的乘積和這些乘積之和；圖9表示傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置的數(shù)值、相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)值和停止時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)值；圖10表示按本發(fā)明控制的傳動(dòng)示意圖。
圖1所示的織機(jī)傳動(dòng)包括一臺(tái)用一個(gè)控制單元1控制的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)織機(jī)的主傳動(dòng)軸3。在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)軸4和主傳動(dòng)軸3構(gòu)成一體，主傳動(dòng)軸3用軸承5，6支承在織機(jī)的框架7內(nèi)。
在主傳動(dòng)軸3上，設(shè)置了一個(gè)抗扭轉(zhuǎn)的棘輪8。棘輪8與傳動(dòng)齒輪9嚙合，該齒輪與傳動(dòng)軸10抗扭連接，該傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)元件11例如梭口傳動(dòng)元件。此外，棘輪8可與一個(gè)抗扭地設(shè)置在第二傳動(dòng)元件14的傳動(dòng)軸13上的傳動(dòng)齒輪12進(jìn)行嚙合，這些第二傳動(dòng)元件例如是筘座的傳動(dòng)元件和在片梭織機(jī)時(shí)的片梭傳動(dòng)元件。主傳動(dòng)軸3和傳動(dòng)軸10、13相互平行延伸。在織造過(guò)程中，主傳動(dòng)軸3通過(guò)棘輪8驅(qū)動(dòng)兩個(gè)齒輪9和12并驅(qū)動(dòng)與這兩個(gè)齒輪連接的傳動(dòng)元件11、14。
為了限制在主傳動(dòng)軸3上作用的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩，棘輪8的直徑小于傳動(dòng)輪9、12的直徑。傳動(dòng)元件14的傳動(dòng)輪12每次引緯旋轉(zhuǎn)一次。傳動(dòng)元件11的傳動(dòng)輪9在相同時(shí)間內(nèi)例如只旋轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)，因?yàn)殚_(kāi)口裝置在一次引緯時(shí)只通過(guò)半個(gè)循環(huán)。為此目的，傳動(dòng)轉(zhuǎn)9的直徑比傳動(dòng)輪12的直徑大兩倍。
軸承6設(shè)置在織機(jī)框架7和一個(gè)用螺絲固定在框架上的法蘭24之間。軸承5則位于一個(gè)為織機(jī)框架的一部分的法蘭25和一個(gè)用螺絲固定在該框架上的法蘭26之間。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)子27抗扭地固定在電動(dòng)機(jī)軸4上。如上所述，該電動(dòng)機(jī)軸與主傳動(dòng)軸3構(gòu)成一體。設(shè)置在外殼28內(nèi)的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的定子29用法蘭26安裝在織機(jī)框架7上。為此，外殼28設(shè)置在螺紋，用該螺紋擰入法蘭26的螺紋中。法蘭26相對(duì)于轉(zhuǎn)子27中心固定定子29。定子29包圍轉(zhuǎn)子27。外殼28具有一個(gè)配有螺紋的第二端，一個(gè)配有螺紋的法蘭30擰在該第二端上，該法蘭對(duì)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的端側(cè)進(jìn)行防塵密封。
控制單元1包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器15和一個(gè)評(píng)估裝置16。在控制單元1上，連接了一個(gè)輸入單元31、一個(gè)顯示單元18和一個(gè)傳感器32。傳感器32與一個(gè)編碼盤(pán)33合作，該編碼盤(pán)設(shè)置在電動(dòng)機(jī)軸4上。在一種變型結(jié)構(gòu)型式中，編碼盤(pán)33和傳感器32裝在機(jī)器的主傳動(dòng)軸3上。控制單元1借助于傳感器32的信號(hào)可確定電動(dòng)機(jī)軸4的角度位置和轉(zhuǎn)數(shù)。傳感器32包括例如一個(gè)光束發(fā)射器34和一個(gè)對(duì)應(yīng)布置的接收器35，編碼盤(pán)33布置在兩者之間。編碼盤(pán)33具有齒或孔，它們確定光束是否從發(fā)射器34到達(dá)接收器35。當(dāng)然也可用另一種傳感器32，例如一種具有磁的、電磁的或別的工作原理的傳感器。
關(guān)于其功率可控制的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2借助于一個(gè)控制系統(tǒng)17由控制單元1來(lái)進(jìn)行控制。在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)型式中，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2作成可轉(zhuǎn)換的磁阻式電動(dòng)機(jī)。為了根據(jù)本發(fā)明在運(yùn)行過(guò)程中、在啟動(dòng)過(guò)程中和在停機(jī)過(guò)程中進(jìn)行控制，這樣一種傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2是特別合適的?？刂葡到y(tǒng)17例如是一個(gè)電子控制的電源或功率級(jí)，它可提供具有可預(yù)選振幅和可預(yù)選頻率的與負(fù)載無(wú)關(guān)的電流。
為了控制傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2，首先必需將該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制單元1的存儲(chǔ)器15中。這些控制數(shù)據(jù)可用手工或用電子方式通過(guò)輸入單元31輸入控制單元1中?？刂茢?shù)據(jù)例如是傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的電源電流的振幅A和頻率F。
控制數(shù)據(jù)例如用眾所周知的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)定。其中，每種轉(zhuǎn)數(shù)亦即位于機(jī)器工作范圍內(nèi)的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的每種轉(zhuǎn)數(shù)都需由該電動(dòng)機(jī)輸出的許多轉(zhuǎn)矩進(jìn)行啟動(dòng)并確定電源電流的相應(yīng)數(shù)位。例如用圖2所示的表來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)W分成轉(zhuǎn)數(shù)W1至W100的百個(gè)數(shù)值，這些轉(zhuǎn)數(shù)覆蓋了傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的工作范圍。對(duì)每個(gè)這樣的轉(zhuǎn)數(shù)W1至W100來(lái)說(shuō)都有這樣的可能性，即產(chǎn)生一百個(gè)不同的轉(zhuǎn)矩，亦即分布傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的整個(gè)工作范圍的轉(zhuǎn)矩T1至T100。在每一個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)W1至W100和各個(gè)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩T1至T100時(shí)，算出振幅A和相應(yīng)的頻率F，亦即振幅A1至A10000的一萬(wàn)個(gè)數(shù)值和頻率F1至F10000的一萬(wàn)個(gè)數(shù)值，這些數(shù)值全部存入存儲(chǔ)器中。
當(dāng)然也可將電源電壓和頻率的數(shù)值作為控制數(shù)據(jù)存入。在這種情況中，該控制系統(tǒng)由一個(gè)電子調(diào)節(jié)的電壓源組成，該電壓源提供與負(fù)載無(wú)關(guān)的具有可選擇大小和可選擇頻率的電壓。
在用圖2所示存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)表的情況下，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2可這樣進(jìn)行傳動(dòng)，即它總是給機(jī)器輸出一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)矩。要求的恒定轉(zhuǎn)矩用輸入單元31輸入控制單元1中?？刂茊卧?的評(píng)估裝置16借助于傳感器32的信號(hào)算出傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)并將這個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)同樣輸入控制單元中。編碼盤(pán)33具有若干齒或孔，它們按已知的角度距離布置。通過(guò)測(cè)量從發(fā)射器34到達(dá)接收器35的兩個(gè)連續(xù)光束之間的時(shí)間間隔，可算出電動(dòng)機(jī)軸4的轉(zhuǎn)數(shù)。此外，借助于傳感器32可測(cè)出傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)角度位置P，即例如根據(jù)一個(gè)已知的參考位置算出傳感器32的信號(hào)數(shù)目。
評(píng)估裝置16取出與該實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)，用這些控制數(shù)據(jù)可產(chǎn)生在這些轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)的要求的恒定轉(zhuǎn)矩并將這些控制數(shù)據(jù)輸入控制系統(tǒng)17。例如可在輸入單元31進(jìn)行輸入，使由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2輸出的轉(zhuǎn)矩應(yīng)具有恒定的值T50。如果例如測(cè)出實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)W6，則從圖2所示表的W6和T50的一行中讀出為此存儲(chǔ)的那些控制數(shù)據(jù)。在這個(gè)實(shí)施例中，就是控制數(shù)據(jù)電流強(qiáng)度A4906和頻率F4906。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2按這些控制數(shù)據(jù)A4906和F4906供電并提供在實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)W6時(shí)的轉(zhuǎn)矩T50。
在一種具有周期運(yùn)動(dòng)元件的機(jī)器中例如織機(jī)中，慣性矩是這樣進(jìn)行變化的，即機(jī)器一會(huì)兒變得較快，然后重新變得較慢。用上述的控制方式即使在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)變化時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)從傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2輸出到機(jī)器的轉(zhuǎn)矩保持不變。用本發(fā)明的控制方式實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的控制數(shù)據(jù)與機(jī)器的不斷變化的速度相匹配，而且不相互抵消，亦即傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)既不試圖制動(dòng)機(jī)器，也不試圖加速機(jī)器。因此由于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的動(dòng)作方式不使機(jī)器的速度波動(dòng)減小，這就導(dǎo)致了機(jī)器以大一些的速度波動(dòng)進(jìn)行工作，亦即按照慣性矩的自然的變化進(jìn)行工作。
根據(jù)確定傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2輸出到機(jī)器上的轉(zhuǎn)矩的另一種可能性，將該轉(zhuǎn)矩的周期性變化與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置P的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)并相應(yīng)地在這個(gè)角度位置進(jìn)行輸出。待輸出的轉(zhuǎn)矩TT對(duì)應(yīng)于角度位置P的變化例如按圖3所示的表進(jìn)行存儲(chǔ)。在此例中，假設(shè)作為織造花紋是一種所謂的斜紋組織。在這種組織時(shí)，織造花紋按三個(gè)織造循環(huán)即按主傳動(dòng)軸的三次360°(共1080°)進(jìn)行重復(fù)。在控制單元的存儲(chǔ)器15中，對(duì)應(yīng)于角距為1°的角度位置分別存儲(chǔ)了要求的轉(zhuǎn)矩TT，即存儲(chǔ)了與角度位置P1至P1080對(duì)應(yīng)的待提供的轉(zhuǎn)矩TT1至TT1080。
在這種情況中，用傳感器32探測(cè)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置。在這個(gè)角度位置時(shí)，調(diào)用待輸出的或待提供的轉(zhuǎn)矩TT。如果例如作為實(shí)際角度位置為P400，則待提供的轉(zhuǎn)矩為T(mén)T400。對(duì)這個(gè)待提供的轉(zhuǎn)矩TT400適用的控制數(shù)據(jù)用圖2所示的表來(lái)確定。測(cè)出傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速。查出表2的哪一個(gè)T值在位置P400時(shí)與待輸出的轉(zhuǎn)矩的要求的數(shù)值TT400相對(duì)應(yīng)。例如假設(shè)實(shí)際轉(zhuǎn)速為W6和數(shù)值TT400等于轉(zhuǎn)矩T50。在這種情況中，又得出振幅的控制數(shù)據(jù)為A4906和頻率的控制數(shù)據(jù)為F4906。相應(yīng)地，可在任意的另一個(gè)存儲(chǔ)角度位置P時(shí)進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的確定。例如在角度位置P1070時(shí)存儲(chǔ)了一個(gè)待輸出的轉(zhuǎn)矩TT1070，這個(gè)轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于轉(zhuǎn)矩T100。這時(shí)如果在角度位置P1070測(cè)出的實(shí)際轉(zhuǎn)速為W5，則傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2用W5和T100一行對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)即用振幅A9905和頻率F9905的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
待輸出的轉(zhuǎn)矩的變化例如可用一個(gè)恒定值和多個(gè)正弦曲線之和來(lái)描述，其中在織機(jī)時(shí)變化重復(fù)的周期相當(dāng)于織造花紋的周期。根據(jù)包括一個(gè)周期的織造循環(huán)數(shù)并根據(jù)角度位置之間的選定步距的大小，可存儲(chǔ)待輸出的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值的數(shù)目。當(dāng)例如一個(gè)周期包括10個(gè)織造循環(huán)，且按每5°的角度位置調(diào)節(jié)待輸出的轉(zhuǎn)矩TT的另一個(gè)數(shù)值時(shí)，則表(與圖3相似)例如包括兩行720個(gè)數(shù)值。
對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，最好在控制單元1的存儲(chǔ)器15中存入與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置有關(guān)的、由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2待輸出的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)周期性變化值和／或待輸出的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)恒定值。圖4的表表示這方面的一個(gè)例子。待輸出的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)變化值TA至TD分別用數(shù)值TA1至TA1080、TB1至TB1080、TC1至TC1080和TD1至TD1080以及待輸出的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)恒定數(shù)值TE至TG來(lái)表示。在輸入單元31可選出一個(gè)這些周期變化值，IA至TD和／或恒定值TE至TG來(lái)控制傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。根據(jù)這種方式，對(duì)任意一種待織造的織品都可選出一個(gè)合適的轉(zhuǎn)矩，這個(gè)轉(zhuǎn)矩具有一個(gè)恒定的數(shù)值和／或一個(gè)可選擇的變化值。
待輸出的轉(zhuǎn)矩的合適的變化值可用經(jīng)驗(yàn)確定。所以在給定織造參數(shù)時(shí)哪個(gè)變化值可獲得最好的織造質(zhì)量，同樣也可用經(jīng)驗(yàn)確定。還應(yīng)當(dāng)指出，待輸出的轉(zhuǎn)矩的一個(gè)恒定值的預(yù)先確定也可叫做一個(gè)變化值即一個(gè)恒定的變化值的預(yù)先確定。
如前所述，要進(jìn)行傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的實(shí)際轉(zhuǎn)速的測(cè)定。如圖5所示，對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置P的這種實(shí)際轉(zhuǎn)速WW也可存入控制單元的存儲(chǔ)器15中。實(shí)際轉(zhuǎn)速WW同樣隨一個(gè)相當(dāng)于待織造的織造花紋的周期產(chǎn)生變化。在表5中列出了角度位置P1至P1080的每個(gè)角度，在這些角度位置時(shí)存儲(chǔ)了相應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速WW1至WW1080。
轉(zhuǎn)速的存儲(chǔ)的變化值最好例如用來(lái)給機(jī)器確定一個(gè)平均的工作速度，亦即為傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2確定一個(gè)平均轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的平均轉(zhuǎn)速例如是這樣確定的，即求出實(shí)際轉(zhuǎn)速WW(圖5)的存儲(chǔ)的變化值的平均值。這個(gè)平均值同樣被存入。如果平均轉(zhuǎn)速的各個(gè)測(cè)出的實(shí)際值太低或太高，則由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2輸出到織機(jī)的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)變化。
根據(jù)另一種可能性—例如當(dāng)平均轉(zhuǎn)速的值低或高10％時(shí)—，則控制單元的存儲(chǔ)器15中存儲(chǔ)的待輸出的轉(zhuǎn)矩由處理單元16提高或降低10％。所以如果平均的轉(zhuǎn)速總是仍然太高或太低時(shí)，則可按相應(yīng)的方式用多個(gè)步驟重復(fù)調(diào)節(jié)平均的轉(zhuǎn)速直至平均轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與要求的值一致為止。
在另一個(gè)解決辦法中，在控制單元1的存儲(chǔ)器15內(nèi)存儲(chǔ)了多行相互保持預(yù)定關(guān)系的待輸出的轉(zhuǎn)矩。例如圖6所示，相當(dāng)于待輸出的轉(zhuǎn)矩的正常變化值的轉(zhuǎn)矩TM100％位于其中的一行中。例如TM100％可相當(dāng)于表4轉(zhuǎn)矩變化TB的數(shù)值。在TM80％的一行中，存儲(chǔ)了TM100％的80％的數(shù)值。相應(yīng)地，在TM120％的一行中則注入了相當(dāng)于TM100％的120％的數(shù)值。用相應(yīng)的方式在其它幾行中注入了TM80％和TM120％之間的數(shù)值。如果織機(jī)用待輸出的轉(zhuǎn)矩的TM100％的數(shù)值進(jìn)行傳動(dòng)并確定平均轉(zhuǎn)速低或高10％，則控制選用TM110％或TM90％的數(shù)值。這個(gè)過(guò)程同樣可依次重復(fù)進(jìn)行多次，直至平均轉(zhuǎn)速的實(shí)際值與平均轉(zhuǎn)速的選定值一致為止。根據(jù)這種方式，織機(jī)可按要求的平均轉(zhuǎn)數(shù)或轉(zhuǎn)速進(jìn)行傳動(dòng)，而與環(huán)境影響(例如溫度)無(wú)關(guān)。
當(dāng)然，也可對(duì)圖4所示的變化值TA、TC至TG提出變化值TM80％至TM120％。這些變化值不必總是用整數(shù)的百分?jǐn)?shù)來(lái)區(qū)別，它們也可例如用分?jǐn)?shù)的百分?jǐn)?shù)來(lái)區(qū)別。當(dāng)然，也可用變化值的其它百分?jǐn)?shù)。
傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)的確定的變化也可用于機(jī)器的啟動(dòng)過(guò)程，該轉(zhuǎn)數(shù)根據(jù)輸出轉(zhuǎn)矩的控制得出并同樣具有一個(gè)周期性的變化。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的圖5所示的角度位置的轉(zhuǎn)數(shù)變化存儲(chǔ)在控制單元1的存儲(chǔ)器15中。在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的啟動(dòng)過(guò)程中確定該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際角度位置即啟動(dòng)位置，也叫做啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置。在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2啟動(dòng)時(shí)，同樣測(cè)量傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2每個(gè)實(shí)際角度位置對(duì)應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)。在啟動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2用控制數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，這些控制數(shù)據(jù)是這樣選擇的，即傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)用轉(zhuǎn)數(shù)的一個(gè)實(shí)際變化值啟動(dòng)，該轉(zhuǎn)數(shù)與圖5所示的轉(zhuǎn)數(shù)WW的存儲(chǔ)的周期性變化一致。
例如如前所述，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際值小于轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)這個(gè)角度位置存儲(chǔ)的值時(shí)，則根據(jù)差值這樣匹配控制數(shù)據(jù)，使轉(zhuǎn)速的實(shí)際值盡可能等于對(duì)應(yīng)實(shí)際角度位置存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)數(shù)的值或差值變成零。這個(gè)過(guò)程可這樣進(jìn)行，例如根據(jù)確定的差值增加電源電流的振幅的控制數(shù)據(jù)。如果轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際值較大，則例如電源電流的振幅按相應(yīng)方式減小。原則上，這是傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的反饋調(diào)節(jié)，這是眾所周知的。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的控制數(shù)據(jù)是這樣選擇的，即傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2這樣啟動(dòng)，在啟動(dòng)后短時(shí)間內(nèi)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的存儲(chǔ)的預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)一致。
由于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2在啟動(dòng)后具有一個(gè)明顯低于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)，所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)短時(shí)間地承受高的負(fù)載。但在短時(shí)間后，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2就以一個(gè)大致相當(dāng)于存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)數(shù)變化進(jìn)行運(yùn)行。一個(gè)大的優(yōu)點(diǎn)在于，按這種方式控制轉(zhuǎn)數(shù)的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩的變化也大致相當(dāng)于停機(jī)前用來(lái)控制傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的哪個(gè)轉(zhuǎn)矩的變化和／或恒定值。對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，這不僅有利于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以好的能效進(jìn)行傳動(dòng)，而且還因?yàn)椤趩?dòng)后—機(jī)器能夠象沒(méi)有停止那樣的相同方式織造織品。
為了使傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2和控制系統(tǒng)17在啟動(dòng)后承受較低的負(fù)載，這個(gè)方法可這樣改進(jìn)。首先確定傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的啟動(dòng)過(guò)程。對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)每個(gè)織造循環(huán)都要確定一個(gè)這樣的啟動(dòng)過(guò)程，因?yàn)榭棛C(jī)在每個(gè)織造循環(huán)都可停止并須相應(yīng)的重新啟動(dòng)。在一個(gè)織造花紋包括三個(gè)織造循環(huán)的所示例子時(shí)，要確定三個(gè)起動(dòng)過(guò)程。屬于第一織造循環(huán)的織機(jī)啟動(dòng)的第一起動(dòng)過(guò)程如圖7的表所示。它包括傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)WS200至WS280，它們與角度位置P200至P280對(duì)應(yīng)。為清晰起見(jiàn)，圖5所示的轉(zhuǎn)數(shù)WW的變化值也在圖7中重復(fù)。轉(zhuǎn)數(shù)啟動(dòng)過(guò)程的值WS200不必等于零，它可例如具有一個(gè)介于零和圖7所示表的數(shù)值WW200之間的數(shù)值。啟動(dòng)過(guò)程的值WS接近于轉(zhuǎn)數(shù)WW，其中數(shù)值WS280實(shí)際上等于數(shù)值WW280。
所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2是這樣控制的，它在啟動(dòng)后，在角度位置P200至角度位置P280的范圍內(nèi)達(dá)到轉(zhuǎn)數(shù)WS200至W280。然后從角度位置P281開(kāi)始，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2按存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)數(shù)WW281等等進(jìn)行控制。
由于織機(jī)在一個(gè)織造花紋的每個(gè)織造循環(huán)中都可停止并可相應(yīng)重新啟動(dòng)，所以象織造花紋的不同織造循環(huán)那樣，同樣設(shè)置許多啟動(dòng)過(guò)程。因此在圖7所示的表中還示出了一個(gè)介于角度位置P560和P640之間的第二啟動(dòng)過(guò)程，它與第二織造循環(huán)對(duì)應(yīng)。相應(yīng)地，還可設(shè)置一個(gè)介于角度位置P940和P1020之間的啟動(dòng)過(guò)程。在達(dá)到角度位置P280、P640和P1020以后，亦即從圖5和圖7所示的角度位置P281、P641和PL020起，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2按轉(zhuǎn)數(shù)WW的存儲(chǔ)變化值進(jìn)行控制，其中在角度位置P280、P260和P1020時(shí)分別結(jié)束一個(gè)啟動(dòng)過(guò)程。
當(dāng)然，依次的織造循環(huán)的啟動(dòng)過(guò)程的起始位置和終結(jié)位置之間的角度位置之差不必總是360°。一次啟動(dòng)過(guò)程的起始角度位置和終結(jié)位置之間的差同樣也不必為80°。
機(jī)器的啟動(dòng)方法可達(dá)到一個(gè)快速的啟動(dòng)，亦即帶有轉(zhuǎn)數(shù)變化過(guò)程的啟動(dòng)，這個(gè)過(guò)程在很短的時(shí)間后就相當(dāng)于轉(zhuǎn)數(shù)的變化過(guò)程，當(dāng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)按一個(gè)待輸出的轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，也能達(dá)到這個(gè)變化過(guò)程。轉(zhuǎn)數(shù)的這個(gè)變化過(guò)程示于圖5和圖7中。然后由按轉(zhuǎn)數(shù)變化過(guò)程的控制重新轉(zhuǎn)換成按由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2待輸出的轉(zhuǎn)矩的控制。為了進(jìn)行平穩(wěn)過(guò)渡。可用下述方法。
當(dāng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)借助于控制數(shù)據(jù)按轉(zhuǎn)數(shù)的一個(gè)變化過(guò)程控制時(shí)，轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值TS借助于圖2所示的表對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的每個(gè)角度位置進(jìn)行測(cè)量和存儲(chǔ)。角度位置P1至P1080的實(shí)際值TS1至TS1080存儲(chǔ)在控制單元1的存儲(chǔ)器15中(圖8)。其中，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)所用的各個(gè)控制數(shù)據(jù)當(dāng)然同樣是已知的。
從按傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)變化過(guò)程的控制轉(zhuǎn)換到按傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)待輸出的轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)當(dāng)力求這樣進(jìn)行，使傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的平均轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)際上保持不變。為此，例如用圖6和圖8所示的表。圖8的表包括角度位置P1至P1080時(shí)圖5的轉(zhuǎn)數(shù)WW的實(shí)際值。對(duì)個(gè)角度位置都形成轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值TS與轉(zhuǎn)速的實(shí)際值的乘積并將乘積注入一行中。算出這一行的和作為總數(shù)。這個(gè)和是供給機(jī)器的能量的總數(shù)。此外，對(duì)每個(gè)角度位置都形成轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際值WW與轉(zhuǎn)矩T80％至T120％的值的乘積(按圖6的表)并將這些乘積注入表的各行中。在這些行中分別形成和，即，形成總數(shù)80％至總數(shù)120％之和。這些總數(shù)80％至總數(shù)120％之和與總數(shù)的總和進(jìn)行比較。總數(shù)和與總數(shù)總和相等的一行例如行TM102％在按轉(zhuǎn)矩TM102％的變化過(guò)程控制時(shí)可達(dá)到象傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2在按轉(zhuǎn)數(shù)WW的變化(按圖5的表)過(guò)程控制和提供轉(zhuǎn)矩TS時(shí)給機(jī)器提供一樣多的能量。所以傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2在從一種控制方式轉(zhuǎn)換到另一種控制方式時(shí)接近于用相同的平均轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行。根據(jù)另一種解決辦法選用具有轉(zhuǎn)矩TM80％時(shí)至TM120％的變化過(guò)程的行，該行具有的轉(zhuǎn)矩平均值與具有轉(zhuǎn)矩實(shí)際值TS的行相同。雖然后者不很精確，但由于實(shí)際轉(zhuǎn)矩TS與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在停止之前用來(lái)控制的轉(zhuǎn)矩相差很小，所以對(duì)平均轉(zhuǎn)數(shù)的影響很小。在平均轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際值與平均轉(zhuǎn)數(shù)的要求值略有差別時(shí)，也可選用一個(gè)介于TM80％和TM120％之間的合適的轉(zhuǎn)矩來(lái)控制傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2，這已在結(jié)合圖6進(jìn)行了說(shuō)明。
為了停止機(jī)器，需將控制轉(zhuǎn)換到停機(jī)過(guò)程。對(duì)織機(jī)來(lái)說(shuō)，每個(gè)織造循環(huán)確定一個(gè)相應(yīng)的停機(jī)過(guò)程。在所示的實(shí)施例中確定傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的一個(gè)停機(jī)過(guò)程，該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)具有預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)值WR，這些轉(zhuǎn)數(shù)值分別對(duì)應(yīng)角度位置。例如轉(zhuǎn)數(shù)值WR120至WR200對(duì)應(yīng)角度位置P120至P200。這些也可用于其它織造循環(huán)的轉(zhuǎn)數(shù)值WR在圖9所示表中列在按圖5表相應(yīng)角度位置P時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)際值WW的旁邊。其中，在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)角度位置P200時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)的值WR末位為零，在這個(gè)角度位置傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2必須停止。這里要說(shuō)明的是，這個(gè)角度位置P200也是傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2—例如根據(jù)圖7—的啟動(dòng)角度位置。在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2停止時(shí)確定傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)角度位置P的實(shí)際值。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2用控制數(shù)據(jù)(電流的振幅和頻率)這樣進(jìn)行控制，在每個(gè)控制位置時(shí)都按停止過(guò)程得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)WR。這可按啟動(dòng)過(guò)程相似的方式進(jìn)行，即根據(jù)停止過(guò)程的轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)際值和要求的轉(zhuǎn)數(shù)值之間的差這樣調(diào)節(jié)電源電流的振幅和頻率，使傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2按要求的方式制動(dòng)機(jī)器。
在一種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)中，停止過(guò)程中傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)值WR相對(duì)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置P進(jìn)行確定，這些轉(zhuǎn)數(shù)值列在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)WW值的旁邊，如圖5或9所示。當(dāng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2按轉(zhuǎn)矩變化過(guò)程和／或按一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，停止過(guò)程的WR120的值等于轉(zhuǎn)數(shù)的WW120的值。在轉(zhuǎn)數(shù)WR200的值時(shí)，這些WR值一直減少到數(shù)值為零，因?yàn)閭鲃?dòng)電動(dòng)機(jī)2在這個(gè)角度位置P200應(yīng)當(dāng)停止。
由于在一個(gè)織造花紋的每個(gè)織造循環(huán)內(nèi)織機(jī)都可停止，所以象織造花紋的織造循環(huán)那樣包括相同的許多停止過(guò)程。在圖9所示的表中列出了角度位置P120和P200、P480和P560以及P840和P920之間的停止過(guò)程。到停止過(guò)程開(kāi)始和結(jié)束的這些角度位置之間的相應(yīng)差值當(dāng)然不總是360°。相應(yīng)地，停止過(guò)程的開(kāi)始和停止過(guò)程的結(jié)束之間的差不必為80°。
本發(fā)明的控制可用于任意一種具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行一種周期運(yùn)動(dòng)的元件的機(jī)器，所以，根據(jù)慣性矩產(chǎn)生周期變化的機(jī)器速度。圖10表示一種結(jié)構(gòu)型式，在這種結(jié)構(gòu)型式中，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2用一種由皮帶20和皮帶輪21、22組成的皮帶傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)織機(jī)。這種結(jié)構(gòu)型式例如與美國(guó)專利US5 617 901的圖9相同。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的傳動(dòng)軸4和織機(jī)的主傳動(dòng)軸3不是一體。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)和／或角度位置不是直接在該傳動(dòng)機(jī)上測(cè)量，而是在與傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)軸4連接的被傳動(dòng)的織機(jī)的傳動(dòng)軸10上進(jìn)行測(cè)量。其中，使用一個(gè)編碼盤(pán)19，該編碼盤(pán)抗扭地設(shè)置在傳動(dòng)軸10上并例如相當(dāng)于編碼盤(pán)33，且與一個(gè)傳感器23合作，該傳感器連接在一個(gè)控制裝置1上。傳感器23例如相當(dāng)于圖1的傳感器32。為了從傳感器23的信號(hào)中算出傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和／或角度位置，必須考慮電動(dòng)機(jī)軸4和傳動(dòng)軸10之間的傳動(dòng)比。
在圖2至9的表中列出的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的角度位置和／或轉(zhuǎn)數(shù)的值不必一定是角度位置和／或轉(zhuǎn)數(shù)的絕對(duì)值。確切地說(shuō)，也可用與上述絕對(duì)值成比例的值。在這種情況下，例如當(dāng)傳感器23安裝在與電動(dòng)機(jī)軸4以一定的傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng)的被傳動(dòng)機(jī)器的傳動(dòng)軸10上時(shí)，則是有利的。這樣，圖2至9的表可包括與絕對(duì)值成比例的值，其中比例系數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比來(lái)確定。評(píng)估算單元16以簡(jiǎn)單的方式考慮這些比例系數(shù)，使傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2可相應(yīng)地在正常運(yùn)行過(guò)程中控制和／或啟動(dòng)和／或停止。
傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2根據(jù)一個(gè)預(yù)定的轉(zhuǎn)矩控制對(duì)能效是有利的。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2提供的轉(zhuǎn)矩不用傳感器測(cè)量，而是用控制單元1控制。如果被傳動(dòng)的機(jī)器發(fā)生故障，例如傳動(dòng)軸10的齒輪9松動(dòng)和傳動(dòng)元件11不再傳動(dòng)時(shí)就會(huì)造成這樣的后果傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2經(jīng)受較小的負(fù)載并達(dá)到很高的轉(zhuǎn)數(shù)。為了避免這種后果，控制單元的評(píng)估裝置16包括有這樣的功能，即在確定一個(gè)太高的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，中斷傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的控制或停止傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。也可能發(fā)生傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的平均數(shù)突然明顯變化的情況，這種情況例如可能由于被傳動(dòng)的機(jī)器的軸承5、6之一被咬住所致。在這種情況中也應(yīng)停機(jī)。當(dāng)然還可采取一些別的安全措施。例如評(píng)估單元16—在通過(guò)輸入單元31輸入一個(gè)待提供的轉(zhuǎn)矩的一個(gè)太高的數(shù)值時(shí)—可向顯示單元18發(fā)出一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。
控制系統(tǒng)17不需要與控制單元1分開(kāi)。確切地說(shuō)，它也可以是控制單元1本身的一部分。但在另一個(gè)結(jié)構(gòu)型式中，存儲(chǔ)器15、評(píng)估單元16和控制系統(tǒng)17則是獨(dú)立的裝置。
本發(fā)明的控制也可用于在傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2和被傳動(dòng)的機(jī)器之間存在一個(gè)可轉(zhuǎn)換的聯(lián)軸節(jié)的場(chǎng)合。當(dāng)然，這時(shí)對(duì)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置的測(cè)量不容許選用傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置的絕對(duì)值。確切地說(shuō)，必須根據(jù)被傳動(dòng)機(jī)器的傳動(dòng)軸的角度位置來(lái)確定相對(duì)的角度位置。例如在圖1所示的結(jié)構(gòu)型式中，如果在機(jī)器的主傳動(dòng)軸3和電動(dòng)機(jī)軸4之間設(shè)置一個(gè)聯(lián)軸節(jié)，用該聯(lián)軸節(jié)可按不同的角度位置相互連接傳動(dòng)軸3和電動(dòng)機(jī)軸4時(shí)，則傳感器32和編碼盤(pán)33可安裝在被傳動(dòng)的機(jī)器的傳動(dòng)軸3上。
本發(fā)明方法和本發(fā)明控制當(dāng)然不局限于舉例說(shuō)明的結(jié)構(gòu)型式。在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)各種不同的結(jié)構(gòu)型式。
權(quán)利要求
1．一種至少包括一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的元件和一臺(tái)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的機(jī)器的傳動(dòng)方法，其特征為，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)是這樣進(jìn)行控制的，即由該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出到該機(jī)器的轉(zhuǎn)矩是預(yù)先確定的。
2．按權(quán)利要求1的方法，其特征為傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并可調(diào)出，借助于該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的這些控制數(shù)據(jù)可對(duì)任意轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同的轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)；測(cè)量傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)；調(diào)出控制數(shù)據(jù)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)用這些控制數(shù)據(jù)在實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)情況下提供一個(gè)預(yù)定的轉(zhuǎn)矩。
3．按權(quán)利要求2的方法，其特征為，待提供的轉(zhuǎn)矩作為一個(gè)恒定的值預(yù)先確定。
4．按權(quán)利要求2的方法，其特征為由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)待提供的轉(zhuǎn)矩作為該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)角度位置對(duì)應(yīng)的變化值進(jìn)行存儲(chǔ)；測(cè)量該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際角度位置；對(duì)應(yīng)于該實(shí)際角度位置從存儲(chǔ)器中讀出的轉(zhuǎn)矩的值作為待提供的轉(zhuǎn)矩是預(yù)先確定的。
5．按權(quán)利要求3或4的方法，其特征為，對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的角度位置存儲(chǔ)了待提供的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)變化值和／或待提供的轉(zhuǎn)矩的多個(gè)恒定值。
6．按權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其特征為，根據(jù)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的角度位置測(cè)量和存儲(chǔ)其轉(zhuǎn)矩被控制的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的轉(zhuǎn)數(shù)的變化。
7．按權(quán)利要求6的方法，其特征為，從傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的測(cè)量轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際平均轉(zhuǎn)數(shù)，這個(gè)實(shí)際平均轉(zhuǎn)數(shù)與一個(gè)可選擇的值進(jìn)行比較；在確定出偏差時(shí)，這樣進(jìn)行實(shí)際平均轉(zhuǎn)數(shù)與選擇的值的調(diào)節(jié)，即增加或減小由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩。
8．按權(quán)利要求7的方法，其特征為，機(jī)器用一個(gè)啟動(dòng)電路啟動(dòng)，在用該電路時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(7)用轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)到對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的相應(yīng)測(cè)量的實(shí)際角度位置存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)數(shù)。
9．按權(quán)利要求8的方法，其特征為，從按傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的轉(zhuǎn)數(shù)控制轉(zhuǎn)換到按傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)待提供的轉(zhuǎn)矩控制是這樣進(jìn)行的，即平均轉(zhuǎn)數(shù)至少保持接近不變。
10．按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其特征為機(jī)器用一個(gè)開(kāi)斷電路實(shí)現(xiàn)開(kāi)斷，在這種電路時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)按照對(duì)應(yīng)于給定角度位置的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行制動(dòng)；該傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)在一個(gè)給定的角度位置內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)。
11．一種包括至少一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)部件和一臺(tái)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)器的傳動(dòng)，其特征為，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)設(shè)置了一個(gè)由它輸出到該機(jī)器的預(yù)先確定的轉(zhuǎn)矩的控制單元(1)。
12．按權(quán)利要求11的傳動(dòng)，其特征為，控制單元(1)包括傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(15)，用這些控制數(shù)據(jù)可使傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)在任一轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)用多個(gè)不同的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，包括傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)的探測(cè)裝置(32)和從存儲(chǔ)器(15)調(diào)出控制數(shù)據(jù)用的裝置(16)，在該裝置中傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)以實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)提供一個(gè)給定的轉(zhuǎn)矩。
13．按權(quán)利要求12的傳動(dòng)，其特征為，控制單元(1)含有裝置(16、32)，以探測(cè)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的實(shí)際角度位置和從一個(gè)存儲(chǔ)器(15)中調(diào)出對(duì)應(yīng)于該實(shí)際角度位置的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的控制數(shù)據(jù)，這些控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的角度位置存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中。
14．按權(quán)利要求11至13任一項(xiàng)的傳動(dòng)，其特征為，控制單元(1)具有探測(cè)和存儲(chǔ)通過(guò)控制轉(zhuǎn)矩得出的轉(zhuǎn)數(shù)的探測(cè)和存儲(chǔ)裝置(32、15)。
15．按權(quán)利要求1l至14任一項(xiàng)的傳動(dòng)，其特征為，控制單元(1)可轉(zhuǎn)換成一個(gè)啟動(dòng)電路。
16．按權(quán)利要求11至1 5任一項(xiàng)的傳動(dòng)，其特征為，控制單元(1)可轉(zhuǎn)換到一個(gè)開(kāi)斷電路。
17．按權(quán)利要求11至16任一項(xiàng)的傳動(dòng)，其特征為，被傳動(dòng)的機(jī)器是一種織機(jī)。
18．按權(quán)利要求11至17任一項(xiàng)的傳動(dòng)，其特征為，作為傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)可用一種可轉(zhuǎn)換的磁阻式電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
在一種具有至少一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)元件和一臺(tái)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)的機(jī)器中,傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)(2)是這樣控制的,即由傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳遞到該機(jī)器的轉(zhuǎn)矩是預(yù)先確定的。
文檔編號(hào)G05D17/02GK1279778SQ98811406
公開(kāi)日2001年1月10日 申請(qǐng)日期1998年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
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