专利名称：梳理机的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及梳理机大滚筒(cardswift)的一种变速方法和实现该方法的驱动装置。
梳理机大滚筒的质量是非常大的，例如，外径大约1.3米的大滚筒，其质量大约为1000公斤(接近10，000牛顿)。大滚筒的工作转速在300转/分与600转/分之间。
如此大的质量若用普通的电动机驱动(目前的情况就是这样)，则起动电流非常高，热应力也大。这一来，为满足如此质量所需要的加速度，通常其驱动电动机要达到工作转速下的驱动功率就必须选取超大型尺寸的。
迄今，如此大质量的制动采用的是周知的鼓式制动器或盘式制动器。
东德专利说明书224626介绍了这样一种改进方案在起动程序或制动程序中，可把控制回路的直流/交流变换器接到制动鼓驱动装置的驱动电动机的电源上。在起动或制动程序之后可以借助于切换装置将变换器切断，或切换到其它正在转动的盖板梳理机上。在工作期间，切换机构切换到变频机上。
原先的解决方案，为解决起动程序中的问题采用了尺寸超大型的电动机，而解决制动过程中的问题采用了制动装置以及东德专利DD224626的上述切换器件，这是花费较大作法又复杂的解决方案。
因此，本发明的任务是以简单的、花费不大的方法使梳理机大滚筒达到工作转速和使其返回到静止状态。
权利要求书中各独立权利要求的特征部分公开了本发明完成上述任务的方案。其它权利要求则公开了一些最佳实施例。
现在就一个实施例更详细地说明本发明的内容。
图1示意性地示出了梳理机连同其大滚筒的驱动装置。
图2示出了本发明梳理机大滚筒驱动装置的电路图。
图3示出了本发明第一加速和制动阶段用的三角形接法。
图4示出了本发明第二加速阶段用的星形接法。
图5示出了本发明第二制动阶段用的星形接法。
从图1中可以看到，梳理机1有一个大滚筒2，一个三相异步电动机3，一个用以将力从电动机3传到大滚筒2的传动带4，还有一个开松滚筒5和一个小滚筒6。
图2中示出了三相异步电动机3，该电动机可通过稍后即将说明的切换程序从静止状态加速到最终的即工作转速，并从所述最终的即工作转速再减速到0转速。
为简单起见，电路图中所示的电源导线管7只在一个位置上标以编号。图2和图3至5所示的接线方式都是电气工程技术领域的内行人士所熟知的。
符号1U、1V和2U1、2V1以及符号2U2、2V2和2W2表示了星形/三角形接法的三相异步电动机3各绕组的特征点。
标有K1M至K6M的元件都是靠控制机构S(这从图2中可以看得很清楚)接通或中断电源导线管7的开关元件。
工作过程如下在第一加速阶段，各开关K1M、K3M和K5M都合上，因而在本实施例中这相当于四极三角形接法，于是电动机就在50赫频率下加速到大约1460转/分的转速。图3即为所述三角形接法。
按照图4，在第二加速阶段，切换到双极双星形接法，使电动极在此加速阶段能达到大约2940转/分的转速。在所述第二加速阶段，图2中所示的开关K1M、K6M和K4M都闭合，而开关K3M和K5M再次打开。
与第一加速阶段相适当，在第一制动阶段中开关K1M、K3M和K5M闭合，而开关K6M和K4M再次打开，从而使双星形接法切换回图3所示的三角形接法，以使电动机制动减速到大约1460转/分的中间转速。
作为一个实施例，最好以如此形式将产生的能量传送出去使电动机作为发电机运转，从而避免能量在电动机自身中散失掉(即转变成热能)。
在第二制动阶段，开关K2M、K3M和K4M闭合，而开关K1M和K5M再打开，从而形成图5表示的星形接法，于是因开关K1M的打开和开关K2M的闭合而产生反向电流，使电动机在方向与其转动方向相反的力的作用下制动，直到完全停下来为止。
作为一个实施例，可以不让开关K1M和K5M闭合而令开关K2M和K5M闭合，从而改变转动方向使制动过程在三角形接法下进行，使电动机3比在图5的星形接法下进行的制动减速得更快，同时加到电动机3上的负荷也更大。
电动机3轴上的传感器10将电动机3的转速以信号的形式送到控制机构S上，于是控制机构在电动机达到0转速之后将电路切断，亦即使所有的开关K1M至K6M都断开。控制机构S是周知的黎德(Rieter)微处理机控制系统，但也可以是往复式控制机构、继电器控制机构或存储器可编程控制机构。
本发明的优点如下梳理机大滚筒的加速之所以困难，是因为大滚筒的转动惯量大，超过了一般电动机在此运行功率下容许的热负荷设计值许多倍(例如10倍)所致。
另一方面，起动损耗，即异步电动机起动时的加速质量动能所产生的热能可用下式表示W＝1/2Jn2[牛顿米]W＝动能J＝转动惯量n＝角速度采用本发明的极数可切换的电动机，可以通过上述各转速阶段或相当于最终转速一半的中间转速使起动损耗减半。
这可用下式加以说明。
1.直接加速(即从零至最终转速n最大其各极不切换)下的起动损耗W为W1＝1/2Jn2最大2.极切换时的起动损耗W2为2×n2最大，于是得出W2＝1/2W1Pv＝极切换时的总损耗Pv1＝第一局部损耗Pv2＝第二局部损耗在本发明的上述实例中选取了4/2个极的极数可切换的电动机，该电动机在电源频率为50赫的情况下产生的有效中间转速约为1460转/分，起动时采用四极绕组，而采用两极绕组时有效转速约为2960转/分。
两绕组设计成使其特性基本上相同。此外还应该指出的是，控制机构S与开关K1M至K6M之间的连线都标以9，各输入线则标以L1、L2和L3。
最后，还应该指出的是，在本发明的各项条件下，磁极级数还可采用两个以上，且本发明并不局限于两极方案，另外，刺辊(Licker-in)5还可以与大滚筒2同时加以驱动(图中未示出)。
权利要求
1.改变梳理机大滚筒(2)的转速的一种方法，其特征在于，转速的改变是根据极可切换的电动机(3)的极可切换性能分若干阶段进行的，直到大滚筒(2)达到其工作转速或静止时为止。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，驱动大滚筒(2)的电动机(3)在第一加速阶段的加速，是借助于比第二加速阶段下的磁极数更多的三角形接法(图3)进行的;该电动机(3)加速到下一较大的转速或最终转速或者下一极数较少的阶段是分别借助于双星形接法(图4)进行的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，驱动大滚筒(2)的电动机(3)在第一制动阶段从最终转速切换到下一较低转速或下一极数更多的阶段，是通过从上述双星形接法(图4)切换到上述三角形接法(图3)进行的;而在第二制动阶段直到大滚筒(2)静止，是借助于从第一制动阶段的三角形接法(图3)切换到星形接法(图5)进行的，在此过程中，所述电动机(3)将大滚筒(2)刹住，直到大滚筒(2)停下来为止，制动过程是采用与电动机转向相反的力进行的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电动机在第一制动阶段中用作为发电机。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述驱动装置是根据转速为0时切断的。
6.梳理机大滚筒的一种驱动装置，其特征在于，配置有极可切换的三相异步电动机(2)，供驱动所述大滚筒之用。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述电动机(2)具有至少两个磁极级，且该驱动装置还包括一个电路(图2)，该电路至少有第一加速级和第二加速级，以便使用这两个加速级时，所述电动机就在转速较低的极数级的第一加速阶段借助于三角形接法(图3)进行切换，直到借助于相应的开关(K1M+K3M+K5M)使其转速达到中间转速为止;在转速较高的极数级的第二加速阶段，所述电动机借助于双星形接法(图4)的相应开关(K1M+K4M+K6M)进行切换，直到其转速达到最终转速或工作转速为止。
8.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述电路(图2)还包括至少第一和第二制动级，使之当使用该两个制动级时，在第一制动级阶段，电动机从上述第二加速级时的双星形接法(图4)切换回相当于第一加速级时的三角形接法(图3)，从而将电动机(3)从较高的转速制动到较低的或中间转速;而在第二制动级阶段，则借助于相应的开关(K2M+K3M+K4M)，使电动机从上述三角形接法(图3)切换回星形接法(图5)，于是电动机(3)就在方向与其转向相反的力的作用下进行制动，直到其转速到0为止，而在电动机停下来时，借助于由设在电动机轴上以测定该轴转速的传感器(10)(图中未示出)获得的送到控制机构(S)的信号(8)切断所述驱动装置。
9.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，在第一制动阶段，电动机作为发电机工作，即它提供了所产生的电能，而不将其转变成热能。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一制动阶段，所述驱动大滚筒(2)的电动机(3)借助于从上述双星形接法(图4)切换到上述三角形接法(图3)而从最终转速切换到下一级较低的转速或极数更多的下一级;在第二制动阶段，则借助于将转动方向切换到相反的方向使所述大滚筒(2)完全停下来。
11.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述电路(图2)还包括至少第一和第二制动级，使之当使用该两个制动级时，在第一制动级阶段，电动机从上述第二加速级时的双星形接法(图4)切换回相当于第一加速级时的三角形接法(图3)，从而将电动机(3)从较高的转速制动到较低的或中间转速;而在第二制动级阶段，则借助于相应的开关(K2M+K3M+K5M)使电动机的转动方向切换到三角形接法时的相反方向，从而使电动机制动，直到停下来为止，而在电动机停下来时，借助于由设在电动机轴上以测定该轴转速的传感器(10)(图中未示出)获得的送到控制机构(S)的信号(8)切断所述驱动装置。
全文摘要
用四极/两极三相异步电动机加速梳理机的大滚筒(2)使之达到工作转速，然后再制动到静止。在第一加速阶段，使电动机由三角形接法在四极状态下加速，再加速到双极双星形接法下的工作转速。在制动过程中，先切换电路使电动机在一实施例中作为发电机用而制动，以避免自身热损耗。在第二制动阶段，再切换电路，即用反向电流切换到四极星形接法，使电动机完全制动。然后传感器(7)发出零转速信号，于是由电路(S)切断电动机的工作。
文档编号D01G15/36GK1078079SQ9310234
公开日1993年11月3日 申请日期1993年2月17日 优先权日1993年2月17日
发明者W·耶格 申请人:里特机械公司