电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机制造技术

本发明专利技术涉及一种电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机。电驱动器(1’，1”)包括被动式磁性安装转子(2)、用于控制不稳定方向上转子(2)位置的执行器(3)和用于控制不稳定方向上转子(2)位置的第一控制装置(12)。第一控制装置(12)被设计为向执行器(3)施加电流并且控制不稳定方向上转子(2)的位置，以使执行器(3)在稳态下不传导电流。根据本发明专利技术，提供第二控制装置(20，20’)以控制不稳定方向上转子(2)的位置；后者被设计为评估表示转子(2)位置的值并且根据所述值影响第一控制装置(12)，使得执行器(3)在稳态下传导预先限定的稳定执行器电流。

【技术实现步骤摘要】
电驱动器和具有电驱动器的自由端纺纱机
本专利技术涉及一种电驱动器。电驱动器包括被动式磁性安装的转子、至少一个在磁轴承的不稳定方向上控制转子位置的执行器、在不稳定方向上控制转子位置的第一控制装置。第一控制装置设计为向执行器施加电流以控制在不稳定方向上转子位置，并控制在不稳定方向上转子的位置，以使执行器在稳态下不导电。
技术介绍
电驱动器包括固定的定子和相对于定子旋转的转子。转子的支撑通常由滚动轴承提供。在高速运转的驱动器中，滚动轴承由于产生摩擦而不适合。为此目的磁轴承是已知的。磁性定位在无接触下完成，因此没有摩擦。主动式磁轴承通过电磁体提供。此外，被动式磁轴承是已知的。被动式磁轴承通过永磁体提供。根据恩绍定理，被动式磁轴承在一维内是不稳定的。因此，即使是被动式磁轴承，执行器需要在不稳定方向控制转子的位置。此类执行器可被设计为例如，电线圈，其被施加电流并产生磁场。如果转子处于平衡状态，无须使电流流经执行器。定子和转子上的永磁体保证了转子的悬停。平衡状态仅由外界扰动干扰。在这种情况下，执行器的磁场可恢复转子的平衡。DE102005032184A1公开了此类含被动式磁性安装转子的电驱动器。执行器通过所谓的零电流控制供电。控制装置将转子移动到一位置，在该位置执行器不带任何电流且转子处于平衡状态。DE102005032184A1中的电驱动器包括安全轴承。转子在电驱动器启动前撑靠在其中一个安全轴承上。在稳定操作期间，转子通过位置空气间隙与安全轴承间隔开。在扰动力发生时，平衡状态被移位或也就是说在任一安全轴承的方向上转子无力悬停状态。监测位置空气间隙。这通过评估控制装置的信号执行。如果位置空气间隙超过预先限定阈值，电驱动器关闭。这样防止了转子与安全轴承的碰撞。含磁性支撑转子的电驱动器使用在例如纺织机中。此类纺织机例如是自由端纺纱机，其包括多个彼此并排布置的工位。每个工位均包括带纺纱转子的自由端纺纱机，其依次包括转子轴和连接至转子轴的转杯。纺纱转子包括带有磁性安装转子的单独的电驱动器。为此纺纱转子的转子轴设计为电驱动器的转子。转杯处于可关闭的壳体中，其在纺纱操作期间被施加负压。位置空气间隙的已知监测和电驱动器的及时断开可防止在干扰情况下转子与安全轴承的碰撞；在专用机器中，如上所述的自由端纺纱机中，该断开导致生产的损失，其以不期望的方式降低机器的生产效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供含磁性安装转子的电驱动器，其对影响转子平衡的干扰不灵敏。为了实现该目的，提供第二控制装置以控制不稳定方向上转子的位置。第二控制装置被设计为评估代表转子位置的值并且作为该值的函数来影响用于控制不稳定方向上的位置的执行器，使得执行器在稳态下传导预先限定的稳定执行器电流。本专利技术使得在发生导致转子位置的不希望的变化的干扰时，可以对目前的零电流控制干预，并由此使转子返回所需位置。由此抵消必须关闭驱动器的转子位置上的进一步变化。可为第一和第二控制装置各分配一单独的执行器。然而，为第一控制装置和第二控制装置分配共同执行器，以控制不稳定方向上的位置，并设计第二控制装置来影响第一控制装置以便影响共同执行器是非常有利的。应注意的是第二控制装置的控制叠加在第一控制装置的控制之上。这表明当发生使转子脱离平衡的动态干扰时，首先第一控制装置介入并向执行器施加电流，使得转子返回至其平衡位置，且执行器不传导任何电流。第二控制装置的介入仅带来较小动态或固定干扰，并影响第一控制装置，从而执行器甚至在稳态中传导不同于零的电流。第二控制装置优选影响第一控制装置，从而在第一控制装置的控制内添加补偿(offset)。在第一控制装置的控制中如此选择补偿，即，使得处于稳态的执行器传导预先限定的稳定的执行器电流。第一控制装置以已知方式可包括电流控制器和位置控制器。根据本专利技术的有利实施例，在电流控制器的输出端添加补偿。根据另一有利实施例，在位置控制器的输出端添加补偿。根据另一有利实施例，电驱动器包括用于检测磁性安装的转子位置的位置传感器并且表示转子的位置的值取决于位置传感器的信号。该位置传感器也可检测不稳定方向上转子的位置或稳定方向上转子的位置。尽管本专利技术是关于不稳定方向上转子位置的控制，不稳定方向上转子位置的变化还影响稳定方向上磁轴承的刚度。为此作用于不稳定方向上的干扰也可影响稳定方向上转子的位置。检测不稳定方向上转子的位置的位置传感器，可同时为第一控制装置提供信号。检测稳定方向上转子的位置的位置传感器，可同时为稳定方向上的常规阻尼装置的阻尼振动提供信号。为了检测表示转子位置的值，当可使用另一取决于位置传感器的信号或以其它方法指示转子位置时，位置传感器自身的信号不一定要使用。根据本专利技术的可能的实施例，表示转子位置的该值取决于第一控制装置的电流控制器的输出。表示转子位置的该值也可取决于第一控制装置的位置控制器的输出。也有可能使用表示转子位置的不同数值以评估第二控制装置。根据本专利技术驱动器的转子的磁定位，众所周知，可分配一安全轴承，操作期间转子通过位置空气间隙与其间隔开。根据本专利技术的驱动器的有利实施例，当表示转子位置的值指示位置空气间隙的预先限定阈值降到预先限定阈值以下时，第二控制装置影响执行器。所述阈值可以选择合适地低于如现有技术已知的导致驱动器关闭的阈值。如果发生干扰，系统可以从而在初始阶段受到影响并稳定下来。当然，可能为位置空气间隙限定两个阈值。位置空气间隙的第一阈值引起根据本专利技术第二控制装置影响第一控制装置，而相应地较低的第二阈值导致关闭。根据本专利技术该控制在大多数情况下防止达到第二阈值。只有当根据本专利技术的该控制对干扰未提供足够的补偿，且第二阈值未被超过时，出于安全因素关闭驱动器。根据另一优选实施例第二控制装置影响执行器，如果表示转子位置的该值的时间曲线示出预先限定振幅和频率的振荡。正如所解释的，不稳定方向上转子的移位对稳定方向上磁轴承的刚度有负作用。因此，因干扰产生的其不稳定方向上转子位置的移位可导致系统的振动。此振动可通过用来监测不稳定方向上的位置的位置传感器和通过用来监测稳定方向上的位置的位置传感器来确定。振动也可通过第一控制装置的状态变量来检测，即例如通过第一控制装置的电流或位置控制器的输出信号。根据本专利技术的另一方面，提出了一种带电驱动器的自由端纺纱机和如上所述的纺纱转子。纺纱转子包括转子轴和转杯。在这种情况下转子轴被设计为电驱动器的转子。由于磁性安装的纺纱转子，磁轴承优选地被设计为使得轴承在径向于转子轴或转子的方向是稳定的，而在轴向于转子轴的方向是不稳定的。多个干扰影响作用于纺纱转子。这可包括外部的及系统相关的干扰。在纺纱转子上及在磁性安装转子上的外部干扰是例如由被推上纺纱转子的不必要的纤维的积存引起的。系统相关的干扰例如可由转杯自身的旋转引起。转杯的旋转保证了在轴向移动纺纱转子的空气流。该位移尤其取决于转杯的大小和速度。影响纺纱转子位置的另外的影响因素包括温度、纺成纱线的细度以及纺纱装置中的负压水平。上述电驱动器从而保证了自由端纺纱机的稳定和免干扰运行。避免了自由端纺纱机的不必要关闭，并提高了生产效率。附图说明下面参照附图中的示范实施例进一步详细描述本专利技术。下面：图1示出了根据现有技术含被动式磁性安装转子的电驱动器；图2示出了根据本专利技术第一实施例的含被动式磁性安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电驱动器(1’，1”，1”’)，该电驱动器包括：被动式磁性安装转子(2)，至少一个执行器(3)，用于控制磁轴承(4)的不稳定方向上所述转子(2)的位置，第一控制装置(12)，用于控制在所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，其中所述第一控制装置(12)被设计为向用于控制所述不稳定方向上所述转子(2)的位置的执行器(3)施加电流，并控制所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，使得所述执行器(3)在稳态下不传导电流，其特征在于，提供第二控制装置(20，20’)以控制在所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，其中该第二控制装置(20，20’，20”)配置为评估表示所述转子(2)位置的值并根据所述值来影响用于控制不稳定方向上的位置的执行器(3，3’)，使得所述执行器(3，3’)在稳态下传导预先限定的固定的执行器电流。

【技术特征摘要】
2015.12.11 DE 102015016055.91.一种电驱动器(1’，1”，1”’)，该电驱动器包括：被动式磁性安装转子(2)，至少一个执行器(3)，用于控制磁轴承(4)的不稳定方向上所述转子(2)的位置，第一控制装置(12)，用于控制在所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，其中所述第一控制装置(12)被设计为向用于控制所述不稳定方向上所述转子(2)的位置的执行器(3)施加电流，并控制所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，使得所述执行器(3)在稳态下不传导电流，其特征在于，提供第二控制装置(20，20’)以控制在所述不稳定方向上所述转子(2)的位置，其中该第二控制装置(20，20’，20”)配置为评估表示所述转子(2)位置的值并根据所述值来影响用于控制不稳定方向上的位置的执行器(3，3’)，使得所述执行器(3，3’)在稳态下传导预先限定的固定的执行器电流。2.根据权利要求1所述的电驱动器(1’，1”)，其特征在于，所述第一控制装置和所述第二控制装置(20，20’)被分配有共有的执行器(3)用于控制所述不稳定方向上的位置，并且所述第二控制装置(20，20’)被设计用于影响所述执行器(3)的所述第一控制装置(12)。3.根据权利要求2所述的电驱动器(1’，1”)，其特征在于，所述第二控制装置(20，20’)影响所述第一控制装置(12)，从而在所述第一控制装置(12)的控制内添加补偿。4.根据权利要求3所述的电驱动器(1’，1”)，其特征在于，所述第一控制装置(12)包括电流控制器(14)和位置控制器(13)。5.根据权利要求4所述的电驱动器(1’，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：努尔埃丁·巴勒布勒，
申请(专利权)人：索若德国两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE