纺织设备的电源系统技术方案

本发明专利技术公开一种纺织设备的电源系统，包括：依次连接的整流电路、直流/直流转换电路以及直流/交流转换电路；整流电路用于输入交流供电电压，输出第一直流电，直流/直流转换电路的工作频率大于20kHz，将第一直流电转换为第二直流电，直流/交流转换电路将第二直流电转换为至少两路交流输出；至少两路交流输出中的至少一路用于为纺织设备的第一电机供电，至少另外一路用于为纺织设备的第二电机供电。本发明专利技术所公开的技术方案能够在市电电网波动范围较宽或发生暂态跌落时，为电机驱动提供稳定的电压，同时减小整个系统的重量。

【技术实现步骤摘要】
纺织设备的电源系统
本专利技术涉及纺织
，特别是一种纺织设备的电源系统。
技术介绍
纺织设备如针织机等是用于编织布料的设备，其主要包括电源电路、操作盒、主控 电路板、机头、针板、电机以及安装上述元件的机床。 电源电路为操作盒、主控电路板、机头、针板、电机提供合适的电源。主控电路板包 括底板、安装在底板上的核心板和副主机芯片。机头包括用于编织的机头板和执行元件。操 作盒包括显示屏和人机交互电路。操作盒和主控电路板上均设有显示转换模块，主控电路 板上还设有显示数据线的插槽。操作盒上的显示转换模块和主控电路板上的插槽通过传输 差分信号的显示数据线连接。操作盒上的显示转换模块还连接显示屏，主控电路板上的显 示转换模块分别连接主控电路板上的插槽和核心板。操作盒上的人机交互电路通过数据线 连接至主控电路板上的插槽，再通过插槽连接至核心板。核心板通过接插或焊接方式固定 在底板上，一般通过并口方式与底板连接，而副主机芯片则焊接在底板上。 主控电路板的底板还包括数据接口，用于独立输入编织数据等信息到核心板，然 后解析编织数据，将解析编织数据后获得的数据经过副主机芯片发给机头中的机头板，机 头板驱动执行元件进行编织操作。同时，主控电路板还控制针板等元件的各种操作，采集各 种工况数据后输出给外部设备比如操作盒上的显示屏。 具体地，主控电路板核心板则将各种工况数据等相关信息通过显示数据线传输到 操作盒的显示屏上显示，而人机交互电路则输入用户的指令，并将指令通过数据线传到核 心板进行相应处理。 电机包括驱动机头运动的机头电机，驱动器包括驱动机头电机的伺服驱动器。机 头通过滑轨设置在机床上，核心板经由副主机芯片将指令发至伺服驱动器，伺服驱动器则 驱动机头电机运转，进而驱动机头在滑轨上平直往返运动。为确保机头上用来对线料进行 编织的执行元件如机针位置准确无误，纺织设备上一般还包括针零位检测系统，包括设置 于机床上的机头行程端的传感器和设置于机头上的感应件。机头上的感应件无需和其他元 件进行信号连接，而机床上的传感器则需要通过较长的一根信号线连接至副主机芯片。副 主机芯片接收到传感信号后，根据传感信号将控制信号发送到机头电机的伺服驱动器。 至于机头上机针的操作，则通过机头上的机头板来驱动，而由于众所周知的原 因，纺织设备的纺织操作必须可靠稳定、精确、实时，否则极易造成纺织品不良率增加，因 此现有技术副主机芯片与机头板的连接方式是采用控制器局域网络（Controller Area Network, CAN)协议连接。 在横机系统中，交流电机是一种基本的执行元件单元。由于控制功能和容量的差 异，不同交流电机的输入电压也存在差异，如ll〇Vac、42Vac等，因此需要工频变压器提供 多种交流电压。但是工厂电网电压波动范围较宽，工频变压器不能为交流电机提供稳定的 交流电压，对交流电机的性能及控制效果会产生较大的影响。同时，工频变压器存在体积重 量大的缺点也为使用带来诸多不便。 现有的纺织设备的电源采用集中供电方式，包括依次连接的变压器/整流器、 UPS、电源总成以及各种类型的输电线。所述变压器是个较大、较重的绕组，比如4. 2公斤， 工作频率在50Hz。其接220v的交流输入，输出110v、42v两路交流输出。其中110v交流输 出为一些步进电机供电，42v交流输出则经UPS输出至电源总成。电源总成经过AC/DC转 换，输出四路直流电，分别是24v、12v、3. 3v以及5v。此四路直流电分别给各个部件供电，每 个部件可能需要两种或以上的电压输入，则需要非常多、复杂的输电线从电源总成连接至 各个部件。 而且由于变压器/整流器的50Hz的低频工作频率和电路设计的原因，其输出电压 随市电的波动而波动，在市电波动较大或发生暂态跌落的情况下导致负载不能工作或影响 负载寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了 一种纺织设备的电源系统，能够在市电电网波动范围较 宽或发生暂态跌落时，为电机驱动提供稳定的电压，同时减小整个系统的重量。 本专利技术提供一种纺织设备的电源系统，包括：依次连接的整流电路、直流/直流转 换电路以及直流/交流转换电路；整流电路用于输入交流供电电压，输出第一直流电，直流 /直流转换电路的工作频率大于20kHz，将第一直流电转换为第二直流电，直流/交流转换 电路将第二直流电转换为至少两路交流输出；至少两路交流输出中的至少一路用于为纺织 设备的第一电机供电，至少另外一路用于为纺织设备的第二电机供电。 其中，直流/交流转换电路包括第一直流/交流转换电路和第二直流/交流转换 电路，第一直流/交流转换电路输出110v交流电为第一电机供电，第二直流/交流转换电 路输出42V交流电为第二电机供电。 其中，整流电路输入的交流供电电压范围是150?300v，输出212?424v的第一 直流电，直流/直流转换电路的工作频率大于20kHz，将212?424v的第一直流电转换为 190v、75v的两路第二直流电，190v第二直流电输入第一直流/交流转换电路，75v第二直流 电输入第二直流/交流转换电路。 其中，该系统还包括第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路连接直流/直 流转换电路、第二控制电路以及第一直流/交流转换电路，第二控制电路连接第二直流/交 流转换电路，第一控制电路将第一直流/交流转换电路输出交流电压的过零信号发给第二 控制电路，第二控制电路通过调节第二直流/交流转换电路输出交流电压的相位，使第一 直流/交流转换电路和第二直流/交流转换电路的输出交流电压保持预定相位差关系。 其中，预定相位差关系是90度相位差关系。 其中，该系统包括第一电容和第二电容，第一电容一端接于整流电路、直流/直流 转换电路之间，另一端接地，第二电容一端接于直流/直流转换电路、直流/交流转换电路 之间，另一端也接地。 其中，直流/直流转换电路还将212?424v的第一直流电转换为另外一路24v的 第二直流电，以分别输出至纺织设备的各个用电部件中，用电部件设有相应的直流/直流 转换电路，以将24v的第二直流电转变为相应电压的直流电为用电部件供电。 其中，该系统还包括：用于设置于纺织设备的动作元件或其动作对象行程至少一 端的感应元件，感应元件由经直流/直流转换电路转变第二直流电而得到的5v或3. 3v直 流电供电；感应单元在动作元件或其动作对象超出行程之前，由动作元件或其动作对象所 触发而产生至少一路信号输出，至少一路信号输出中的其中一路信号输出经过或不经过纺 织设备的第三控制电路而作用于纺织设备的电机的驱动电路的使能端，使驱动电路关闭。 其中，该系统还包括用于连接于第三控制电路和驱动电路使能端之间的电平转换 电路；其中，电平转换电路包括第一输入端、第二输入端以及输出端，电平转换电路的第一 输入端用于连接控制电路，感应单元连接电平转换电路的第二输入端；电平转换电路将控 制电路在正常工作中输出的第一电平信号传输至驱动电路使能端时，驱动电路使能端的电 压满足驱动电路使能端的使能电压要求；电平转换电路将控制电路在判断需要停机时输出 的第二电平信号传输至驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纺织设备的电源系统，其特征在于，包括：依次连接的整流电路、直流/直流转换电路以及直流/交流转换电路；所述整流电路用于输入交流供电电压，输出第一直流电，所述直流/直流转换电路的工作频率大于20kHz，将所述第一直流电转换为第二直流电，所述直流/交流转换电路将所述第二直流电转换为至少两路交流输出；所述至少两路交流输出中的至少一路用于为所述纺织设备的第一电机供电，至少另外一路用于为所述纺织设备的第二电机供电。

【技术特征摘要】
1. 一种纺织设备的电源系统，其特征在于，包括： 依次连接的整流电路、直流/直流转换电路以及直流/交流转换电路； 所述整流电路用于输入交流供电电压，输出第一直流电，所述直流/直流转换电路的 工作频率大于20kHz，将所述第一直流电转换为第二直流电，所述直流/交流转换电路将所 述第二直流电转换为至少两路交流输出； 所述至少两路交流输出中的至少一路用于为所述纺织设备的第一电机供电，至少另外 一路用于为所述纺织设备的第二电机供电。2. 根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于， 所述直流/交流转换电路包括第一直流/交流转换电路和第二直流/交流转换电路， 所述第一直流/交流转换电路输出1 l〇v交流电为所述第一电机供电，所述第二直流/交流 转换电路输出42v交流电为所述第二电机供电。3. 根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于， 所述整流电路输入的交流供电电压范围是150?300v，输出212?424v的所述第一直 流电，所述直流/直流转换电路的工作频率大于20kHz，将所述212?424v的所述第一直流 电转换为190v、75v的两路所述第二直流电，所述190v第二直流电输入所述第一直流/交 流转换电路，所述75v第二直流电输入所述第二直流/交流转换电路。4. 根据权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于， 包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路连接所述直流/直流转换电 路、所述第二控制电路以及所述第一直流/交流转换电路，所述第二控制电路连接所述第 二直流/交流转换电路，所述第一控制电路将所述第一直流/交流转换电路输出交流电压 的过零信号发给所述第二控制电路，所述第二控制电路通过调节所述第二直流/交流转换 电路输出交流电压的相位，使所述第一直流/交流转换电路和第二直流/交流转换电路的 输出交流电压保持预定相位差关系。5. 根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于， 所述预定相位差关系是90度相位差关系。6. 根据权利要求1至3任一项所述的电源系统，其特征在于， 包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云辉，徐志望，
申请(专利权)人：福建睿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35