[发明专利]自由端式纺纱装置的磁性轴承装置

说明书

本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的一种驱动自由端式纺纱装置的磁性轴承装置的方法，还涉及一种相应的磁性轴承装置。

有关纺纱转子的轴承已知有各种不同的结构型式，这种纺纱转子在现代化自由端式纺纱机的纺纱装置里的运转速度很高。

目前市场上的多数自由端式纺纱机都具有纺纱转子，它们的转子筒支承在一个所谓支承圆盘轴承的轴承楔形件里。对于这种支承圆盘轴承来说通常要有一个附加的轴向轴承用于使纺纱转子轴向定位，这种轴向轴承或者可以设计成机械式轴承或者设计成磁性轴承。所述的轴承装置允许转子转速＞100,000min^-1。

尽管这种支承圆盘轴承装置已在实践中经受过了考验，但它仍有以下缺点：尤其是在支承圆盘的滑动表面部位处其受力很大。在此部位所产生的挤压功一方面导致滑动表面的磨损大大增加，另一方面还导致能量损失。

因此在过去就已经进行过试验，使这种高转速旋转的纺纱转子无磨损地支承住。

在DE-0S 28 18 255,DE 31 30 974 A1或者DE 198 27 606 A1里例如都描述了单个电机驱动的纺纱转子，这些转子都是无接触地支承在相应的磁性轴承装置里。

DE-OS 28 18 255则描述了一种磁性轴承装置，其在定子侧和转子侧各有至少一个环形的或者圆盘形的永久磁铁。这些永久磁铁的布置应使转子和定子之间推斥的磁性轴承力有效作用。

此外，在定子的永久磁铁之间设置有电气绕组，通过这种绕组就能够加强或者降低电磁力，它与电流方向有关。

电气绕组同时由一个相应的调节装置来控制，它与传感器的信号有关，这种传感器检测的是转子从其规定位置的轴向偏移。这就是说，对于转子的外轴向负荷来说就会引起调节电流，它对应于这种负负荷产生一个相反方向的电磁力。

这种已知的调节系统要求传感器有很高的精度，因而只有采用很费事并且也很昂贵的传感器才能达到这种精度。

DE 31 30 974 A1描述了一种用于自由端式纺纱装置的结构类似的磁性轴承装置。这种已知的轴承装置如上面所述的装置那样具有一个根据传感器信号而动作的调节装置，还至少有一个由这调节装置控制的电磁铁，用于产生一个轴向的转子运动。同时采用一个根据纺纱转子的轴向运动而动作的速度传感器被使用作为传感器。

调节装置的结构设计应使纺纱转子位于规定位置时电磁铁的电流至少近似为零。这就是说这种已知的调节装置具有一个正反馈的比例微分调节器(PD-Regler)，其输入端与速度传感器相连接。

同样，上述的磁性轴承装置与自由端纺纱装置结合一起在实践中也不能令人信服。尤其是速度传感器的应用证实有许多问题，这是由于这种传感器对于磁性干扰场的反应特别敏感，正如这种干扰场与单个电机驱动相结合几乎是不可避免的那样。

另外由DE 198 27 606 A1已知有一种磁性轴承装置，其中纺纱转子的转子筒无接触地支承在两个轴向间隔布置的永久磁铁付里。永久磁铁的设计应使各个不同的磁极对向布置。为使纺纱转子保持在一个轴向中间位置，这里也要设置一个电磁的中间位置调节装置。这就是说，纺纱转子的轴向中间位置的调节是通过相应的有目标地对至少一个布置在定子永久磁铁附近的线圈通以电流来实现的。

对于这种已知的磁性轴承装置来说通过对磁性轴承的前后元件进行相应的磁性设计还使纺纱转子实现了一个择优的降落方向。

从上述的现有技术出发，本发明的任务是开发一种能够使自由端式纺纱装置的磁性轴承装置无摩擦地工作运行的方法，其中磁性轴承装置既应在加工时费用低廉，又应在工作时可靠。

这个任务按照本发明是通过一种如权利要求1所述的方法解决的。

实施该方法的一种磁性轴承装置是权利要求2所述的对象。在紧接着的从属权利要求中叙述了这样一种磁性轴承装置的优选技术方案。

按本发明的方法尤其具有以下优点：使用了一种简单而价廉的位置传感器用于识别磁性支承的纺纱转子的位置，这种传感器尤其是针对零点精度和零点稳定性来说仅需要满足比较少的要求。那就是说，使用的该调节装置首先这样来加工处理位置传感器的信号，从而通过积分仪使这线圈电流的负反馈启动，这种负反馈在短时间之后就已导致线圈电流在执行元件内以足够的精确度进行零调整。积分仪输入信号的取反紧接着就导致在调节回路里的正反馈，并因而引起在执行线圈里的电流升高，因此使纺纱转子从它的轴向止推轴承处抬起并调整到其工作位置上，在此位置上执行元件里的线圈电流又趋于零。