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Schaltungsanordnung für Wickelvorrichtungen für
Spinn-, Zwirn- und Spulmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Wickelvorrichtungen an Spinn-, Zwirn- und Spulmaschinen nach Patent Nr. 194992, bei welcher die von einem Haupttransformator gelieferte
Grundspannung mit einer von einem Steuertransformator gelieferten Regelspannung in Reihe geschaltet ist.
Im Patent Nr. 194992 ist eine derartige Wickelvorrichtung beschrieben, bei welcher als Motor ein schlüpfender Ein- oder Mehrphasenwechselstrom-Kurzschlussläufermotor, vorzugsweise mit erhöhtem Läu- ferwiderstand bzw. ein Ferraris-Motor vorgesehen ist, dessen Klemmspannung durch die Einspeisungsspannung des Steuertransformators nach Intensität und bzw. oder Dauer über einen Messfühler in Abhängigkeit von der Fadenspannung geregelt wird. Dabei wird die elektrische Spannung des Steuertransformators in ihrer Grösse bzw. in ihrer Phasenlage durch die Fadenspannungsschwankungen des laufenden aufzuwickelnden Fadens verändert und dient entweder als zusätzliche Einspeisungsspannung oder die Sekundärspule des Steuertransformators arbeitet als Drosselspule.
Auf diese Weise lässt sich der Antriebsmotor der Wickelvorrichtung sehr genau und wirtschaftlich steuern, insbesondere bei Verwendung einer im Primärkreis des Steuertransformators angeordneten und vom Messfühler betätigten elektronischen Schalteinrichtung.
Bei Verwendung ei. ics Einphasen-Wechselstrommotors ist es üblich, eine Wicklung über einen Betriebskondensator an die Regelspannung anzuschliessen. Es hat sich jedoch beim Aufwickeln besonders feiner Fäden unter besonders niedriger Fadenspannung herausgestellt, dass ein auf einen Festwert ausgelegter Kondensator nicht genügt, den wechselvollen Betriebserfordernissen, insbesondere bei grossen notwendig werdenden Drehzahlunterschieden zwischen Leerspule und vollem Wickel, zu entsprechen. Einmal ist der Kondensator nur für eine Betriebsfrequenz günstig auszulegen.
Zum andern sind die Leistungsunterschiede des mit den beiden Regelspannungen in ständigem Wechsel betriebenen Motors bei gegebenen Reglerabmessungen nicht mehr so gross, dass man den entgegengesetzt verlaufenden Drehmomentenbedarf des Wickels auch über grosse Wickeldurchmesseränderungen zu decken vermag. Insbesondere lässt sich die Drehmomentenabgabe des Motors bei grossem Wickeldurchmesser, also gegen Ende der Spulreise, nicht mehr steigern, so dass der Fadenzug sehr erheblich und nicht immer im gewünschten Sinne nachlässt. Zu guter Letzt erfordert der Kondensator in solchen Wickelantrieben auch nicht unerhebliche Investitionsmittel.
Um diese Mängel zu beheben, wird erfindungsgemäss in weiterer Ausbildung der Vorrichtung gemäss Patent Nr. 194992 vorgeschlagen. nur die erste Wicklung des Einphasen-Wechselstrommotors in bekannter Weise aus dem Regel- bzw. Steuerkreis zu betreiben und die zweite Wicklung unmittelbar an eine der Phasen des Drehstromnetzes zu legen, die nicht zur Erzeugung der Grundspannung der ersten Wicklung herangezogen ist. Bei dieser Schaltung wird dem Einphasenmotor in einer seiner beiden Wicklungen unmittelbar Spannung aus dem Netz zugeführt, während die andere Wicklung an die Regeleinrichtung nach dem Hauptpatent angeschlossen ist. Damit wird dem Motor lediglich eine Teilleistung über die Regeleinrichtung zugeführt, so dass die Regeleinrichtung selbst geringer beansprucht wird.
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Als besonders vorteilhaft erwies es sich, den Steuer-bzw. Regeltransformator im Steuerkreis der er- sten Motorwicklung und die zweite Motorwicklung derart ans Netz zu legen, dass die resultierende Span- nung aus Regel- und Grundspannung der ersten Motorwicklung voreilend vergrössert wird und die Netz- spannung der zweiten Wicklung der Grundspannung um 1200 vorauseilt. Der Wickelmotor wird bei ge- schlossenem Messfühlerkontakt, also bei Eingabe von Regelspannung über den Regelkreis mit erhöhter
Spannung in der ersten Wicklung versorgt und bei günstigem Phasenwinkel der Spannung in seinen beiden
Wicklungen betrieben, während er bei geöffnetem Messfühlerkontakt wegen der nunmehr wirksamen Dros- sel mit grossem Phasenwinkel zwischen den beiden Wicklungsspannungen läuft und gleichzeitig seine Re- gelspannung vermindert ist.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht bei einer derartigen Schaltung darin, dass der Wickel- motor mit zwei verschiedenen Spannungen betrieben wird, von denen dieRegelspannung sich noch zusätz- lich je nach Regelschaltstand hinsichtlich Spannungsgrösse und Phasenlage verändert. Dabei wird die Re- aktionsfreudigkeit des Wickelmotors in günstiger Weise vergrössert. Zu Beginn der Spulreise macht sich das vor allem bei einer durch die Regeleinrichtung bewirkten Spannungsverminderung insofern vorteilhaft bemerkbar, als die Abweichung des Phasenwinkels gleichzeitig ein geringeres Drehmoment im Motor her- vorruft und auf diese Weise ein ungewolltes Durchlaufen des Motors unterbunden wird.
Zum Ende der
Spulreise, bis zu welchem vom Motor bei wachsendem Wickeldurchmesser ein zunehmend grösseres Dreh- moment verlangt wird, nähert sich der Phasenwinkel der Wicklungsspannungen etwa der 900 - Lage unter entsprechender Vergrösserung der Regelspannung und damit bleibt der Motor auch bei besonders grossen Drehzahlverhältnissen, insbesondere beim Aufwickeln ausserordentlich feiner Fäden unter sehr niedriger Fadenspannung voll regelfähig.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, mit Bezug auf die im Hauptpatent beschriebene Steuer- und Regelschaltung für elektromotorische Antriebe von Wickelvorrichtungen für Spinn-, Zwirn-und Spulmaschinen und unter Benutzung der dort verwendeten Bezugszeichen, schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Schaltschema für einen Wickelantrieb und Fig. 2 das Vektorendiagramm für die Schaltung nach Fig. 1.
Fig. 1 entspricht der im Hauptpatent dargestellten Anordnung mit dem Unterschied, dass der Wickelmotor 6, mit seiner einen Wicklung V-Y unmittelbar an das Netz, u. zw. an die Phase T und den O-Leiter (Sternpunkt), und mit seiner zweiten Wicklung U-X an die Regeleinrichtung mit dem Grundtransformator 7 und dem Steuertransformator 8 angeschlossen ist. Der Grundtransformator 7 ist einmal mit der Phase R und zum andern mit dem 0-Leiter (Sternpunktverbunden. Der Steuertransformator 8 ist mit seiner Primärseite über die elektronische Schalteinrichtung 13 an die Phase S und T gelegt. Die Spannung des Steuertransformators 8 ist gegenüber der des Hauptpatents um 1800 gewendet.
Dies kann durch Vertauschen einer der beiden Ausschlussleitungspaare, welche die Primär- oder Sekundärseite der Transformatoren 7 oder 8 mit dem Netz bzw. dem Motor verbinden, geschehen.
Bei geöffnetem Kontakt am Fadenfühlhebel 9 erfolgt keine Einspeisung über den Steuertransformator 8 ; dieser drosselt vielmehr die vom Grundtransformator 7 gelieferte Spannung. Die Grösse und Phasenlage der zugeführten Spannung ist mit ihrem zugehörigen Verschiebungswinkel cp gegenüber der Spannung R-O des Grundtransformators 7 an den Klemmen der einen Wicklung U-X des Wickelmotors alsMot A bezeichnet. Die Motorphasenspannung eilt im Ausführungsbeispiel um zirka 300 dem Vektor der Grundspannung R-O nach. Die andere Wicklung des Wickelmotors mit den Klemmen V-Y, welche am Netz an der Phase T und dem 0-Leiter angeschlossen sind, ist als Mot B bezeichnet.
Zwischen beiden Motorphasenspannungen Mot A und Mot B besteht somit eine Verschiebung von 120 pu 30 = 1500. Der Motor hat durch diese elektrische Verschiebung gegenüber seinem Wicklungsaufbau, der einen um 900 verschobenen Wechselstrom verlangt, ein geringeres Drehmoment. Ausserdem ist die Spannung der Motorphase Mot A durch die Drosselwirkung der Sekundärwicklung des Steuertransformators 8 stark heruntergesetzt.
Wird nun der Kontakt am Fadenfühlhebel 9 geschlossen, so tritt durch "Überlagerung" der beiden Sekundärspannungen der Transformatoren 7 und 8 (vektorielle Überlagerung von R-O und S/T gemäss Fig. 2) eine Erhöhung der Motorphasenspannung und eine Änderung des Phasenwinkels der nunmehr mit Mot A' bezeichneten Spannung des Motors 6 ein. Die Spannung der beiden Transformatoren 7 und 8 sind um 900 gegeneinander verschoben, und der Verschiebungswinkel ' zwischen der Grundspannung R-O aus dem Transformator 7 und der Motorphase Mot A'liegt nun so günstig, dass bei der oben erwähnten Spannungerhöhung noch ein elektrischer Verschiebungswinkel der beiden Motorphasenspannungen Mot A'und Mot B von 900 erreicht wird. Dem Wickelmotor 6 kann hiebei ein höheres Drehmoment entnommen werden.