<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Drehzahlsteuerung und Einhaltung des relativen
Gleichlaufes
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
die durch den Regelvorgang beschleunigten oder abgebremsten Massen in kürzester Zeitspanne auf die richtige Sollwertdrehzahl gebracht werden müssen, sind Getriebe mit grossen Dimensionen am
Umformer bzw. Arbeitsmotor oder grosse Kraftschaltereinheiten erforderlich. Alle diese
Regelanordnungen setzen, um überhaupt eingreifen zu können, eine bestimmte Abweichung vom
Sollwert voraus und sind verhältnismässig aufwendig.
Eine wirklich genaue Drehzahlregelung, bei der die
Abweichung zwischen Soll-und Istwert null beträgt, ist hier deshalb nicht möglich. Zum andern macht jeder verfahrensmässig bedingte Programmwechsel, der beispielsweise durch Änderung des
Verstreckungsgrades von Fäden, Folien u. dgl. notwendig wird, auch die Änderung des
Drehzahlverhältnisses und somit Neueinstellung der Frequenzen erforderlich und ist mit entsprechendem Aufwand verbunden.
Gegenüber diesen Analog-Reglern sind auch schon Digital-Regler vorgeschlagen worden, die nach dem Prinzip der Impulszählung mit meist hohem Auflösungsvermögen beim Vergleich der Soll-und Istwerte arbeiten und an sich einen genaueren und schnelleren elektrischen Verstellvorgang zulassen, aber hiebei mit der mechanischen Beschleunigung oder Bremsung der Motoren infolge deren Massenträgheit nicht mehr nachzukommen vermögen, und man ist deshalb gezwungen, solche Regler zu entfeinern, um etwaige Regelschwingungen und eine übersteuerung der Drehzahl zu vermeiden.
Ausserdem ist es zur gleichzeitigen Speisung vieler in einer Reihenanlage nebeneinander liegender Drehstrommotoren, deren Drehzahl über längere Zeit konstant gehalten werden muss, bekannt, einen statischen Frequenzwandler zu verwenden, der über einen ersten Stromrichter zunächst eine Gleichspannung erzeugt und diese mittels eines zweiten Stromrichters in eine Drehspannung variabler Frequenz umformt. Derartige Anordnungen lassen einen Wechsel der Drehzahl nur in begrenztem Umfange zu, da das jeweilige Ein-, Ver-und Nachstellen der Frequenzen bzw. der diese bestimmenden Steuerimpulse, beispielsweise beim Anlaufen der Motoren manuell erfolgt und den hiemit verbundenen Zufälligkeiten unterworfen ist.
Infolgedessen sind derartige Steueranordnungen für die in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander stehenden, aber untereinander mit verschiedenen Drehzahlen arbeitenden Teilmotoren bzw. Motorgruppen nicht verwendbar, da die synchrone Steuerung der die Frequenzen bestimmenden Impulse fehlt.
Hienach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einerseits den relativen Gleichlauf von mit verschiedenen Frequenzen betriebenen Teilmotoren oder Motorgruppen mit grösster Genauigkeit und ohne Summenfehler zu erzwingen und ohne dass hiebei besondere Drehzahl-oder FrequenzRegelvorrichtungen erforderlich sind, anderseits den Wechsel des Drehzahlprogrammes zu vereinfachen.
Es wurde erkannt, dass es einer vorgegebenen Steuerimpulsfolge bedarf, die als Taktfolge in die Gleichspannung eines Umrichters eingeführt werden muss, um einen Drehstrom von bestimmter Frequenz und somit eine bestimmte Drehzahl zu erzeugen, und dass man die Steuerimpulse verändern muss, wenn sich die Frequenz und die Drehzahl ändern sollen. Für eine Einrichtung zur Drehzahlsteuerung und Einhaltung des relativen Gleichlaufs von mit verschiedenen Drehzahlen betriebenen Motoren gemäss der eingangs erwähnten Art wird erfmdungsgemäss vorgeschlagen, dass die Impulssteuereingänge der mit einem Gleichstromzwischenkreis ausgebildeten Umrichter unmittelbar
EMI2.1
gemeinsamen mehrspurigen Band-, Platten-oder Walzenspeichers, auf dessen Spuren drehzahlproportionale Impulssignalfolgen aufgezeichnet sind, angeschlossen sind.
Der Ablauf oder Umlauf des gemeinsamen Impulsspeichers kann mit konstanter oder gesteuerter Geschwindigkeit erfolgen. Das Aufbringen der verschiedenen Steuer-Impuls-Signalfolge-Markierungen auf den gemeinsamen Impulsspeicher kann in an sich bekannter Weise auf mechanischem elektrischem bzw. elektroakustischem oder elektromagnetischem Wege erfolgen. Hiebei können die verschiedenen Steuer-Impuls-Signalfolgen über die Zeit gleichlaufend konstant programmiert sein. Ebenso ist es bei Bedarf aber auch möglich, einzelne Impulssignalfolgen beispielsweise für die Drehzahlen von Spindeln oder die Kinematik von Ringbänken über die Zeit veränderlich zu programmieren.
Auch das Abgreifen und Reproduziern sowie Weitergeben der auf dem ab-bzw. umlaufenden gemeinsamen Impulsspeicher aufgebrachten Impulssignalfolgen kann über an sich bekannte korrespondierende Abnahmeköpfe, wie elektrische bzw. elektromagnetische Tast-oder Tonköpfe, Selenzellen, Impulsgeneratoren od. dgl. erfolgen. Wesentlich ist nur, dass für jede Impulssignalfolge bzw. jede Speicherspur ein eigener Abnahmekopf vorhanden ist. Dadurch, dass die Impulssignalfolge einer einzelnen oder mehrerer Spuren des laufenden Impulsspeichers vom zugehörigen Abnahmekopf über Abzweigkanäle und gegebenenfalls über binäre Untersetzer-bzw.
Vervielfältigerstufen auf mehrere Umrichter abgegeben werden, lässt sich eine grössere in einem relativen Gleichlaufverhältnis stehende Teilmotorenfolge betreiben, als Signalspuren auf dem Impulsspeicher vorhanden sind, bzw. ein Teil der auf dem Impulsspeicher
<Desc/Clms Page number 3>
vorhandenen Signalspuren für andere als Gleichlaufsteuerzwecke verwenden. So können beispielsweise neben dem eigentlichen Drehzahlsteuerprogramm auf dem Impulsspeicher zusätzlich eine oder mehrere weitere Signalspuren zur Steuerung des verfahrensmässig bedingten Programmablaufes zur Betätigung von Schaltelementen für das automatische Ein-oder Aus-oder Umschalten von Steuerungsmassnahmen aufgebracht sein und vom laufenden Impulsspeicher mittels eines besonderen Abnahmekopfes abgegriffen und an die Schaltelemente weitergegeben werden.
In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, einen Impulsspeicher zu benutzen, der aus mehreren Teilspeichern besteht, von denen jeder eine bestimmte Anzahl von Steuerimpulsfolgen bzw.
Impuls-Markierungen trägt. Diese mit Impulssignalen versehenen magnetischen Teilspeicher können mit gleichen oder mit untereinander verschiedenen Geschwindigkeiten starr oder über Unter-bzw. Übersetzungsgetriebe gekuppelt sein. Dabei sind die Teilspeicher in ihrem Antrieb formschlüssig miteinander verbunden, so dass der relative Gleichlauf zwischen den Teilspeichern gewährleistet ist.
In gewissen Fällen, so beispielsweise zur Vermeidung von Spiegelbildung beim Aufspulen von Fäden, kann es erwünscht sein, die Drehzahl der Aufwickelvorrichtung zu stören. Um eine solche Drehzahlstörung zu gewährleisten, kann der die zu störende Impulsfolge aufnehmende Abnahmekopf
EMI3.1
bewirkt.
Durch die verschiedenen vorgeschlagenen Massnahmen ist eine Steuerung in Mehrmotorenantrieben geschaffen, die eine gemeinsame Steuerimpulszentrale für die Erzeugung der verschiedenen vorbestimmten Frequenzen besitzt und den relativen Gleichlauf der mit diesen Frequenzen im festgelegten Drehzahlverhältnis betriebenen Teilmotoren bzw. Motorgruppen mit Sicherheit gewährleistet und mit der gleichen Genauigkeit und Sicherheit stets wiederholbar macht, ohne dass hiebei besondere Drehzahl-oder Frequenzregelvorrichtungen notwendig sind. Der gemeinsame
Impulsspeicher für die Bildung der verschiedenen Frequenzen kann nach Bedarf sehr einfach gegen einen solchen ausgetauscht werden, auf welchem andere Steuerimpulsfolgen, beispielsweise für geänderte
Drehzahlen oder Drehzahlverhältnisse programmiert sind.
Die Arbeitsmaschinen und Maschinenanlagen können somit ohne die sonst üblichen Ein- oder Umrichtezeiten sofort für eine andere Aufgabe eingesetzt werden.
Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich vor allem in der chemischen Textilindustrie bei der
Herstellung und Weiterverarbeitung von Endlosfäden bzw. band-und strangförmigem Gut aus thermoplastischem Material in solchen Maschinen und Maschinenanlagen anwendbar, in denen eine Reihe von verschiedenen Bewegungsvorgängen bzw. Drehzahlen, zumal in mehreren zusammenhängenden Verfahrensstufen hintereinandergeschaltet ist, und der relative Gleichlauf der in genau bestimmtem Drehzahlverhältnis arbeitenden Teilmotoren bzw. der in gleicher Funktion in Reihenanlagen betriebenen Motorgruppen gefordert wird ; so beispielsweise in Streckzwim-oder Streckwickelmaschinen, in Spinnstreckmaschinen u. dgl.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt : Fig. l die vorgeschlagene Steuereinrichtung für den Antrieb von mehreren Teilmotoren, die in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander stehen, aber mit untereinander verschiedenen Drehzahlen arbeiten, am Beispiel einer Streckwickelmaschine, Fig. 2 stellt die gleiche Anordnung mit abgeänderter Steuereinrichtung dar und Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Steuereinrichtung in grösserem Massstab.
Gemäss Fig. l ist jedem der als Synchron-oder Asynchronmotor ausgebildeten Teilmotoren - -1, 2, 3 und 4-ein statischer Frequenzwandler (Umrichter) --5, 6, 7 und 8-zugeordnet. Die Teilmotoren können als Kollektivantrieb für eine Reihe von anzutreibenden Einrichtungen der Maschine angeordnet sein. Ebenso kann aber auch jede Vorrichtung einer Reihe von einem Einzelmotor angetrieben und die Motorgruppe einer Reihe an den sastatischen Frequenzwandler des Teilmotors angeschlossen sein.
Es werden jeweils ein oder mehrere Fadenlieferwerke-9-vom Teilmotor - l-, erste Galetten-10-vom Teilmotor-2--, zweite Galetten --11-- vom Teilmotor - und die Reibwalzen-12-der Aufwickelvorrichtung vom Teilmotor --4-- angetrieben, Die Beschreibung beschränkt sich auf die Aufzählung dieser vier Hauptantriebe, welche sich in der Praxis beliebig erweitern liesse.
Die statischen Frequenzwandler-5, 6, 7 und 8-werden aus einem oder mehreren Wechselstrom-Versorgungsnetzen-13 bzw. 14-gespeist. Durch jeden der statischen Frequenzwandler wird bekanntlich die Netzspannung zunächst mittels eines ersten Stromrichters in eine Gleichspannung umgewandelt und in Kondensatoren geglättet und gespeichert.
Mittels eines zweiten Stromrichters, dessen Stromtore im Takt der in die Gleichspannung eingeführten Impulse gezündet und
<Desc/Clms Page number 4>
gelöscht werden, wird die Gleichspannung in Drehspannung von der Frequenz der Taktfolge umgeformt und den nachgeschalteten Antriebsmotoren zugeleitet.
EMI4.1
ablaufende Tonband-20-abgreifen. Auf diesem als Impulsspeicher dienenden Tonband-20sind auf vier nebeneinander laufenden Spuren die verschiedenen Steuerimpulsfolgen für die Bildung der vorgegebenen Frequenzen aufgebracht.
Die Fäden sollen beispielsweise mit einer Laufgeschwindigkeit von 600 m/min angeliefert werden.
Bei einem Durchmesser der Lieferwalzen-9-von 75 mm werden 2550 Upm verlangt, der Motor - l--bzw. dessen Motorgruppe muss daher bei 4-poliger Ausführung mit einer Frequenz von 85 Hz gespeist werden. Der nächste Motor --2-- bzw, dessen Motorgruppe treibt die Streckgaletten - von 100 mm Durchmesser an und muss zur Erzeugung eines vorbestimmten Fadenverstreckungsgrades und somit einer Fadenfördergeschwindigkeit von beispielsweise 2000 m/min mit 6390 Upm bei 4-poliger Ausführung mit einer Frequenz von 213 Hz betrieben werden.
Der weitere Motor --3-- bzw. dessen Motorgruppe treibt die Fadenfördergaletten --11-- von gleichfalls 100 mm Durchmesser mit einer vorbestimmten, beispielsweise um 5% geringeren Geschwindigkeit an, um eine verfahrensmässig bedingte Schrumpfung des Fadens zuzulassen, und muss mit einer Frequenz von 203 Hz betrieben werden. Der Motor --4-- schliesslich bzw. dessen Motorgruppe treibt die Reibwalzen-12-der Aufwickelvorrichtung von 100 mm Durchmesser mit einer weiteren, beispielsweise um 1, 5% geringeren Geschwindigkeit an, um dem Faden Gelegenheit zu geben, noch weiter nachzuschrumpfen oder/und mit geringster Fadenspannung auf den Wickel aufzulaufen. Dieser Motor --4-- bzw. dessen Motorgruppe benötigt somit eine Speisefrequenz von 200 Hz.
Die Reibwalzen --12-- können gegebenenfalls als Schlitztrommeln ausgebildet sein und gleichzeitig der Fadenverlegung dienen.
Der als Tonband ausgebildete Impulsspeicher--20-liefert im vorliegenden Falle die zur Steuerung der statischen Frequenzwandler--5, 6, 7 und 8-- benötigten Steuerimpulse. Bei einer Sekundärfrequenz von 95, 213, 203 und 200 Hz ist zweckmässig eine dreifache oder höhere Pulsfrequenz erforderlich. Ein Vielfaches der Pulsfrequenz ist zu befürworten, weil mit einfachen Binäruntersetzern ein vielseitiges Anpassen an die gewünschte Frequenz möglich ist.
Dies ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Das Tonbandgerät-20-liefert hier von einem Endlosband drei verschiedene Steuerimpulsfolgen auf den Kanälen--21, 22, 23--, von denen die Impulsfolgen der Kanäle-21 und 22-jeweils über Abzweigkanäle --24 und 25 bzw. 26 und
EMI4.2
geringerer Frequenz untersetzt und als solche an die statischen Frequenzwandler-5, 6, 7 und 8-weitergeleitet werden. Die über den Kanal-23-an die Schaltanlage --32-- abgegebenen Impulse dienen lediglich verfahrensbedingten Schaltzwecken, wie Stillsetzen der Maschine, Länge von Phasen u. dgl.
Fig. 3 zeigt schliesslich die Anordnung von drei Impulstastern--33, 34 und 35-an einem Tonkopf, welche jeweils eine der Steuerimpulsspuren vom laufenden Tonband-36-abgreifen und über Kanäle--36', 37 und 38-weitergeben. Dem Ablauf der vom Taster --35-- abzugreifenden Steuerimpulsfolge ist eine oszillierende Bewegung überlagert, die beispielsweise mittels eines verstellbaren Kurbeltriebes --39-- erzeugt wird, welches am Impulstaster-35-angreift und diesem eine Hin-und Herbewegung in Richtung des Tonbandlaufweges erteilt.
Eine solche von Schwebungen behaftete Steuerimpulsfolge kann mit Vorteil für den Antrieb von Aufwickelvorrichtungen bzw. deren Fadenverlegungschangierung zur Störbeeinflussung verwendet werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.