CH686677A5 - Steuerung fuer einen Spinnmaschinenantrieb. - Google Patents
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Description
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CH 686 677 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für eine Arbeitsmaschine, vorzugsweise eine Spinnmaschine mit einem Frequenzumrichter, der an ein Stromnetz angeschlossen ist, und Wechselstrom mit einer zeitlich veränderlichen Speisefrequenz an Motoren liefert.
Ein derartiger Antrieb ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 90-07595 bekannt. In der Publikation wird dargelegt, dass bei Stromausfall einer der angeschlossenen Motoren im Generatorbetrieb Energie an den Umrichter zurückliefert, wodurch andere Stromverbraucher bzw. Motoren auch nach dem Stromausfall noch steuerbar sind und geordnet bis zum Stillstand aller Maschinenkomponenten betrieben werden können.
Umrichter zur Umwandlung einer gegebenen Netzwechselspannung in eine Spannung veränderlicher Frequenz werden von zahlreichen Herstellern angeboten, wobei diese so ausgelegt sind, dass beim Auftreten von Störungen eine Trennung vom Netz erfolgt, damit keine Schäden im Umrichter auftreten.
Es gibt jedoch Betriebszustände, die als Störung zu klassieren sind, jedoch nicht ein sofortiges Abschalten der Maschine erforderlich machen. Dies ist insbesondere dann anzustreben, wenn ein sofortiges Abschalten einer Maschine vom Netz zu Folgestörungen in der Maschine führen. In einer Spinnmaschine beispielsweise kann ein bedingungsloses Abschalten des elektrischen Antriebes dazu führen, dass sämtliche Spinnfäden reissen, was langwierige Anknüpfarbeiten vor der neuerlichen Inbetriebnahme der Maschine erforderlich macht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antrieb für eine Arbeitsmaschine zu schaffen, bei dem je nach Störung ein selektives Schalten des Umrichters möglich ist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen des Antriebs.
Mit einem elektrischen Antrieb gemäss der Erfindung wird die Störanfälligkeit einer Arbeitsmaschine insgesamt verringert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Detail beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des elektrischen Antriebes
Fig. 2 Frequenz- bzw. Drehzahlverläufe über der Zeit für verschiedene Betriebszustände
Fig. 3 eine schematische Übersicht über den Antrieb einer Spinnmaschine.
Für die folgenden Ausführungen wird beispielhaft ein Antrieb für eine Spinnmaschine erläutert. Ein erster und ein zweiter Motor 16 bzw. 18 sind über einen Frequenzumrichter 30 an ein Stromnetz 36a angeschlossen. Zwischen dem Frequenzumrichter 30 und den Motoren 16 bzw. 18 befindet sich das sogenannte Maschinenstromnetz 36b. Eine Steuerung 32 für den elektrischen Antrieb kann getrennt vom Frequenzumrichter 30 angeordnet sein oder in diesen integriert sein. Die Steuerung 32 ist über mehrere Sensorleitungen 40 ... 46 an die Komponenten des Antriebes 30, 16, 18, 36a, 36b angeschlossen. Die Sensorleitungen können beispielsweise eine Überlast einer elektrischen Komponente, eine Übertemperatur, eine Unterspannung oder einen Netzausfall registrieren. Als weitere Störungen kommen Überspannungsspitzen oder Kurzschlüsse in Betracht, die ebenfalls über Sensorleitungen von der Steuerung 32 registrierbar sind. Die Steuerung 32 und der Frequenzumrichter 30 sind so auszulegen, dass die Stromversorgung der Motoren 16, 18 nur bei bestimmten Störungen unterbrochen wird, die z.B. zur Zerstörung von Bauteilen der Komponenten führen würden. In erster Linie kommen dabei Spannungsspitzen oder Kurzschlüsse in Betracht, nicht jedoch eine zeitlich begrenzte bzw. einen Schwellenwert allmählich übersteigende Belastung einer Komponente. Beim Auftreten einer weniger schwerwiegenden Störung im elektrischen Antrieb führt die Auswertung der Störung dazu, dass die Steuerung 32 ein geregeltes Auslaufen des Antriebes auslöst. Dabei werden die Frequenz f des Frequenzumrichters 30 und damit die Drehzahlen n der Motoren 16 und 18 nach einem vorgegebenen Programm abgesenkt, wobei eine Energiere-kuperation eines Motors 18 zugunsten der Versorgung anderer Komponenten 16, 32 gemäss der WO 90-07595 vorgesehen sein kann. Eine Drehzahlkurve für geordnetes Auslaufen des elektrischen Antriebs setzt sich aus den Kurvenästen a und b in Fig. 2 zusammen. Dies bedeutet, dass beim Beispiel einer Spinnmaschine die Drehzahlen der Motoren proportional abgesenkt werden und der erste Motor 16 für den Antrieb von Streckwerkswel-len 12a, 12b, 12c gemäss Fig. 3 und der zweite Motor 18 zum Antrieb einer Welle 20 im wesentlichen gleichzeitig zum Stillstand kommen. Die Welle 20 trägt mehrere Riemenscheiben 24, die im Fall einer Ringspinnmaschine über je einen Riemen 26 Spindeln 22 zum Aufwickeln von Garn 28 antreiben, das von den Streckwerkswellen 12a, 12b, 12c geliefert wird. Falls ein einziger Frequenzumrichter 30 zur Versorgung mehrerer Motoren 16 und 18 vorgesehen ist, laufen diese als Synchron- oder Asynchronmotoren mit gleicher Frequenz. Ein Getriebe 14 zwischen dem ersten Motor 16 und den Streckwerkswellen 12a, 12b, 12c sorgt für die nötige Drehzahlanpassung.
Aus einem Programmspeicher 34 kann die Steuerung Sollwerte für das Absenken der Umrichterfrequenz entnehmen. Die Steuerung 32 und der Umrichter 80 können in Module gegliedert werden. Eine Auswerteeinheit 32a analysiert Signale von den Sensorleitungen 40 ... 46, eine Schalteinheit 30a am Umrichter 30 ist für den Betriebszustand des Frequenzumrichters 3 verantwortlich.
Bei der zweiten Betriebsart des elektrischen Antriebes, die bei Überspannung bzw. Kurzschluss ein sofortiges Abschalten des Frequenzumrichters 30 und der nachgeschalteten Komponenten 16, 18, 32 vorsieht, können die verschiedenen Maschinenantriebe zu unterschiedlichen Zeitpunkten zum Stillstand kommen. Es kann sich damit nach Fig. 2 für den ersten Motor 16 eine Drehzahlkurve gemäss
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den Kurvenästen a, d und für den zweiten Motor 18 ein Drehzahlverlauf gemäss den Kurvenästen a, c ergeben, so dass die verschiedenen Motoren nacheinander zum Stillstand kommen. Diese Betriebsart führt bei Ringspinnmaschinen möglicherweise zum Bruch sämtlicher Fäden. Anderseits kann Personengefährdung oder Beschädigung des elektrischen Antriebs abgewendet werden, wenn sämtliche Komponenten unmittelbar nach dem Auftreten und Erkennen der Störung durch die Steuerung 32 spannungsfrei geschaltet werden. Dies ist insbesondere auch bei dem Auftreten von Fehlströmen durch Berührung von elektrischen Komponenten durch Bedienungspersonen erforderlich.
Claims (5)
1. Elektrischer Antrieb für eine Spinnmaschine (10), mit einem Frequenzumrichter (30), der an ein Stromnetz (36a) angeschlossen und Wechselstrom mit einer zeitlich veränderlichen Speisefrequenz an Motoren (16, 18) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Störungen registrierende Steuerung (32) über Sensorleitungen (40 ... 46) mit Komponenten (30, 36a, 36b, 18) des Antriebs verbunden ist, die je nach Störfall unterschiedliche Schaltungszustän-de im Frequenzumrichter (30) bewirkend ausgebildet ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Programmspeicher (34) mit der Steuerung (32) verbunden ist.
3. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (32) eine Auswerteinheit (32a) für Störungen aufweist, die auf der Eingangsseite mit den Sensorleitungen (40 ... 46) verbunden ist.
4. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (32) über eine Steuerleitung (48) mit einer Schalteinheit (30a) des Frequenzumrichters (30) verbunden ist, wobei diese so ausgebildet ist, dass sie nur bei bestimmten Steuersignalen in der Steuerleitung (48) den Frequenzumrichter (30) abschaltet und bei anderen Steuersignalen die Speisefrquenz nach einem Programm herunterfährt.
5. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor (18) für den Antrieb von Spindeln (22) und der andere Motor (16) zum Antrieb eines Streckwerks (12) einer Spinnmaschine ausgelegt ist.
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