CH686677A5

CH686677A5 - Control for a spinning machine drive.

Info

Publication number: CH686677A5
Application number: CH02092/93A
Authority: CH
Inventors: Horst Wolf
Original assignee: Rieter Ag Maschf
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1996-05-31
Also published as: CN1116373A; JPH0759394A; ITMI941453A0; IT1271656B; DE4420609A1; ITMI941453A1

Description

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Beschreibung description

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. The invention relates to an electric drive for a work machine, preferably a spinning machine with a frequency converter, which is connected to a power supply, and supplies alternating current to motors with a time-variable feed frequency.

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. Such a drive is known from international patent application WO 90-07595. The publication states that in the event of a power failure, one of the connected motors in generator operation returns energy to the converter, which means that other power consumers or motors can still be controlled even after the power failure and can be operated in an orderly fashion until all machine components come to a standstill.

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. Inverters for converting a given AC line voltage into a voltage of variable frequency are offered by numerous manufacturers, whereby these are designed in such a way that if faults occur, they are disconnected from the mains so that no damage occurs in the converter.

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. However, there are operating states that can be classified as a fault, but do not require the machine to be switched off immediately. This is particularly desirable if an immediate shutdown of a machine from the mains leads to consequential malfunctions in the machine. In a spinning machine, for example, an unconditional shutdown of the electric drive can cause all of the spinning threads to tear, which requires lengthy tying-up work before the machine is started up again.

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. It is an object of the present invention to provide an electric drive for a work machine, in which a selective switching of the converter is possible depending on the fault. This object is achieved with the features of the independent claim. The dependent claims relate to advantageous developments of the drive.

Mit einem elektrischen Antrieb gemäss der Erfindung wird die Störanfälligkeit einer Arbeitsmaschine insgesamt verringert. With an electric drive according to the invention, the susceptibility to malfunction of a working machine is reduced overall.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Detail beschrieben. The invention is described in detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des elektrischen Antriebes Fig. 1 is a simplified circuit diagram of the electric drive

Fig. 2 Frequenz- bzw. Drehzahlverläufe über der Zeit für verschiedene Betriebszustände Fig. 2 frequency or speed curves over time for different operating conditions

Fig. 3 eine schematische Übersicht über den Antrieb einer Spinnmaschine. Fig. 3 is a schematic overview of the drive of a spinning machine.

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. For the following explanations, a drive for a spinning machine is exemplified. A first and a second motor 16 and 18 are connected to a power supply 36a via a frequency converter 30. The so-called machine power supply 36b is located between the frequency converter 30 and the motors 16 and 18. A controller 32 for the electric drive can be arranged separately from the frequency converter 30 or can be integrated into the latter. The controller 32 is connected to the components of the drive 30, 16, 18, 36a, 36b via a plurality of sensor lines 40 ... 46. The sensor lines can register, for example, an overload of an electrical component, an overtemperature, an undervoltage or a power failure. Overvoltage peaks or short circuits are also possible as further malfunctions, which can also be registered by the controller 32 via sensor lines. The controller 32 and the frequency converter 30 are to be designed such that the power supply to the motors 16, 18 is only interrupted in the event of certain faults, e.g. would lead to the destruction of components of the components. Voltage peaks or short circuits are primarily considered, but not a time-limited or gradually exceeding a threshold value of a component. If a less serious malfunction occurs in the electric drive, the evaluation of the malfunction leads to the control 32 triggering a controlled run-down of the drive. The frequency f of the frequency converter 30 and thus the speeds n of the motors 16 and 18 are reduced according to a predetermined program, wherein energy recuperation of a motor 18 can be provided in favor of supplying other components 16, 32 according to WO 90-07595. A speed curve for orderly running out of the electric drive is composed of curve branches a and b in FIG. 2. This means that in the example of a spinning machine, the speeds of the motors are reduced proportionally and the first motor 16 for driving drafting system shafts 12a, 12b, 12c according to FIG. 3 and the second motor 18 for driving a shaft 20 essentially simultaneously Come to a standstill. The shaft 20 carries several pulleys 24 which, in the case of a ring spinning machine, drive spindles 22 for winding yarn 28, which is supplied by the drafting unit shafts 12a, 12b, 12c, via a belt 26 in each case. If a single frequency converter 30 is provided to supply several motors 16 and 18, they run as synchronous or asynchronous motors with the same frequency. A gear 14 between the first motor 16 and the drafting unit shafts 12a, 12b, 12c provides the necessary speed adjustment.

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. The controller can take setpoints for lowering the converter frequency from a program memory 34. The controller 32 and the converter 80 can be divided into modules. An evaluation unit 32a analyzes signals from the sensor lines 40... 46, a switching unit 30a on the converter 30 is responsible for the operating state of the frequency converter 3.

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 In the second operating mode of the electric drive, which provides for immediate shutdown of the frequency converter 30 and the downstream components 16, 18, 32 in the event of an overvoltage or short circuit, the various machine drives can come to a standstill at different times. 2 for the first motor 16, a speed curve according to FIG

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

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2 2nd

3 3rd

CH 686 677 A5 CH 686 677 A5

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. the curve branches a, d and for the second motor 18 result in a speed curve according to the curve branches a, c, so that the different motors come to a standstill one after the other. This operating mode can lead to the breakage of all threads in ring spinning machines. On the other hand, danger to persons or damage to the electric drive can be averted if all components are switched off by the control 32 immediately after the occurrence and detection of the fault. This is especially necessary if operating currents occur due to faulty currents caused by touching electrical components.

Claims

1. Electric drive for a spinning machine (10), with a frequency converter (30), which is connected to a power network (36a) and delivers alternating current with a time-variable supply frequency to motors (16, 18), characterized in that a control registering faults (32) is connected via sensor lines (40 ... 46) to components (30, 36a, 36b, 18) of the drive which, depending on the fault, are designed to cause different switching states in the frequency converter (30).

2. Drive according to claim 1, characterized in that a program memory (34) is connected to the controller (32).

3. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (32) has an evaluation unit (32a) for faults, which is connected on the input side to the sensor lines (40 ... 46).

4. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (32) via a control line (48) with a switching unit (30a) of the frequency converter (30) is connected, which is designed so that it only with certain control signals in the control line (48) switches off the frequency converter (30) and, in the case of other control signals, shuts down the feed frequency according to a program.

5. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that a motor (18) for driving spindles (22) and the other motor (16) is designed for driving a drafting system (12) of a spinning machine.

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10th

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