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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke,
mit einem Hauptmotor zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen,
Mittelwalzen und Lieferwalzen des Streckwerkes.
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Derartige
Strecken, insbesondere Regulierstrecken, wie beispielsweise die
RSB D-35 der Firma Rieter Ingolstadt, weisen ein Streckwerk mit
Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen sowie einen Hauptmotor
und einen Regelmotor auf. Der Hauptmotor treibt hierbei über ein
Stufenscheibengetriebe mit einstellbarer, konstanter Übersetzung
die Lieferwalzen der Strecke an und bewirkt somit eine konstante
Liefergeschwindigkeit der Strecke. Die Einzugs- und Lieferwalzen
sind hingegen über
ein Differentialgetriebe mit dem Hauptmotor verbunden. Das Differentialgetriebe
ist andererseits mit einem Regelmotor verbunden, so dass die Grunddrehzahl
des Hauptmotors durch den Regelmotor überlagert ist. Die Drehzahlen
des Eingangswalzenpaares und des Mittelwalzenpaares sind somit veränderbar,
so dass Dickeschwankungen des einlaufenden Faserbandes hierdurch
ausgeglichen werden können.
Die Regulierung erfolgt bei diesen Strecken somit durch eine sich verändernde
Einzugsgeschwindigkeit der Faserbänder, wobei eine konstante,
von der Regulierung unabhängige
Liefergeschwindigkeit vorliegt. Die Erfindung geht somit von Streckwerken
aus, bei denen sämtliche
Walzen des Streckwerkes durch einen Hauptmotor angetrieben sind
und, im Falle einer Regulierstrecke, ein weiterer Antrieb lediglich
als Regulierantrieb vorgesehen ist.
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Derartige
Strecken werden üblicherweise mittels
eines polumschaltbaren Motors angetrieben. Die Strecke ist somit
mit einer Betriebsdrehzahl und zusätz lich im Langsamlauf mit einer
weit geringeren Drehzahl antreibbar, um Einstellarbeiten und das Einlegen
des Bandes zu ermöglichen.
Anpassungen der Liefergeschwindigkeit an das zu verziehende Fasermaterial
können
durch die verschiedenen Stufenscheiben des Antriebes realisiert
werden. Mit dem beschriebenen Antrieb steht ein sehr kostengünstiger
und zuverlässiger
Antrieb zur Verfügung,
welcher gute Möglichkeiten
zur Einstellung der Liefergeschwindigkeit für die verschiedensten Anwendungsfälle bietet.
Da eine derartige Strecke über
einen längeren
Zeitraum mit demselben Fasermaterial beschickt wird, ist der Antrieb
mittels des beschriebenen polumschaltbaren Motors günstig, da
dieser bei Speisung durch ein festes Netz die gewünschte konstante
Drehzahl liefert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer derartigen
Strecke mit einem Hauptantriebsmotor energiesparend und wirtschaftlich
zu gestalten. Weiterhin soll ein Verfahren zum Umrüsten einer
derartigen Strecke für
einen energiesparenden Betrieb vorgeschlagen werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche.
Eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke, weist einen Hauptantriebsmotor
zum Antrieb von Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen des
Streckwerkes auf. Erfindungsgemäß ist der
Hauptmotor mittels eines Frequenzumrichters angetrieben. Vorzugsweise
weist die Strecke hierbei einen Regulierantrieb zum überlagerten
Antrieb wenigstens der Einzugswalzen auf. Der erfindungsgemäße Antrieb
mittels eines ist jedoch auch bei unregulierten Streckwerken möglich.
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Nach
einer ersten Ausführung
der Erfindung ist der Hauptmotor jeweils durch ein Getriebe mit
festem, nicht einstellbarem Übersetzungsverhältnis mit den
Walzen des Streckwerkes verbunden, wobei der Hauptmotor mittels
eines Frequenzumrichters angetrieben ist, welchem eine Steuereinheit
zugeordnet ist.
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Ein
Verfahren zum Umrüsten
einer Strecke, insbesondere einer Regulierstrecke, für einen
energiesparenden Betrieb, sieht vor, dem Hauptmotor einen Frequenzumrichter
sowie eine Steuereinheit zur Erzeugung eines Sollwertes für den Frequenzumrichter
zuzuordnen. Die Strecke weist hierbei einen am festen Netz betriebenen,
polumschaltbaren Hauptmotor auf, welcher über ein Stufenscheibengetriebe
zumindest die Walzen des Streckwerks antreibt.
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Üblicherweise
werden im Stand der Technik Frequenzumrichter zur Speisung von Antriebsmotoren
nur dann verwendet, wenn weitreichende oder stufenlose Einstellmöglichkeiten
der Drehzahlen erwünscht
sind. Dies ist bei dem vorliegenden Streckwerk mit konstanter Liefergeschwindigkeit
nicht der Fall, da während
des Betriebes stets eine konstante Drehzahl erwünscht wird und mittels der
Stufenscheiben ausreichende Einstellmöglichkeiten der Liefergeschwindigkeit
gegeben sind, sofern auf der Strecke ein anderes Fasermaterial verzogen
werden soll. Daneben ist bei Bremsvorgängen die entstehende elektrische
Energie durch einen Bremswiderstand abzuleiten, um eine Zerstörung des
Umrichters zu vermeiden. Aufgrund dieser technischen Nachteile und
der vergleichsweise hohen Preise von Frequenzumrichtern wurden im
Stand der Technik häufig
selbst dort kostengünstigere
polumschaltbare Motoren vorgesehen, wo eine Drehzahlsteuerung der
Motoren in mehreren Stufen gewünscht
war.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass der Antrieb des Hauptmotors einer
Strecke mittels eines Frequenzumrichters trotz der hohen Anschaffungskosten
des Frequenzumrichters wirtschaftlich und insbesondere energiesparend
sein kann, da durch den Frequenzumrichter der Antriebsmotor stets
in seinem optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann. Zudem kann
eine Blindleistungsaufnahme des Motors nahezu vollständig vermieden
werden. Einsparungen sind darüber
hinaus auch dadurch möglich,
dass nunmehr kein Stufenscheibengetriebe mehr erforderlich ist,
sondern ein Getriebe mit einem festen Übersetzungsverhältnis völlig ausreichend
ist, da der Frequenzumrich ter die stufenlose Einstellung der Drehzahl
des Hauptantriebes ermöglicht.
Weiterhin kann anstelle eines polumschaltbaren Motors aufgrund der frei
einstellbaren Drehzahl des Antriebsmotors auch ein einfacher Asynchronmotor
verwendet werden, dessen Kosten wesentlich geringer sind als die
eines polumschaltbaren Motors.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung einer
Strecke können
daher sowohl bei der Fertigung einer derartigen Strecke als auch
beim Umbau bestehender Strecken mit einem polumschaltbaren Motor
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erzielt werden. Alleine durch den Einsatz eines Frequenzumrichters
mit einer Steuereinheit sind bereits Energieeinsparungen im Bereich
von bis zu 10% möglich.
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Bei
einem Verfahren zum Umrüsten
einer Strecke ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Stufenscheibengetriebe
durch ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis ersetzt
wird. Durch die frei einstellbare Drehzahl ist das Einstellen der
Liefergeschwindigkeit mittels der Stufenscheiben nicht mehr erforderlich.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn der polumschaltbare Hauptmotor durch einen
einfachen Drehstrommotor ersetzt wird. Dieser ist kostengünstiger als
ein polumschaltbarer Motor und kann nach der Umrüstung für andere Antriebe verwendet
werden.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Strecke
ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der der Frequenzumrichter über eine
Einrichtung zum Rückspeisen
von Bremsenergie des Hauptmotors verfügt.
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Nach
einer zweiten Ausführung
der Erfindung weist eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke,
einen Hauptmotor zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen, Mittelwalzen
und Lieferwalzen des Streckwerks auf. Erfindungsgemäß ist der
Hauptmotor mittels eines rückspeisefähigen Frequen zumrichters
angetrieben. Es hat sich gezeigt, dass eine erhebliche Reduzierung
des Energieverbrauches einer Strecke erzielt werden kann, wenn ein
rückspeisefähiger Frequenzumrichter
eingesetzt wird.
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Die
beschriebenen Strecken müssen
sehr häufig
aus voller Produktion abgestellt werden, weil beispielsweise ein
Bandbruch vorliegt oder Kannen, in welchen das verstreckte Fasermaterial
abgelegt wird, ausgewechselt werden müssen. Weiterhin muss eine Strecke
auch bei verschiedensten Störungen
abgestellt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Einsatzes eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters
ist es nunmehr möglich,
die beim Abbremsen entstehende elektrische Energie in ein Wechselstromnetz
zurück
zu speisen oder auch zu speichern. Da mittels des Hauptmotors neben
den Streckwerkswalzen auch eine Vielzahl weiterer Komponenten wie Einzugswalzen,
Tastrollen, Kalanderwalzen sowie Baugruppen der Bandablage und des
Kannenantriebs angetrieben werden, ist die beim Abbremsen der Strecke
entstehende Energie entsprechend hoch. Somit werden durch das Rückspeisen
erhebliche weitere Energieeinsparungen ermöglicht.
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Zugleich
werden durch den Einsatz des rückspeisefähigen Frequenzumrichters
weitere Vorteile erreicht, so dass der Einsatz eines Frequenzumrichters
am Hauptantrieb einer Strecke nunmehr auch wirtschaftlich rentabel
ist. Neben den oben bereits genannten Vorteilen können weitere
Einsparungen dadurch erzielt werden, dass mittels des Frequenzumrichters
der Hauptantriebsmotor unabhängig
von der Netzspannung des Kunden betrieben werden kann. Das Vorhalten
von Motoren mit unterschiedlichen Spannungen entsprechend der Kundennetzspannungen
in verschiedenen Ländern
ist hierdurch nicht mehr erforderlich. Der Einsatz eines Frequenzumrichters
ist somit trotz des technischen Aufwandes und des Anschaffungspreises
nunmehr auch an einer Strecke mit konstanter Liefergeschwindigkeit
wirtschaftlich möglich.
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Bei
den erfindungsgemäßen Strecken
ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Hauptmotor ein einfacher
Asynchronmotor ist. Dieser ist wesentlich günstiger als ein polumschaltbarer
Motor und benötigt
im Gegensatz zu einem polumschaltbaren Motor weniger Platz, so dass
die erfindungsgemäße Strecke hierdurch
auch kompakter gestaltet werden kann.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt der Frequenzumrichter über eine Einrichtung
zum Rückspeisen
von Antriebsenergie des Hauptmotors in das öffentliche Wechselstromnetz.
Sofern hierdurch Einspeisevergütungen
erzielt werden können,
kann der Betrieb einer Strecke mittels eines Frequenzumrichters
hierdurch noch wirtschaftlicher gestaltet werden. Es ist jedoch
auch möglich,
an andere Verbraucher desselben Wechselstromnetzes innerhalb der
jeweiligen Anlage zu speisen. Auch hierdurch sind Energieeinsparungen
möglich,
da die Verbraucher in diesem Falle keine Energie aus dem öffentlichen
Netz ziehen.
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Nach
einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist dem Frequenzumrichter
eine Einrichtung zu Speichern von Bremsenergie des Hauptmotors zugeordnet.
Diese kann beispielsweise zur Versorgung elektronischer Komponenten
verwendet werden und kurzfristige Netzausfälle überbrücken.
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Vorteilhafterweise
ist der Frequenzumrichter ein Umrichter mit einem Gleichspannungszwischenkreis.
Derartige Umrichter können
Ausgangsfrequenzen erzeugen, die oberhalb der Eingangsfrequenz liegen
und bieten hierdurch weitreichende Möglichkeiten der Drehzahleinstellung.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn der Frequenzumrichter einen Motorwechselrichter
mit selbstoptimierender Pulsbreitenmodulation umfasst. Die Schaltfrequenzen
der Transistoren ist hierbei nicht fest, sondern statistisch verteilt,
so dass sich nur eine geringe Geräuschentwicklung ergibt.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn der Frequenzumrichter netzseitig einen Netzwechselrichter umfasst,
welcher eine Rückspeisung
aus dem Gleichspannungskreis in das Wechselstromnetz ermöglicht.
Es ist jedoch auch möglich,
einen Frequenzumrichter mit einer separaten Rückspeiseeinheit zu verwenden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten
Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strecke, welche durch einen rückspeisefähigen Frequenzumrichter
angetrieben ist und
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2 ein
Prinzipschaltbild des eingesetzten rückspeisefähigen Frequenzumrichters.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Strecke 1,
welche als Regulierstrecke ausgebildet ist und mittels eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2 angetrieben
ist. In der Strecke 1 werden ein oder mehrere zugeführte Faserbänder 3 vergleichmäßigt und
verstreckt und anschließend
in einer hier nicht dargestellten Kanne abgelegt. Das Faserband
bzw. die Faserbänder 3 werden
durch einen hier nicht dargestellten Bandeinzug über einen Verdichter 4 in
bekannter Weise über
ein Tastrollenpaar 6 dem eigentlichen Streckwerk 7 zugeführt. Das
Streckwerk 7 ist vorliegend nur schematisch dargestellt
und besteht aus einem Eingangswalzenpaar 8, einem Mittelwalzenpaar 9 und
einem Ausgangswalzenpaar 10. Häufig ist das Streckwerk 7 als
Vier-über-Drei-Streckwerk ausgeführt, wobei
bei dem Ausgangswalzenpaar 10 noch eine weitere hier nicht
dargestellte Umlenkwalze angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch
nicht auf Streckwerke mit drei Walzenpaaren beschränkt. Ebenso
sind mehrere Walzenpaare oder andere Walzenkombinationen, beispielsweise
mit zwei Oberwalzen und einer Unterwalze, möglich.
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Die
Strecke 1 der vorliegenden Darstellung ist hierbei als
Regulierstrecke ausgebildet und weist einen Regulierantrieb 11 auf,
welcher in bekannter Weise aus einem Regelmotor 12 und
einem Differentialgetriebe 13 besteht. Das Eingangs- und
das Mittelwalzenpaar 8 und 9 bilden hierbei ein
Vorverzugsfeld, wobei der Verzug des Vorverzugsfeldes durch den
Regulierantrieb 11 reguliert werden kann, während die
Mittelwalzen 9 und die Ausgangswalzen 10 ein Hauptverzugsfeld
bilden, wobei die Liefergeschwindigkeit, welche durch die Drehzahl
der Ausgangswalzen 10 bestimmt wird, konstant ist.
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Das
verstreckte und vergleichmäßigte Faserband 3' wird schließlich über einen
Bandformer 5 weiter verdichtet, mittels des Kalanderwalzenpaares 14 abgezogen
und in hier nicht dargestellte Kannen abgelegt. Der Antrieb der
Walzenpaare 8, 9, 10 erfolgt hierbei
in bekannter Weise über
einen Hauptantriebsmotor 15, welcher das Lieferwalzenpaar 10 bzw.
den Ausgangszylinder des Lieferwalzenpaares mit konstanter Drehzahl
antreibt. Die Walzenpaare 8 und 9 werden durch
den Hauptantriebsmotor 15 über hier nicht dargestellte
Getriebe sowie das Differentialgetriebe 13 mit einer Grunddrehzahl
derart angetrieben, dass sich zwischen den Walzenpaaren 8 und 9 ein
Vorverzug und zwischen den Walzenpaaren 9 und 10 ein
Hauptverzug ergibt. Um Dickenschwankungen der einlaufenden Faserbänder 3 ausgleichen zu
können,
wird die Grunddrehzahl, welche durch den Hauptantriebsmotor 15 bereitgestellt
wird, durch den Regelmotor 12 über das Differentialgetriebe 13 überlagert.
Der Regelmotor 12 ist beispielsweise ein spannungsgeregelter
Gleichstrommotor, welcher ein Signal von einer Steuereinheit 16 entsprechend
der von dem Tastwalzenpaar 6 gemessenen Dicke erhält. Hierdurch
können
Dickenschwankungen des einlaufenden Fasermaterials 3 ausreguliert
werden, so das ein besonders gleichmäßiges verstrecktes Faserband 3' erhalten werden
kann.
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Die
Strecke wird somit mit konstanter Liefergeschwindigkeit bzw. einer
konstanten Drehzahl des Hauptantriebsmotors 15 betrieben.
Anpassungen der Liefergeschwindigkeit an das zu verstreckende Fasermaterial 3 können, so fern
erforderlich, mittels eines Stufenscheibengetriebes, welches hier
nicht dargestellt ist, vorgenommen werden. Als Hauptantriebsmotor 15 kommt
im Stand der Technik ein polumschaltbarer Drehstrommotor zum Einsatz,
so daß die
Strecke auch im Langsamlauf betrieben werden kann, um das Einlegen
des Bandes und Einstellarbeiten zu ermöglichen. Der Hauptmotor 15 ist
hierbei als Zentralantrieb für
fast alle Komponenten der Strecke 1 ausgebildet. Durch
den Hauptmotor 15 werden Bandeinzugswalzen, das Tastrollenpaar 6,
Kalanderwalzen 14 sowie hier nicht dargestellte Baugruppen der
Bandablage und des Kannenantriebs angetrieben.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, den Hauptantriebsmotor 15 mittels eines Frequenzumrichters 2 zu
betreiben, welchem eine Steuereinheit 16 zur Erzeugung
eines Sollwertes für
den Frequenzumrichter 2 zugeordnet ist. Aufgrund der Anschaffungskosten
eines Frequenzumrichters wurden allgemein im Stand der Technik Antriebe
mit Frequenzumrichtern 2 nur bei Anwendungen vorgesehen,
welche sehr weite Variationen von Drehzahleinstellungen auch während des
Betriebes benötigen.
Durch den Frequenzumrichter 2 ist es nunmehr möglich, den Antriebsmotor
stets in seinem optimalen Betriebspunkt zu betreiben und zudem die
Blindleistungsaufnahme des Motors zu minimieren. Da ein Leistungsfaktor
von cosφ =
1 erreicht werden kann, kann der Motor sehr energiesparend betrieben
werden.
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Wird
ein rückspeisefähiger Frequenzumrichter 2 verwendet,
sind aufgrund der häufigen
Stoppvorgänge
und der Vielzahl der angetriebenen Bauteile der Strecke 1 erhebliche
weitere Energieeinsparungen möglich,
welche den Einsatz eines Frequenzumrichters 2 nunmehr auch
für eine
Strecke 1 wirtschaftlich machen, da die hierbei entstehende
elektrische Energie in ein Wechselstromnetz zurückgespeist werden kann. Da
die Strecke 1 sehr häufig
abgestellt werden muss, beispielsweise bei Bandbruch, Kannenwechsel
oder Störungen,
können
insgesamt Energieeinsparungen von über 10% erreicht werden.
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Die
beim Bremsen entstehende elektrische Energie kann hierbei in einfacher
Weise innerhalb des Netzes der Anlage rückgespeist werden, wie durch
den gepunkteten Pfeil P1 angedeutet. Wie in 1 dargestellt
sind mehrere Strecken 1 jeweils über einen Frequenzumrichter 2 an
ein Wechselstromnetz 17 einer Spinnereianlage angeschlossen, welches
wiederum über
Sicherungen 19 an ein öffentliches
Netz 18 angeschlossen ist. Die Bremsenergie einer Strecke
kann somit an einer anderen Strecke 1 oder Textilmaschine
benutzt werden, welche gerade in Betrieb ist. Die andere Textilmaschine
bzw. Strecke 1 zieht in diesem Fall keine Energie aus dem öffentlichen
Netz 18, so dass hierdurch Energieeinsparungen möglich sind.
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Ebenso
kann die Bremsenergie jedoch auch innerhalb der Strecke bzw. Textilmaschine
verwendet werden, um weitere Bauteile 25 der Strecke, beispielsweise
den Kannenwechsler oder auch elektronische Komponenten, zu speisen.
Dies ist durch den Pfeil P3 beschrieben. Weiterhin ist es auch möglich, die
entstehende elektrische Engergie in einer geeigneten Einrichtung 24 zu
speichern (Pfeil P4). Je nach Anordnung und Kapazität kann diese
dann wiederum Netzausfälle
kurzzeitig überbrücken oder
zur Speisung anderer Einrichtungen verwendet werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Frequenzumrichter 2 über eine
Einrichtung zum Rückspeisen
von Bremsenergie des Hauptmotors 15 in das öffentliche
Netz 18 verfügt,
wie durch den gepunkteten Pfeil P2 dargestellt. Die entstehende
elektrische Energie kann somit auch dann genutzt werden, wenn keine
weitere Strecke 1 oder andere Verbraucher diese benötigen. Zudem
können
durch Einspeisevergütungen
weitere wirtschaftliche Vorteile erreicht werden.
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Zugleich
bietet der Antrieb des Hauptmotors 15 mittels eines Frequenzumrichters 2 den
Vorteil, dass die Liefergeschwindigkeit der Strecke 1 mittels des
Frequenzumrichters 2 eingestellt werden kann. Ein Stufenscheibengetriebe
wie im Stand der Technik kann hierdurch entfallen. Ebenso müssen auch
keine verschiedenen Motoren für
verschiedene Netzspannungen bereitgehalten werden. Auch der Einsatz
eines polumschaltbaren Motors ist nicht erforderlich, da durch den
Frequenzumrichter 2 die Strecke auch im Langsamlauf betrieben
werden kann. Durch die beschriebenen Energieeinsparungen sowie Einsparungen
bei den Bauteilen ist es hierdurch trotz der Anschaffungskosten
eines Frequenzumrichters 2 möglich, die Strecke 1 wirtschaftlich
zu betreiben.
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Zugleich
ist durch den Betrieb mit einem Frequenzumrichter 2 ein
gesteuertes Hochfahren bzw. Herunterfahren des Hauptantriebsmotors
möglich,
so dass weitere Möglichkeiten
bestehen, Dickeschwankungen des verstreckten Faserbandes 3', welche beim
Abstellen und Hochfahren der Strecke 1 entstehen können, zu
vermeiden. Die beim Abstellen der Strecke 1 entstehende
Bremsenergie kann nahezu vollständig
zurückgewonnen
werden, was bei steigenden Energiekosten von großem Vorteil ist.
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2 zeigt
ein Prinzipschaltbild eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2,
mittels welchem die Strecke 1 betrieben werden kann. Im
gezeigten Bild handelt es sich um einen Frequenzumrichter 2 mit
einem Gleichspannungszwischenkreis 20 mit fester Spannung.
Dieser ist in der Lage, auch Ausgangsfrequenzen zu erzeugen, welche
oberhalb der Frequenz des speisenden Netzes 17 liegen und somit
weitreichende Möglichkeiten
der Drehzahlvariation bieten.
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Anstelle
eines herkömmlichen
Gleichrichters beinhaltet der rückspeisefähige Frequenzumrichter 2 einen
Netzwechselrichter 21, welcher sowohl den Gleichspannungszwischenkreis 20 mittels
einer Gleichrichterschaltung aus dem Netz 17 speist wie auch
eine Rückspeisung
aus dem Gleichspannungszwischenkreis in das Wechselstromnetz 17 ermöglicht,
wie durch den Pfeil angedeutet. Hierdurch ist es möglich, die
beim Abbremsen des Hauptantriebsmotors 15 freiwerdenden
Energie wirtschaftlich in das Netz 17 bzw. 18 zurückzuführen und
nutzbar zu machen. Eine nutzlose Umsetzung der frei werdenden Energie
in Wärme
mittels Bremswiderständen
wie bei herkömmlichen
Frequenzumrichtern 2 ist nicht erforderlich. Weiterhin
umfasst der Frequenzumrichter 2 einen aus dem Zwischenkreis 20 gespeisten
Motorwechselrichter 22, welcher eine Brückenschaltung aus IGBT-Transistoren
beinhaltet. Durch entsprechende Schaltung der Transistoren (hier
nicht dargestellt) wird hierbei eine pulsbreitenmodulierte Spannung
erzeugt, die in ihrem Mittelwert eine Wechselspannung einstellbarer
Frequenz und Spannung ergibt. Mittels der frei einstellbaren Frequenz
und Spannung, welche durch den Wechselrichter 22 erzeugt
wird, kann wiederum der Hauptantriebsmotor 15 mit der jeweils
gewünschten
Drehzahl betrieben werden.
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Vorzugsweise
wird hierbei eine selbstoptimierende Pulsbreitenmodulation verwendet,
wobei die Schaltfrequenzen der Transistoren nicht fest sind, sondern
statistisch verteilt. Der Frequenzumrichter 2 kann hierbei
zwischen einer unteren Mindestdrehzahl und einer oberen Maximaldrehzahl
betrieben werden. Die Hochlaufbeschleunigung sowie die Auslaufverzögerung sind
einstellbar, so dass ein gesteuertes Hochfahren des Antriebsmotors 15 bzw.
ein gesteuertes Bremsen in einfacher Weise erfolgen können. Der
Netzwechselrichter 21 wird wiederum über einen Netzfilter 23 aus
einem Wechselstromnetz 17 gespeist.
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Anstelle
des hier gezeigten rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2 ist
es auch möglich,
einen herkömmlichen
Frequenzumrichter 2 in Verbindung mit einer separaten Rückspeiseeinheit
zu verwenden. Die separate Rückspeiseeinheit
wird anstelle eines Bremswiderstandes an den Gleichspannungszwischenkreis 20 des
Frequenzumrichters 2 angeschlossen.
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Neben
den Energieeinsparungen bietet der Einsatz eines Frequenzumrichters 2 eine
Reihe weiterer Vorteile. So können
die Antriebseinheiten der Strecke 1 kompakter ausgeführt werden,
da ein einfacher Antriebsmotor 15 im Vergleich zu einem
polumschaltbaren Motor einen wesentlich geringeren Platzbedarf aufweist.
Weiterhin ist es mittels des Frequenzumrichters 2 auch möglich, die
Liefergeschwindigkeit des Streckwerkes 7, welche an sich
konstant gehalten werden soll, zu verändern, sofern dies bei bestimmten
Gegebenheiten möglich
ist. So kann beispielsweise die Liefergeschwindigkeit herabgesetzt werden,
wenn ein Faserband 3 gebrochen ist, wobei der Betrieb zunächst weitergeführt werden
kann und dennoch keine Dickeschwankungen des verstreckten Faserbandes 3' auftreten.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen und
Kombinationen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter
die Erfindung.