DE1117715B

DE1117715B - Controllable drive on effect thread spinning machines for artificial threads

Info

Publication number: DE1117715B
Application number: DEB47140A
Authority: DE
Inventors: Alex Luchtenberg; Dipl-Ing August Doll
Original assignee: Bemberg AG
Current assignee: Bemberg AG
Priority date: 1957-12-13
Filing date: 1957-12-13
Publication date: 1961-11-23
Also published as: BE572110A; FR1212416A; CH366117A

Description

Steuerbarer Antrieb an Effektfaden-Spinnmaschinen für künstliche Fäden Die Erfindung befaßt sich mit einer selbsttätigen Steuerung für elektrische Nebenschlußmotoren zum Antrieb von Effektfaden-Spinnmaschinen für endlose künstliche Fäden, bei denen die Titerschwankungen im Faden durch Wechseln der Fadenabzugsgeschwindigkeit hervorgerufen werden. Bei Anlagen, die nach dem Kupferoxyd-Ammoniak-Verfahren arbeiten, ist es üblich, die Abzugsgeschwindigkeit zur Bildung des verdickten Fadenteiles für etwa 1 bis 2 Sekunden vollkommen stillzusetzen und danach für etwas längere Zeitspannen, vielleicht 8 bis 15 Sekunden, die in ihrem Abstand unregelmäßig aufeinanderfolgen, wieder normal abzuziehen.Controllable drive on fancy thread spinning machines for artificial threads The invention is concerned with an automatic control for electric shunt motors for driving effect thread spinning machines for endless artificial threads, where the titer fluctuations in the thread caused by changing the thread take-off speed will. In systems that work according to the copper oxide-ammonia process, it is usual, the take-off speed to form the thickened thread part for about Shut down completely for 1 to 2 seconds and then for slightly longer periods of time, maybe 8 to 15 seconds, irregularly spaced, can be withdrawn normally again.

Es ist bekannt, die wechselnde Drehzahl der Abzugseinrichtung bzw. der Aufwickeleinrichtung, beispielsweise Haspeln, über Kupplungen zu steuern. Ein normaler Motor mit Nebenschlußverhalten treibt die Welle der Abzugseinrichtung mit konstanter Drehzahl an, und eine in der Antriebswelle gelegene Reibungs- oder Magnetkupplung ist so schaltbar, daß die Abzugseinrichtung immer abwechselnd angefahren und kurzzeitig wieder stillgesetzt werden kann. Zum schnellen Abbremsen, also Stillsetzen der Abzugseinrichtung wird häufig noch eine zweite Kupplung gegen einen stillstehenden Bremsteller betätigt, die im Augenblick des Abschaltens der Antriebskupplung einsetzt und die Welle sehr schnell zum Stehen bringt. Derartige Kupplungen haben große Nachteile: Einmal schalten sie sich verhältnismäßig ruckartig ein, was leicht zu Brüchen in den übertragenden Maschinenteilen führt, und zum anderen unterliegen sie einer ständigen Abnutzung, die es nicht zuläßt, daß über längere Zeiten gleiche An- und Auslaufbedingungen für die Abzugseinrichtung gegeben sind.It is known that the changing speed of the take-off device or the winding device, for example reels, to be controlled via clutches. A normal motor with shunt behavior drives the shaft of the trigger mechanism constant speed, and a friction or magnetic clutch located in the drive shaft can be switched so that the trigger device is always started alternately and briefly can be stopped again. For rapid braking, i.e. stopping the trigger mechanism a second clutch is often operated against a stationary brake plate, which starts at the moment the drive clutch is switched off and the shaft very much brings to a standstill quickly. Such clutches have major disadvantages: Shift once they are relatively jerky, which can easily lead to breaks in the transmitted Machine parts leads, and on the other hand they are subject to constant wear, which does not allow the same starting and stopping conditions over long periods of time are given for the deduction device.

Wollte man die mechanisch wirkenden Kupplungen durch elektrisch induktiv wirkende ersetzen, so würden die Nachteile der mechanischen Abnutzung zwar nicht in Erscheinung treten. Es läßt sich aber dennoch nicht verhindern, daß gesonderte komplizierte Einrichtungen im Antrieb geschaffen werden müssen, die die Anschaffung einer solchen Anlage verteuern und die betriebliche Wartung erschweren.If you wanted the mechanically acting clutches by electrically inductive replace effective ones, so the disadvantages of mechanical wear would not be appear. However, it cannot be prevented that separate Complicated facilities in the drive must be created, which the acquisition make such a system more expensive and make operational maintenance more difficult.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird vorgeschlagen, daß die Antriebe in an sich bekannter Weise über einen Programmgeber fortlaufend stillgesetzt und wieder angefahren werden, wobei der Anlauf durch spannungsherabsetzende Schaltmittel gedämpft und der Auslauf durch bei Stromabschaltung sich selbsttätig einschaltende Gleichstrom- bzw. Kurzschlußbremsung verkürzt wird. Eine solche Anordnung vereinigt die Vorteile der konstanten Drehzahl eines Nebenschlußmotors für die Abzugszeit mit dem weichen Anfahren und einer gekürzten Auslaufzeit desselben. Die Mittel zum weichen Anfahren sind dem Nebenschlußmotor fest einstellbar vorgeschaltet. Sie können einmal in bekannten Vorschaltwiderständen bestehen, die einen Spannungsabfall am Motorstrom erzeugen, der bei normaler Betriebsleistung nur gering, im Falle des Anfahrens wegen der dann herrschenden hohen Stromstärke aber beträchtlich ist und daher einen sehr merkbaren Spannungsabfall mit daraus folgender Drehmomentenverringerung nach sich zieht. Diese Einrichtung ist sowohl anwendbar an Gleich- wie auch an Wechsel- und Drehstrom-Nebenschlußmotoren.To avoid these disadvantages, it is proposed that the drives and continuously stopped in a manner known per se via a programmer be started again, the start-up by voltage-reducing switching means attenuated and the run-down by automatically switching on when the power is switched off DC or short-circuit braking is shortened. Such an arrangement united the advantages of the constant speed of a shunt motor for the withdrawal time with the smooth start-up and a shortened run-down time of the same. The means to soft start-ups are permanently adjustable upstream of the shunt motor. You can once exist in known ballast resistors that cause a voltage drop on the Generate motor current that is only small during normal operating performance, in the case of the Starting because of the then prevailing high amperage is considerable and therefore a very noticeable voltage drop with a consequent reduction in torque entails. This device can be used on both direct and alternating and three-phase shunt motors.

An Stelle des die Spannung herabsetzenden Vorwiderstandes kann beispielsweise auch ein bekannter fest einstellbarer Verstelltransformator vorgesehen sein, der die Eingangsspannung ebenso wie den Vorwiderstand herabsetzt. Diese Einrichtung ist nur an Wechsel- und Drehstrommotoren anwendbar.Instead of the series resistor reducing the voltage, for example also a known fixed adjustable variable transformer can be provided, the reduces the input voltage as well as the series resistor. This facility can only be used with single-phase and three-phase motors.

Bei reinen Drehstrommotoren ist es in bekannter Weise durch einfache Schaltungsänderung möglich, einen normalen, auf Dreieckschaltung ausgelegten Motor in Sternschaltung laufen zu lassen. Der dadurch bedingte Drehmomentenrückgang beträgt etwa zwei Drittel gegenüber der der normalen Schaltung. Bei all diesen Vorschaltwiderständen oder spannungsherabsetzenden Mitteln ist es angebracht, den Motor in seiner Leistung etwas größer auszulegen, damit das Betriebsdurchzugsmoment, welches von der Abzugseinrichtung verlangt wird, eingehalten werden kann. Die Motoren müssen also etwas Leistungsreserve aufweisen.In pure three-phase motors, it is in a known manner by simple Circuit change possible, a normal motor designed for delta connection to run in star connection. The resulting decrease in torque is about two thirds compared to that of the normal circuit. With all these series resistors or voltage-reducing agents, it is appropriate to the engine in its performance slightly larger so that the operating torque, which is generated by the trigger device demands can be complied with. The engines must therefore have some power reserve.

Entgegengesetzt zum weicheren Anfahrverhalten der Nebenschlußmotoren muß die Auslaufverzögerung erhöht werden, da die Wucht aller Organe der Aufwickeleinrichtung nebst Antriebszwischenelementen möglichst schnell, aber auch wieder so vernichtet werden soll, daß sie nicht schlagartig - einsetzt und damit die Antriebselemente zu Bruch bringt. Um dies zu erreichen, wird der Nebenschlußmotor durch Gleichstrom- oder Kurzschlußbremsung in erhöhtem Maße verzögert.- Die Gleichstrombremsung ist bei Wechsel- und Drehstrommotoren üblich, indem in den Ständer eine in ihrer Größe einstellbare Gleichspannung eingeführt wird, die ein stehendes Feld erzeugt, welches den schlüpfenden Rotor stark abbremst. Werden Gleichstromnebenschlußmotoren eingesetzt, so kann in bekannter Weise der Rotor zwecks Bremsung kurzgeschlossen werden. Diese Gleichstrom- bzw. Kurzschlußbremsung am Nebenschlußmotor wird vom Programmgeber in der Weise gesteuert, daß entweder der Antriebsstromkreis unterbrochen wird und von diesem Unterbrecher der Bremsstromkreis geschlossen wird oder daß der Steuerstrom beide Kreise gleichzeitig schaltet und dabei den einen schließt und den anderen öffnet. Als vorteilhaft erwies sich, im ersten Fall ein Zwischenschaltrelais vorzusehen und dieses als Zeitrelais auszubilden, wodurch die Beaufschlagung des Nebenschlußständers mit Gleichstrom in zeitlich engen Grenzen gehalten werden kann, so daß nicht unnütz Verlustwärme, die nur den Motor erwärmt, erzeugt wird.Opposite to the softer start-up behavior of the shunt motors the run-out delay must be increased, as the force of all organs of the winding device together with intermediate drive elements as quickly as possible, but also destroyed in this way should be that it does not suddenly - and thus the drive elements breaks. To achieve this, the shunt motor is powered by direct current or short-circuit braking is delayed to an increased extent Common for AC and three-phase motors by placing one in their size in the stator adjustable DC voltage is introduced, which generates a standing field, which strongly decelerates the slipping rotor. If DC shunt motors are used, so the rotor can be short-circuited in a known manner for the purpose of braking. These DC or short-circuit braking on the shunt motor is carried out by the programmer controlled in such a way that either the drive circuit is interrupted and from this breaker the braking circuit is closed or that the control current switches both circuits at the same time and thereby closes one and the other opens. It was found to be advantageous to provide an intermediate switching relay in the first case and train this as a time relay, whereby the application of the shunt stand with direct current can be kept within tight time limits, so that it is not useless Heat loss, which only heats the engine, is generated.

Der erfindungsgemäße steuerbare Antrieb zeichnet sich durch einfachste Gestaltung ohne Verwendung komplizierter, der Abnutzung unterworfener Kupplungsglieder aus und arbeitet gerade deswegen zuverlässig und auch über lange Betriebszeiträume gleichmäßig und sicher, ohne daß kraftübertragende Maschinenelemente im Antrieb überbeansprucht werden.The controllable drive according to the invention is characterized by the simplest Design without the use of complicated coupling links subject to wear and therefore works reliably and over long periods of operation evenly and safely without any force-transmitting machine elements in the drive be overused.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild mit vorgeschalteten Vorwiderständen an einem Drehstrommotor, Fig. 2 ein Schaltbild mit vorgeschaltetem Verstelltransformator an einem Drehstrommotor, Fig. 3 ein Schaltbild der Gleichstrombremsung eines Nebenschlußmotors, Fig. 4 ein Steuerschaltbild für das Zusammenwirken von Nebenschluß- und Bremskreisschaltung an einem Drehstrommotor.The device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings explained. 1 shows a circuit diagram with series resistors connected upstream a three-phase motor, FIG. 2 is a circuit diagram with an upstream variable transformer on a three-phase motor, Fig. 3 is a circuit diagram of the DC braking of a shunt motor, Fig. 4 is a control circuit diagram for the interaction of the shunt and brake circuit on a three-phase motor.

Das in Fig. 1 dargestellte Drehstromschaltbild zeigt einen sterngeschalteten Drehstrommotor M, der an die Schiene RST angelegt ist und in jeder Phase Vorschaltwiderstände 1, 2, 3 aufweist, die als Spannungsteiler wirken und bei stark erhöhtem Anfahrstrom, der bis zum zehnfachen des Betriebsstroms anzusteigen vermag, eine ins Gewicht fallende Verringerung der Ständerspannung bewirken. Bei Normalbetrieb ist der Einfiuß dieser Vorschaltwiderstände gering, so daß die Nennleistung noch etwa innerhalb der Leistungstoleranz verbleibt. Derartige Vorschaltwiderstände üben einen gleichgearteten Einfluß aus auf alle Arten von Nebenschlußmaschinen, unabhängig davon, ob diese durch Gleich-, Wechsel- oder Drehstrom betrieben- werden. In Fig. 2 ist zwischen der Sammelschiene RST und Motor ein einstellbarer Verstelltransformator mit den Transformatorspulen 4, 5, 6 vorgesehen, der die Spannung von vornherein herabsetzt.The three-phase circuit diagram shown in Fig. 1 shows a star-connected three-phase motor M, which is applied to the rail RST and has series resistors 1, 2, 3 in each phase, which act as voltage dividers and with a greatly increased starting current, which can rise up to ten times the operating current cause a significant reduction in the stator voltage. In normal operation, the influence of these ballast resistors is small, so that the nominal power remains approximately within the power tolerance. Such series resistors exert a similar influence on all types of shunt machines, regardless of whether they are operated by direct, alternating or three-phase current. In Fig. 2, an adjustable variable transformer with the transformer coils 4, 5, 6 is provided between the busbar RST and the motor, which reduces the voltage from the outset.

Für einen 220-Volt-Wechselstrom genügt beispielsweise eine Herabtransformierung auf etwa 175 Volt, um einen weichen Anlauf des Motors zu erzielen, da das Anfahrmoment im Quadrat der gesenkten Spannung zurückgeht. Um die Betriebsdrehzahl halten zu können, ist zu empfehlen, einen etwas überdimensionierten Motor zu verwenden, der genügend Leistungsreserve besitzt, um auch bei verringerter Betriebsspannung - der Verstelltransformator bleibt ja während des Betriebes eingeschaltet - eine ausreichende Leistungsreserve zu haben.For example, a step-down step is sufficient for a 220-volt alternating current to about 175 volts in order to achieve a smooth start-up of the motor, as the starting torque decreases in the square of the lowered voltage. To keep the operating speed too it is recommended to use a slightly oversized motor that has enough power reserve to even with a reduced operating voltage - the Variable transformer remains switched on during operation - a sufficient one To have power reserve.

Ähnlich den Verhältnissen in Fig. 2, die für Wechsel- und Drehstrom geeignet sind, kann bei Drehstrom verfahren werden, wenn man einen auf Dreieckschaltung ausgelegten Motor in Sternschaltung betreibt. In diesem Falle ist die Spannung entsprechend der Wirkung des Verstelltransformators herabgesetzt.Similar to the conditions in FIG. 2, for alternating and three-phase current are suitable, can be operated with three-phase current if one uses a delta connection designed motor operates in star connection. In this case the voltage is appropriate the effect of the variable transformer is reduced.

In Fig. 3 ist die Schaltung eines Drehstrommotors auf Gleichstrombremsung dargestellt, bei der ein einstellbarer Vorwiderstand 7 in einer Phase zur Regulierung der Bremswirkung und die Zusammenfassung 8 der beiden anderen Phasen vorgesehen ist. Der in den Ständer eintretende Gleichstrom erzeugt in bekannter Weise ein festes, magnetisches Feld, welches den auslaufenden Kurzschlußläufer vorzeitig zum Stillstand bringt. Im Falle eines Gleichstrommotors ist der Anker über einen verstellbaren Widerstand kurzzuschließen, wodurch in entsprechender Weise eine erhöhte Verzögerung des Ankers einsetzt.In Fig. 3 the circuit of a three-phase motor is on DC braking shown, in which an adjustable series resistor 7 in a phase for regulation the braking effect and the summary 8 of the other two phases provided is. The direct current entering the stator generates a fixed, magnetic field, which brings the expiring squirrel cage to a standstill prematurely brings. In the case of a DC motor, the armature is adjustable via an Resistance to short-circuit, which in a corresponding manner increases the delay of the anchor.

In der Fig. 4 ist das Steuerschaltbild für die Schaltung eines Drehstromnebenschlußmotors dargestellt. Der mit M bezeichnete Motor erhält seine Antriebsenergie über die Kontakte u, v, w, vor welchen spannungsherabsetzende Mittel bzw. Vorwiderstände gemäß Fig. 1 und 2 gelegt sind. Mit 9 ist das Schaltschütz bezeichnet, welches den Motor an Spannung legt und welches aus einer Schaltstange 12 besteht, die von der Spule 13 betätigt wird. Zwei weitere Schaltkontakte 14 und 15 an der Schaltstange 12 bedienen das Zwischen- bzw. Zeitrelais 11 für die Schaltung bzw. Anlieferung des Bremsstromes. Für die Gleichstrombremsung ist das Schaltschütz 10 vorgesehen, welches über die Schaltstange 16 von der Spule 17 betätigt wird. Schaltkontakte 18 und 19 sorgen für die Umschaltung der Spule 13 bzw. für den Primärstrom zum Bremstransformator 20, dem der Gleichrichter 21 nachgeschaltet ist, der über den einstellbaren Vorwiderstand 7 bzw. die beiden in 8 zusammengefaßten Phasen den Bremsgleichstrom der Ständerwicklung des Drehstrommotors zuleitet. Für die Betätigung der Steuerströme bzw. für die Anlieferung des Bremsstromes kann eine Phase der Sammelschiene eingesetzt werden, die hier je nach Abnahme mit R1 und R., bezeichnet ist. Der Schalter S reagiert auf die Steuerimpulse des Programmgebers.In Fig. 4, the control circuit diagram for the circuit of a three-phase shunt motor is shown. The motor labeled M receives its drive energy via the contacts u, v, w, in front of which voltage-reducing means or series resistors according to FIGS. 1 and 2 are placed. The contactor 9 is designated, which applies voltage to the motor and which consists of a switching rod 12 which is actuated by the coil 13. Two further switching contacts 14 and 15 on the switching rod 12 operate the intermediate or timing relay 11 for switching or delivering the braking current. The contactor 10, which is actuated by the coil 17 via the switching rod 16, is provided for DC braking. Switching contacts 18 and 19 switch the coil 13 or the primary current to the brake transformer 20, which is followed by the rectifier 21, which feeds the DC braking current to the stator winding of the three-phase motor via the adjustable series resistor 7 or the two phases summarized in 8. For the actuation of the control currents or for the delivery of the braking current, a phase of the busbar can be used, which is designated here with R1 and R. depending on the acceptance. The switch S reacts to the control pulses from the programmer.

Bei Schließen des Schalters S wird der Steuerstrom über den geschlossenen Kontakt 18 zur Spule 13 geleitet, welche anzieht und den Antriebsstromkreis u, v, w für den Motor M schließt. Damit wird der Kontakt 14, der die Spulen 17 der Bremsschaltung bedient, geöffnet, so daß ein Umschalten der Spule 17 während der Einlieferung des Antriebsstromes unterbunden ist. Der Kontakt 15 wird hingegen geschlossen, wodurch das Zeitrelais 11 mit seinem Schaltkontakt 22 (hier geschlossen gezeichnet) blockiert ist. Die Stromanlieferung zum Transformator 20 ist am Kontakt 19 unterbrochen. Sobald der Programmgeber den Schalter S öffnet, wird der Strom über 18 zur Spule 13 unterbrochen, wodurch die Spule 13 das Schaltschütz 9 öffnet. Dadurch wird der Kontakt 14 geschlossen, welcher über das Zwischen- oder Zeitrelais 11 einen Strom zur Spule 17 leitet, der die Einschaltung des Schützes 10 bewirkt. Gleichzeitig damit wird der Kontakt 18 zur Schaltung des Schützes 9 unterbrochen und der Kontakt 19 zur Anlieferung des Wechselstromes an den Transformator 20 und Gleichrichter 21 geschlossen. Die Gleichstromeinspeisung in den Ständer des Motors M setzt ein.When the switch S is closed, the control current is passed via the closed contact 18 to the coil 13, which picks up and closes the drive circuit u, v, w for the motor M. This opens the contact 14, which operates the coils 17 of the brake circuit, so that switching of the coil 17 is prevented during the delivery of the drive current. The contact 15, however, is closed, whereby the timing relay 11 is blocked with its switching contact 22 (shown here as closed). The supply of current to the transformer 20 is interrupted at the contact 19. As soon as the programmer opens the switch S, the current via 18 to the coil 13 is interrupted, as a result of which the coil 13 opens the contactor 9. As a result, the contact 14 is closed, which conducts a current to the coil 17 via the intermediate or timing relay 11 , which causes the contactor 10 to be switched on. Simultaneously with this, the contact 18 for switching the contactor 9 is interrupted and the contact 19 for supplying the alternating current to the transformer 20 and rectifier 21 is closed. The direct current feed into the stator of the motor M begins.

Durch die vorgenommene Rückschaltung der Spule 13 wird der Kontakt 15 geöffnet, wodurch das Zeitrelais 11 abläuft und nach eingestellter Zeit, die größer bemessen ist als es die Auslaufzeit des Motors erfordert, den Kreis über den Kontakt 14 zur Spule 17 an seinem Schaltkontakt 22 unterbricht, worauf das Schaltschütz 10 über seine Spule 17 geöffnet wird und damit die Gleichstromeinspeisung unterbrochen ist. Auf diesem Wege wird der Motor M nicht unnötig lange durch Gleichstrom erwärmt.By switching back the coil 13, the contact 15 is opened, whereby the timing relay 11 expires and after a set time, which is longer than the stopping time of the motor requires, the circuit via the contact 14 to the coil 17 at its switching contact 22 is interrupted, whereupon the contactor 10 is opened via its coil 17 and thus the direct current feed is interrupted. In this way, the motor M is not heated by direct current for an unnecessarily long time.

Die mittels der vorbeschriebenen Einrichtung vorgenommene Steuerung des Antriebs der Abzugsorgane von Effektfaden-Spinnmaschinen arbeitet ohne zusätzliche kraftübertragende Bewegungsorgane und ist daher von Zeiteinflüssen unabhängig. Da die elektrischen Größen in einfacher Weise einstellbar sind, kann jeder gewünschte Grad von Anfahrbeschleunigung und Auslaufverzögerung erreicht werden.The control performed by means of the device described above the drive of the take-off elements of fancy thread spinning machines works without additional force-transmitting organs of movement and is therefore independent of time influences. There the electrical parameters are easily adjustable, any desired Degree of acceleration and deceleration can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic control for electric shunt motors for driving effect thread spinning machines for endless artificial threads, where Fluctuations in titer in the thread caused by changing the thread take-off speeds are, characterized in that the drives in a known manner a programmer can be continuously stopped and restarted, whereby the start-up is dampened by voltage-reducing switching means and the run-down by DC or short-circuit braking that switches on automatically when the power is switched off is shortened.

2. Automatic control according to claim 1, characterized in that that the automatically switching on DC or short-circuit braking over a timing relay can be switched off again. Publications considered: German Patent Nos. 666 202, 751504.