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Einrichtung zur Steuerung der Drehzahl eines von einem läufergespeisten
Mehrphasenwechselstrom-Nebenschlußmotor antreibbaren Haspels Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Steuerung der Drehzahl eines von einem läufergespeisten Mehrphasenwechselstrom-Nebenschlußmotor
antreibbaren Haspels im Sinne einer unabhängig vom Wickeldurchmesser auf einem einstellbaren
Wert annähernd konstant bleibenden Wickelgutgeschwindigkeit, bei welcher der Bürstensatz
des Haspelmotors durch einen von einem Netz gespeisten Bürstenverstellmotor verstellbar
ist und der Verstellmotor über zwei von einem polarisierten, zwei Erregerwicklungen
aufweisenden Relais betätigbare Schalter in beiden Drehrichtungen selbsttätig einschaltbar
ist.
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Eine solche Einrichtung ist bekannt. Bei ihr wird die eine Erregerwicklung
des polarisierten Relais von der Regelspannung einer Schlingenregelung und die andere
Erregerwicklung von einem Rückführungsgenerator gespeist, der mit dem Bürstenverstellmotor
gekuppelt ist und in Reihe mit einer in der Windungszahl verstellbaren Drosselspule
geschaltet ist, deren Kontaktarm schwenkbeweglich gelagert ist und am freien Ende
eine am Materialwickel auf dem Haspel anliegende Rolle aufweist. Die Verstellung
der Drosselspule dient hierbei lediglich zur Berücksichtigung der sich mit dem Wickeldurchmesser
ändernden Schwungmasse des Wickels für die dynamisch wirkende Rückführung.
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Durch die Erfindung soll die technische Aufgabe gelöst werden, die
bekannte Steuereinrichtung zu vereinfachen und die dort vorhandene Schlingenregelung
in Fortfall zu bringen. Die Erfindung soll es dabei ermöglichen, sowohl die Grundgeschwindigkeit
in weiten Grenzen variieren zu können als auch den Drehzahlbereich, innerhalb welchem
die Regelung dann erfolgen soll, groß zu halten.
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Das erstrebte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
eine Erregerwicklung im Diagonalzweig einer mit Gleichspannung gespeisten, aus zwei
Widerstandspotentiometern bestehenden Brücke zwischen den Abgriffen dieser Potentiometer
liegt, wovon der eine Abgriff von Hand entsprechend der gewünschten Wickelgutgeschwindigkeit
einstellbar und der andere Abgriff durch den Bürstenverstellmotor zugleich mit dem
Bürstensatz verstellbar ist, daß die andere Erregerwicklung von der an einem mit
Gleichspannung gespeisten weiteren Widerstandspotentiometer über einen Abgriff abgegriffenen
Spannung liegt und dieser Abgriff durch einen schwenkbeweglich gelagerten Hebel
verstellbar ist, der am freien Ende eine Rolle aufweist und mit dieser, unter der
Wirkung einer Feder stehend, am Materialwickel auf dem Haspel anliegt, und daß das
weitere
Widerstandspotentiometer über eine Gleichrichteranordnung an den Abgriff und den
Endanschluß eines mit Wechselspannung gespeisten Stelltransformators angeschlossen
ist und dieser Abgriff mit dem von Hand einstellbaren Abgriff des einen Potentiometers
der Brücke mechanisch gekoppelt ist.
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Bei einem von einem Gleichstrom-Nebenschlußmotor angetriebenen Haspel
ist zwar bereits eine Steuereinrichtung bekanntgeworden, bei welcher ein die Dicke
des auf dem Haspel befindlichen Materialwickels abtastendes Glied die Drehzahl des
Nebenschlußmotors im Sinne einer unabhängig vom Wickeldurchmesser konstanten Warengeschwindigkeit
steuert, doch ist die Anwendbarkeit dieser Steuereinrichtung auf Gleichstrom-Nebenschlußmotore
beschränkt, also für Wechselstromantriebe unbrauchbar. Außerdem kann die Drehzahl
des Gleichstrommotors nur innerhalb eines Bereiches von 1 : 2, gegebenenfalls auch
1 : 2,5 variiert werden. Die Änderung der Grundgeschwindigkeit des Gleichstrom-Nebenschlußmotors
wird vielfach überhaupt nicht möglich sein, weil es der Änderung der Ankerspannung
bedarf, für die üblicherweise aber konstante Gleichspannung zur Verfügung steht.
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Ferner ist es bekannt, das Tastglied mittels einer Rolle zu bilden,
die am freien Ende eines schwenkbeweglich gelagerten Hebels angebracht ist und am
Materialwickel auf dem Haspel anliegt, wobei der Hebel unmittelbar auf das Verstellglied
eines Potentiometers einwirkt. Der Potentiometerabgriff wird zur Steuerung der Feldwicklung
eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors verwendet. Ein solcher Antrieb ist wiederum
an das Vorhandensein von Gleichstrom gebunden und die hier verwendete Steuereinrichtung
vermöchte ebensowenig wie die übrigen vorerwähnten bekannten Steuereinrichtungen
eine Anregung zu der einfachen schlingenregelungsfreien Steuereinrichtung für Mehrphasenwechselstrom
-Nebenschlußmotore
nach der Erfindung zu geben.
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Bekannt ist es außerdem, die Drehzahl eines läufergespeisten Mehrphasen-Nebenschlußmotors
mittels eines einen Bürstenverstellmotor einschaltenden polarisierten Relais zu
steuern, das von einem Drehzahleinstellpotentiometer und im Gegensinn von einem
weiteren Potentiometer beeinflußt wird, dessen Einstellung nach Richtung und Größe
in Abhängigkeit von der Bürstenverstellung geändert wird. Die bekannte Schaltung,
die für eine Drehzahleinstellung und -vorwahl gedacht ist, vermag die Steuerung
eines Haspels unter Erfüllung der aufgezeigten Forderungen nicht zu überPehmen.
Auch kann diese Schaltung durch naheliegende Maßnahmen nicht so abgeändert werden,
daß sie zur erfindungsgemäßen Haspelsteuereinrichtung führen könnte.
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Weitere Vorteile und Merkmale sind in der nachstehenden Beschreibung
der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
veranschaulicht. Dabei zeigt F i g. 1 das Schaltbild, F i g. 2 eine Darstellung,
aus welcher der konstruktive Aufbau der Vorrichtung ersichtlich ist.
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Der läufergespeiste Nebenschlußmotor 1 kann über den Schalter 2 an
das Drehstromnetz 3 angeschlossen werden. Der Motor 1 treibt über die Welle 4 die
Haspel 5 an, auf welche das strang- oder bandförmige Material 6 aufgewickelt oder
von welcher es abgewickelt wird. Die Drehzahl des Motors kann durch Verstellen der
Bürsten geändert werden. Hierzu dient der Bürstenverstellmotor 7, der entweder über
den Schalter 8 oder den Schalter 9 an das Drehstromnetz 3 angeschlossen werden kann.
Im einen Fall läuft er im Uhrzeigerdrehsinn, im anderen Fall läuft er im Uhrzeigergegendrehsinn
um.
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Das Betätigen der Schalter 8 und 9 wird über ein polarisiertes Relais
10 gesteuert, das drei Schaltstellungen, nämlich eine neutrale Ausschaltstellung
11 und eine- rechte Einschaltstellung 12 sowie eine linke Einschaltstellung 13 aufweist.
Die eine Wicklung des polarisierten Relais 10 ist an die Brückenleitung 14 einer
Widerstandsbrücke angeschlossen. Diese weist ein Potentiometer 15 mit dem verstellbaren
Abgriff 16 und ein Potentiometer 17 mit dem gleichfalls verstellbaren Abgriff 18
auf. Die beiden Potentiometer 15 und 17 liegen an der von einem Gleichrichter 19
gelieferten Spannung. Die dem Gleichrichter 19 zugeführte Wechselspannung wird über
einen Transformator 20 dem Drehstromnetz 3 entnommen.
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Die zweite Wicklung des Relais 10 ist an den Spannungsteilerpotentiometer
21 angeschlossen.
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Letzteres wird von einem Gleichrichter22 aus versorgt, der an einen
Stelltransformator 23 angeschlossen ist, welcher wiederum vom Drehstromnetz 3 aus
versorgt wird.
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Der Haspel 5 ist ein Tastglied zugeordnet, das die Dicke des jeweils
auf der Haspel befindlichen Materialwickels abtastet. Dieses Tastglied wird durch
die Rolle24 gebildet, die an dem bei 25 schwenkbeweglich gelagerten Hebel 26 gelagert
ist. An dem Hebel greift die Feder 27 an, die die Rolle 24 immer zur Anlage am Materialwickel
auf der Haspel 5 bringt. Mit dem Hebel 26 ist ferner noch der Lenker 28 gelenkig
verbunden, dessen freies Ende am verstellbaren Abgriffsglied 29 angreift.
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Das Abgriffsglied 18 wird über die Verbindung 30 vom Bürstenverstellmotor
7 aus in Übereinstimtnung mit der Bürstenverstellung verschoben. Außerdem ist das
Abgriffsglied 16 mit dem Abgriffsglied 31 durch die Verbindung 32 fest gekoppelt.
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Wenn das Material 6 auf die - zunächst leere -Haspel aufgewickelt
werden soll, dann wird das Abgriffsglied 16 von Hand so eingestellt, daß die Drehzahl
der Haspel 5 beim Einlegen des Schalters 2 einen Wert annimmt, bei welchem das Material
6 in Richtung des Pfeiles A die gewünschte Geschwindigkeit aufweist. Das Potentiometer
15 kann auf die Geschwindigkeit des Materials 6 geeicht werden. Es sei angenommen,
daß das Steuersystem bereits von dem vorangegangenen Wickelvorgang her noch eingestellt
ist. Dann bedarf es keines Verstellens des Abgriffsgliedes 16. Dann wird der Motor
1 beim Einlegen des Schalters 2 und leerer Haspel 5 die Drehzahl annehmen, die bei
leerer Haspel der am Potentiometer 15 eingestellten Geschwindigkeit des Wickelgutes
entspricht. Das Relais 10 wird in seiner Mittenstellung bleiben, so daß die Schalter
8 und 9 geöffnet sind und der Bürstenverstellmotor 7 stillsteht. Beim Anwachsen
des Materialwickels auf der Haspel 5 wird die Rolle 24 nach rechts verstellt, wodurch
der Hebel 26 im Uhrzeigerdrehsinn entgegen der Wirkung der Feder 27 verschwenkt
wird.
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Infolgedessen wird das Abgriffsglied 29 ebenfalls nach rechts verschoben.
Dies hat zur Folge, daß das Gleichgewicht von Durchflutung und Gegendurchflutung
am Relais 10 geändert wird. Dies wiederum bewirkt, daß das Relais seine rechte Schaltlage
einnimmt und damit das Einlegen des Schalters 9 herbeiführt. Hierdurch wird der
Motor 7 in solchem Drehsinn in Gang gesetzt, daß er eine die Erniedrigung der Haspeldrehzahl
bewirkende Bürstenverstellung herbeiführt. Mit dem Verstellen des Bürstensatzes
wird über die Verbindung 30 auch das Abgriffsglied 18 verstellt. Infolgedessen wird
jetzt die Gegenspannung am RelaislO in ihrer Größe verändert.
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Sobald die Größe der Gegenspannung mit der Größe der durch das Abgriffsglied
29 abgegriffenen Spannung übereinstimmt, kompensieren sich die beiden Spannungen,
die einander entgegengerichtet sind, am Relais 10. Wenn dieser Zustand erreicht
ist, nimmt das Relais seine neutrale Schaltstellung ein, was bewirkt, daß der Schalter
9 geöffnet wird.
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Die Störung des Spannungsgleichgewichtes, die von der Rolle 24 beim
Ändern der Wickeldicke am Relais 10 verursacht wird, wird immer wieder beseitigt
durch die Bürstenverstellung, die bei Eintritt der Störung erfolgte und nach Beseitigung
des gestörten Spannungsgleichgewichtszustandes das Beendigen der Bürstenverstellung
herbeiführt.
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Nachdem das Steuersystem einmal abgestimmt ist, muß dafür gesorgt
werden, daß die absoluten Spannungswerte, die am Spannungsteiler 21 einerseits und
am Potentiometer 17 andererseits beim Betreiben der Anlage abgegriffen werden, sich
beim Einstellen der Ausgangssolldrehzahl am Potentin meter 15 in übereinstimmendem
Maße ändern. Dies wird im vorliegenden Fall dadurch sichergestellt, daß das Abgriffsglied
16 mit dem Abgriffsglied 31 gekoppelt ist.
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Bei der Ausbildung nach F i g. 2 sind die Hebel 26, 26' fest mit
der Welle 25' verbunden. Diese trägt das Ritzel 33, das mit dem Trieb 34 im Eingriff
steht.
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Letzterer ist auf der schwenkbeweglichen Welle 35
befestigt.
Beim Verschwenken der Tastrolle24 wird der Abgriff 29 am Potentiometer 21 verstellt.