DE1271815C2 - Einrichtung zum Steuern und Speisen der Motoren einer Spinnmaschine zur Herstellung von synthetischen Fasern - Google Patents

Description

motors speisen. Sobald sich die Ausgangsspannung des den Gleichstrommotor speisenden Generators ändert, wird die Motordrehzahl geändert und damit die Ausgangsfrequenz der Wechselstrommaschine korrigiert.

Fernerhin sei noch erwähnt, daß ruhende, über Oszillatoren gesteuerte Umformer zur Drehzahlsteuerung und Speisung von Synchron- und Induktionsmotoren bekannt sind (deutsche Ausleaeschrift :;9089VIIIb/21c).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches und zugleich anpassungsfähiges System zur Steuerung der Drehzahl der Motoren einer Spinnmaschine und Speisung dieser Motoren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von mindestens vier ruhenden Umformern und von wenigstens vier die Umformer in ihrer Frequenz steuernden Oszillatoren and durch Einrichtungen zum wahlweisen Anschluß mehrerer dieser Umformer, denen Gruppen von gleichartigen Motoren verschiedener Spinnstellen zugeordnet sind, an einen der Oszillatoren und ferner durch Einrichtungen zum wahlweisen Umschalten der Umformer von einem der Oszillatoren auf einen anderen der Oszillatoren.

Hierdurch wird eine gute Anpassungsfähigkeit an ein gegebenes Fabrikationsprogramm erreicht. Es ist die Möglichkeit gegeben, auf einer einzelnen Maschine verschiedene Deniers gleichzeitig zu spinnen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für alle Antriebe ein Grundmodell (Umformerblock) verwendet weiden kann, ohne Rücksicht auf die gewünschte Ausgangsfrequenz. Diese Standardisierung hat den Vorteil, daß irgendwelche Schäden, die bei einem Umformerblock auftreten, ohne Stillsetzung der gesamten Maschine behoben werden können. Das niedrige Leistungsniveaus des Oszillators erlaubt die Verwendung sehr genauer Bezugsgrößen und Regelelemente. Das System ist im wesentlichen unabhängig von Schwankungen der Netzspannung und Netzfrequen?, Sogar vorübergehende Störungen werden keine Änderung der Ausgangsfrequenz des Systems hervorrufe i, was ?ine bessere Fadenqualität zur rolge hat.

Eine Erfindung -,vird nur in der Gesamtheit der im Patentanspruch angegebenen Merkmale gesehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt,

Mit IA und IB sind Motoreinheiten bezeichnet, die eine Spinnstelle (Spinnstelle SPl) einer mehrstelligen Spinnmaschine antreiben. Die Motoreinheiten IA und IB stellen in ähnlicher Weise die Antriebsmotoren für eine andere Spinnstelle (Spinnstelle SP 2) der Maschine dar. Bei einer typischen Spinnmaschine können bis zu 112 solcher Spinnstellen vorhanden sein. In der Zeichnung sind jedoch nur acht Spinnstellen dargestellt. Jede Motoreinheit kann einen oder mehrere Motoren aufweisen. Zum Beispiel weist die Motoreinheit 1A nur einen Motor auf, während die Motoreinheit Iß aus drei Motoren besteht. Alle Motoren sind vorzugsweise Synchronmotoren; meist werden Reluktanzmotoren verwendet.

Alle Spinnstellen sind gleich ausgebildet und jede enthält eine A-Mo' .!reinheit zum Antrieb der Spinnpumpe und eine ß-Motoreinheit zum Antrieb der Galetten und der Reibwalze für die Spule. Wie zuvor ausgeführt, müssen die relativen Drehzahlen der Motoren einer Spinnstelle zur Erzeugung eines gleichmäßigen Produkts sehr genau aufrechterhalten werden. Um die Gleichheit des Produkts auch an den verschiedenen Spinnstellen zu gewährleisten, müssen die relativen Drehzahlen zwischen den einzelnen Spinnstellen sehr genau aufrechterhalten werden.

Jede Motoreinheit wird mit Wechselstrom von bestimmter Frequenz von einem ruhenden Gleichstrom-

Wechselstrom-Umformer gespeist. Die Umformer selbst werden über eine Leitung 10 von einer Gleichstromquelle 12 mit Spannung versorgt.

Ein ruhender Umformer enthält ruhende kontaktlose Ventile oder Schaltelemente, ζ. Β. Röhren (Gas, Vakuum, Dampf usw.), Halbleiterelemente (Transistoren, steuerbare Gleichrichter usw.) sättigbare magnetische Anordnungen oder irgendwelche andere geeignete ruhende kontak'Ose Vorrichtungen, welche eine Schaltfunktion erlauu^n Acht gleiche Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer /, bis /_s sind dargestellt mit ihren Eingängen 14, welche mit der Gleichstromquelle 12 über die Leitung 10 verbunden sind. Ihre Ausgänge 16 sind mit Transformatoren AT₁ bis AT₈ verbunden, welche in der Spannung einstellbar sind.

Die Motoreinheiten IA und IA der Spinnstellen SPl und SP2 erhalten ihre Speisespannung von dem Umformer I₁ über den Transformator AT₁. Der Umformer /., versorgt über den Transformator A T₂

die Motoreinheiten 1B und 2 B der Spinnstellen SPi und SPl. In ähnlicher Weise versorgt der Umformer/, die Motoreinheiten 3 A und 4 A über den Transformator AT₃, während der UmformerI_x die Motoreinheiten 3B und AB über den Transformator AT_x speist. Die Motoreinheiten 5A und 6A werden von dem Umformer/, über den Transformator A T-betrieben, während der Umformer /_ü die Motoreinheiten 5B und 6B über den Transformator AT₀ speist. In . hnlicher Weise treibt der Umformer /- die Motoreinheiten TA und 8A über den Transformator AT₇ an, während die Motoreinheiten IB und 8ß von dem Umformer/^ über den Transformator AT₈ gespeist werden.

Jeder Umformer ist mit einem Steuereingang 18 zum Empfang einer Steuerfrequenz ausgestattet, welche die Ausgangsfrequenz des Umformers taktet.

Die Steuereingänge 18 der Umformer /, und /.,

sind mit einer Leitung 20 verbunden, welche von einem Oszillator O₁ gespeist wird, während die

_5l Steuereingänge 18 der Umformer I₂ und I_x mit einer Leitung 22 eines Oszillators O_n verbunden sind. Die Verbindungen zu den Steuereingi'ngen 18 der Umformer /, bis /₈ sind flexibler. Die Steuereingänge 18 der Umformer /, und I₁ sind mit einer Leitung 24 verbunden, welche mit Hilfe eines Schalters Sl entweder mit dem Oszillator O₁ oder mit dem Oszillator O₃ verbunden werden kann. In ähnlicher Weise sind die Steuereingänge 18 der Umformer /,. und /₈ mit einer Leitung 28 verbunden, welche mit Hilfe eines Schalters S2 entweder mit dem Oszillator O₁ oder mit einom anderen in der Frequenz steuerbaren Oszillator O_x verbunden werden kann.

Wenn es erwünscht ist, an allen Spinnstellen nur Fäden von ein und demselben Denier zu spinnen, müssen die Steuereingänge 18 der Umformer I_x, /₃,1. und /. mit demselben Oszillator, z. B. O₁ verbunden sein, während die Steuereingänge der Umformer I₂, I_x, I_n und /_s ebenfalls nur mit einem Oszillator, bei-

spielsweisc dem Oszillator O₂ verbunden sein dürfen. Wenn es jedoch erwünscht ist, zwei unterschiedliche Dcniors zu spinnen, so werden die Spinnstellen auf die entsprechenden Oszillatoren aufgeteilt. Dieser Fall ist schematisch in F i g. 1 dargestellt, wo die Umformer der Spinnstellen 5/Ί, SP 2, SP 3 und SP 4 mit dem einen Satz der Oszillatoren O₁ und 0., und die Umformer der SpinnstellcnSP5, SP6, SP1~ SPÜ mit dem anderen Oszillator O₃ und O₄ verbunden sind.

Wenn die Ausgangsfrequenz eines Oszillators geändert wird, wird auch die Ausgangsfrequenz all der Umformer geändert, die mit diesem verbunden sind. Die Drehzahl der Motoren, welche von diesen Umformern gespeist werden, werden dementsprechend ebenfalls geändert. Wird beispielsweise die Frequenz des Oszillators O₁ erhöht, so wird die Ausgangsfrequenz der Umformer Z₁ und /₃ ebenfalls erhöht, und demzufolge wird auch die Drehzahl der Motoreinhcitcn IA, IA, 3A und 4/1 zunehmen. Eine Herabsetzung der Frequenz des Oszillators O₁ wird eine Herabsetzung der Drehzahlen dieser Motoren hervorrufen.

Wechselstrommotoren erfordern einen im wesentlichen konstanten magnetischen Fluß. Wenn die Frequenz der Stromquelle geändert wird, um die Drehzahl des Motors zu ändern, muß die Spannung pro Hertz konstant gehalten werden. Die Motorspeiscspunnung muß also der Frequenz entsprechend angepaßt werden. Ein 22f)-V-60-Hz-Motor darf also bei 30Hz nur 110 V haben. Da der Umformer aber bei allen Frequenzen eine konstante Spannung liefert, ist zur Spannungsanpassung ein einstellbarer Transformator vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch- ^kann· ^{Da fiir} sämtliche Spinnstellen nur die beiden

   ^p Stromquellen vorgesehen sind, ist mit einer solchen

   Einrichtung zum Steuern und Speisen eier für Spinnmaschine die Herstellung nur eines Typs von jeden Teilantrieb der Spinnstellen einer Spinn- Fäden bei einer bestimmten Produktionsgeschwindigmaschine zur Herstellung von synthetischen Fä- 5 keit möglich. Um verschiedene Fadenstärken innerdeu vorgesehenen Wechselstrommotoren mit halb einer Maschine spinnen zu können, müßten also mehreren jeweils einer Gruppe von Motoren zu- noch zusätzliche Stromquellen vorgesehen sein. Aus geordneten Umformern, deren Ausgangsspan- wirtschaftlichen Gründen haben sich jedoch Manung in der Frequenz veränderbar ist, g e k e η η - schinen mit einer größeren Zahl ve r. rotierenden zeichnet durch die Verwendung von min- io Umformern nicht durchgesetzt,
   destens vier nihenden Umformern (Z₁ bis /_s) und Es ist bereits eine Anordnung bekannt (britische

   von wenigste^ vier die Umformer in ihrer Fre- Patentschrift 847 941), bei der die Spinnpumpen von quenz steuernden Oszillatoren (O₁ bis O₄) und an ein Netz angeschlossenen Motoren über jeweils durch Einrichtungen zum wahlweisen Anschluß ein gemeinsames Grobgetriebe und individuelle Feinmehrerer dieser Umformer, denen Gruppen von 15 getriebe angetrieben werden. A.n das gleiche Netz gleichartigen Motoren verschiedener Soinnstellen ist noch ein Synchronmotor angeschlossen, der über (SPl bis SP8) zugeordnet sind, an einen der Getriebe zwei Synchrongeneratoren antreibt, die die Oszillator.-n und ferner durch Einrichtungen zum Galettenmotoren speisen. Mit dieser weitgehend wahlweisen Umschalten der Umformer von einem mechanischen Konstruktion ist eine hohe Gleichlaufder Oszillatoren auf einen anderen der Oszilla- 20 genauigkeit der einzelnen Antriebe nicht erreichbar, toren. Es sind zwar mit dieser Einrichtung mehrere Faden

   stärken gleichzeitig herstellbar, es ist ^ber anderrv-

   seits trotzdem noch nicht die wünschenswerte Variationsbreite des Produktionsprogrammes möglich, da 25 lediglich die Pumpenantriebe über Getriebe in ihrer

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung Drehzahl unabhängig einstellbar sind,
   zum Steuern und Speisen der für jeden Teilantrieb Eine typische Stromquelle mit einstellbare! Freder Spinnsteilen einer Spinnmaschine zur Herstellung quenz besteh! aus einer Wechselstrommaschine, von synthetischen Fäden vorgesehenen Wechsel- welche durch einen Gleichstrommotor getrieben strommotoren mit mehreren jeweils einer Gruppe 30 wird. Der Gleichstrommotor wird wiederum vor: von Motoren zugeordneten Umformern, deren Aus- einem Motor-Generator gespeist, welcher die Umgangsspannung in der Frequenz veränderbar ist. formung von Wechselstrom in Gleichstrom vor-

   In einer modernen Spinnerei zur Herstellung von nimmt. Die Drehzahlsteuerung der Wechselstromsynthetischen Fäden hat jede einzelne Spinn- maschine erfolgt durch Steuerung des Feldes oder maschine bis zu 112Spinnstellen, an welchen Kunst- 35 der Ankerspannung des Gleichstrommotors. Zwistoffäden erzeugt weiden. An jeder Spinnstelle wird sehen der Netzfrequenz unH der variablen Ausein Faden ausgestoßen, geronnen, über ein oder zwei gangsfrequenz muß die Energie viermal umgeformt Verzugswalzen (Galetten) geleitet und schließlich werden: zuerst vom Wechselitrom in eine mechaniaufgespult. Jede Spinnstelle enthält einen Pumnen- sehe Drehbewegung, dann in Gleichstrom, dann motor, ein oder zwei Antriebsmotoren für die Ga- 40 wieder in eine Drehbewegung und schließlich in leiten und einen Motor zum Antrieb der Spule. Wechselstrom. Dies erfordert vier rotierende Ma-

   Die Stärke, d. h. der Denierwert, eines Fadens ist schinen, deren Gesamtwirkungsgrad nur ungefähr bestimmt durch das Drehzahlverhältnis zwischen der 60⁰Zo beträgt. Sofern kleinere Maschinen gebraucht den Spinnstock speisende! Pumpe und der Abzieh- werden, um die Anpassungsfähigkeit, wie zuvor erwalze. Um die Produktionsgeschwindigkeit zu ver- 45 wünscht, zu erhöhen, würde der Wirkungsgrad noch ändern, müssen die Drehzahlen der Antriebsmotoren wesentlich kleiner sein.

   geändert werden. Für eine gegebene Fadenstärke ist Es ist auch eine Einrichtung mit zwei rotierenden

   es jedoch erforderlich, daß das relative Drehzp.hlver- Umformern bekannt (DT-Zeitschrift »Melliand«, hältnis zwischen den Motoren genau aufrechterhalten 36/11/1955, S. 1182), in der zwei Drehstromgenerawird. Um die Kosten für die Drehzahlsteuerung an 50 toren jeweils von einem mit konstanter Drehzahl arbeiden einzelnen Spinnstellen klein zu halten, werden tenden Motor über PIV-Getriebe angetrieben werden, für die gesamte Maschine durchweg Synchronmotoren Obgleich dort nur eine zweimalige Energieumwandverwendet. Diese Motoren werden in zwei Gruppen lung stattfindet, ist auch der Wirkungsgrad dieser Einvon je einer Stromquelle gespeist, deren Frequenz richtung, insbesondere im unteren Drehzahlbereich, entsprechend gesteuert wird, damit die erforderliche 55 vergleichweise niedrig.

   Genauigkeit des Drehzahlverhältnisses an allen Ein typischer Frequenzbereich, welcher bei Spinn-

   Spinnstellen gesichert ist. Die in der Frequenz Steuer- maschinen gebraucht wird, ist 17 bis 130 H2. Um eine baren Stromquellen sind bei bekannten Anlagen (Sie- gleiche Fadenstärke aufrechtzuerhalten, muß die mens-Sonderdruck »Neuzeitliche Antriebe in der Frequenz konstant gehalten werden. Die Frequenz Faserstoff-Industrie«, aus VDE-Fachberichte, 18.Bd., 60 darf unter allen Bedingungen nur zwischen ±O,l°/o 1954, S. V/60 bis V/65) Motor-Generator-Sätze, die schwanken. Die gegenwärtigen Systeme benutzen mit Drehzahlregeleinrichtungen ausgestattet sind. Für elektronische Regler, um die Generatorerregung und jede Spinnmaschine sind normalerweise zwei Ma- damit auch die Drehzahl des Gleichstrommotors zu schinensätze von etwa 40 bis 150 kVA vorgesehen. regeln. Die Regler verwenden Tachometermaschinen

   Die Ausgangsfrequenz jeder Stromquelle ist unab- 65 zur Drehzahlmessung und eine Brückenschaltung zum hängig einstellbar, damit die Arbeitsweise der Spinn- Vergleich. Das Fehlersignal wird verstärkt und zum maschine zur Erzielung unterschiedlicher Deniers Steuern der Spannung von Gleichrichtern verwendet, und Produktionsgeschwindigkeiten beeinflußt werden welche beispielsweise das Feld des Gleichstrom-