DE1302873B

DE1302873B -

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Publication number: DE1302873B
Application number: DEB75372A
Authority: DE
Original assignee: BBC DT
Current assignee: BBC DT
Publication date: 1971-04-22
Also published as: DE1302873C2

Description

kraft durch Beeinflussung des Ankerstromes bei zu- ■'■ nehmendem Wickeldurchmesser nur ungenau gelingt. Der Grund hierfür liegt in dem sich laufend verändernden Abgleichwiderstand im Strom-Istwert-5 kreis, der als Bürde an den Gleichstromwandler angeschlossen ist. Bekanntlich ist das Übersetzungsverhältnis eines Gleichstromwandlers nicht unabhängig von der Größe des Bürdenwiderstandes.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler für
einen Elektrowickler zur Erzielung eines konstanten
Zuges durch Ankerstromregelung des Antriebsmotors bei unabhängig vorgegebener Bahngeschwindigkeit des Wickelgutes unter Verwendung eines nur in
eine Richtung wirkenden Verstellantriebes für je
einen Abgleichwiderstand im Eingangskreis des
Ankerstromreglers und im Eingangskreis eines Zweipunktfolgereglers, der nach Maßgabe des Verhältnisses von der Motordrehzahl zur Bahngeschwindigkeit io den bekannten Elektrowickler-Regler hinsichtlich der beeinflußt wird und der so eingerichtet ist, daß bei , erwähnten Betriebsforderungen funktionell zu ver-Drehzahländerungen in-der Größenordnung der vor- ' bessern. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, gegebenen Toleranz der Regler voll auf- bzw. zu- daß die Drehzahl-Regelabweichung über ein bei Norgesteuert ist. ' malbetrieb durchlässiges Entkopplungsventil dem

Der Erfindungsgegenstand stellt die Weiteren!- 15 Zweipunktfolgeregler des Verstellantriebes zugeführt wicklung eines Elektrowickler-Reglers dar, wie er sowie über ein gegensinnig gepoltes Entkopplungsdurch die französische Patentschrift 1 293 355 be- ventil dem Istwert des Ankerstromreglers überlagert kanntgeworden ist. Dem bekannten Regler liegt die wird. Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß Aufgabe zugrunde, einen Wickelantrieb für ein band- in Reihe mit den Entkopplungsventilen je eine Zenerförmiges Gut zu schaffen, dessen Bahngeschwindig- 20 diode als Schwellwertbildner geschaltet ist.
keit durch die Bedingungen der gesamten Anlage Durch die deutsche Auslegeschrift 1 135 079 ist

zwangläufig vorgegeben und dem Wickelantrieb auf- zwar ein Elektrowickler bekannt, bei dem der Wickelgeprägt ist. Der Wickelzug ist dagegen beliebig ein- antrieb durch ein Potentiometer so gesteuert wird, stellbar und muß auch während des laufend zuneh- daß die Zugkraft über den ganzen Wickelbereich konmenden Durchmessers konstant gehalten werden. Eine 25 stant bleibt, und bei dem diese Steuerung bei Riß des weitere Teilaufgabe besteht in der Forderung, bei Wickelgutes durch eine vom Verhältnis der Motoreinem Riß des Wickelgutes sicherzustellen, daß der drehzahl zur Bahngeschwindigkeit abhängige Dreh-Antrieb mit möglichst gleichbleibender Drehzahl zahlregelung abgelöst wird. Maßgebend für den SoIlweiterläuft. Er darf also nicht durchgehen, wenn eine wert der Drehzahlregelung ist dabei — wie, bei der plötzliche Entlastung eintritt. Schließlich ist noch 30 Erfindung — die von einem weiteren Potentiometer Vorsorge zu treffen, daß nach Aufhebung der Stö- vor dem Materialriß gespeicherte Spannung;' dessen rung die Aufwicklung mit der gleichen Zugkraft fort- Abgriff bei Normalbetrieb durch einen Verstellmotor gesetzt wird, wie sie unmittelbar vor dem Riß be- entsprechend dem sich ändernden Wickeldurchmesser standen hat. in einem die Drehzahl-Regelabweichung kcmpensie-

Die erwähnte Aufgabe wurde mit dem bekannten 35 renden Sinne nachgestellt wird. Bei Materialriß wird Regler in begrenztem Umfange dadurch gelöst, daß dort jedoch das Steuerpotentiometer abgetrennt und

die Drehzahl-Regelabweichung allein auf den Steuereingang des Wickelantriebes gegeben. Dies geschieht mittels eines Umschaltrelais, dessen Wicklung par-

folgt. Der Istwert des Ankerstromes wird einem 40 allel zu einer Diode im Drehzahl-Vergleichskreis Gleichstromwandler entnommen, der mit einem ver- liegt, die bei Normalbetrieb durchlässig ist und sperrt,

~" - - ■ _wenn sich bei Materialriß die Polarität der Regel

abweichung umkehrt.

Durch die nach der Erfindung als Schwellwert-45 bildner vorgesehenen Zenerdioden wird eine Beruhigung des Regelablaufs erreicht. Eine solche Maßnahme ist durch die französische Patentschrift 1 339 748 an sich bekannt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der

geschwindigkeit und die andere von der Drehzahl 50 dem Ankerstromregler zugeordnete Abgleichwidergeliefert wird. Zusätzlich beeinflußt die der Bahn- stand im Sollwertkreis des Ankerstromreglers angeschwindigkeit zugeordnete Tachospannung über geordnet.

einen Kleinstwertverstärker unmittelbar die Stell- In der Zeichnung ist eine Ausführung der erfin-

strecke für den Ankerstrom. dungsgemäßen Regelschaltung für den Elektrowick-

Der bekannte Regler'vermag jedotoh nicht die 55 ler dargestellt. '■'■■·^:<; '

obengenannten Betriebsforderungen in befriedigen- Der Wickelbund Γ wird'von einem Gleichstrom-

der Weise zu erfüllen. Dies ist dadurch bedingt, daß motor! angetrieben, der von dem gittergesteuerten im Falle des Bandrisses die Beeinflussung des Anker- Stromrichter 18 gespeist wird. Die Drehzahl des stromes nicht mehr in einem geschlossenen Regel- Wickelbundes wird mit Hilfe des Tachodynamos kreis, sondern in einer offenen Steuerstrecke erfolgt. 60 in eine drehzahlproportioriale Spannung umgewan-Da offene Steuerstrecken im Gegensatz zu geschlosse- delt. Über die Reibröllen4 wird von dem Wickelgut nen Regelstrecken äußere Störungen, beispielsweise der Tachodynamo 5 angetrieben, der eine der Wickel Netzspannungsschwankungen, Erwärmungseinflüsse, geschwindigkeit proportionale Spannung liefert. Die Änderung der Kenndaten von Bauteilen nicht aus- drehzahlabhängige Spannung des Tachodynamos regeln können, sind Drehzahlsprünge nach dem Band- 65 wird einem Abgleichwiderstand 6 zugeführt, an dem riß unvermeidbar. ein einstellbarer Anteil abgegriffen und in Vergleich

Eine weitere Ursache ist darin zu sehen, daß im mit der Spannung des Tachodynamos 5 gesetzt wird, ungestörten Betrieb die Konstanthaltung der Zug- Mit zunehmendem Bunddurchmesser wird die Dreh-

die Drehzahlregelung des Gleichstromantriebsmotors durch Beeinflussung des Ankerstromes in einem geschlossenen Regelkreis mit Soll-Istwert-Vergleich eränderbaren Widerstand belastet ist. Die Verstellung dieses Widerstandes erfolgt in Anpassung an den laufend zunehmenden Wickeldurchmesser mit Hilfe eines gesonderten Antriebes, der über einen Zweipunktfolgeregler beeinflußt wird. Dem Eingang dieses Folgereglers werden über einen weiteren Abgleichwiderstand die Spannungen von zwei Tacho-Dynamos zugeführt, wovon die eine von der Bahn-

zahl des Wickelbundes und damit des Motors 2 ständig abnehmen, da die Wickelgeschwindigkeit durch die Antriebe der vorangehenden Produktionseinrichtung (z. B. Papiermaschine) zwangläufig vorgegeben ist. Es tritt eine Regelabweichung ein, die dem Eingang des Verstärkers 7 zugeführt wird. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über ein Entkopplungsventil 8 mit dem Zweipunktfolgeregler 9, 10 verbunden. Hierfür kann ein Relais mit Arbeitskontakt verwendet werden. Der Verstärker 7 ist so bemessen, daß er schon bei einer geringfügigen Regelabweichung zwischen der drehzahlproportionalen und am Abgleichwiderstand 6 unterteilten Spannung einerseits und der der Wickelgeschwindigkeit proportionalen Spannung andererseits voll aufgesteuert wird. Der vom Zweipunktfolgeregler 9, 10 betätigte Kontakt 10 bringt einen Verstellantrieb 11 zum Laufen. Dieser Verstellantrieb verschiebt den Abgriff des Abgleichwiderstandes 6 so lange, bis die Regelabweichung am Eingang des Verstärkers 7 verschwindet. Gleichzeitig wird von dem gleichen Verstellantrieb der Abgriff eines im Sollwertkreis des Ankerstromreglers 16 angeordneten Abgleichwiderstandes des Spannungsteilers 12 verändert, der an eine feste Spannung angeschlossen ist. Der Abgleichwiderstand 6 und der Spannungsteiler 12 sind als gemeinsam betätigte Tandemwiderstände ausgebildet.

Die am Spannungsteiler 12 abgegriffene Spannung wird als Stromsollwert über einen weiteren Spannungsteiler 13 mit einer Istwertgröße 14 verglichen, die dem Ankerstrom des Motors 2 proportional ist und von der Sekundärseite eines Gleichstromwandlers 15 geliefert wird. Endsprechend der Regelabweichung aus dem StromsollwertjiricL dem Strom-Jstwert regelt der mit dem Rückführglied T~" ausgestattete Ankerstromregler 16 unter Zwischenschaltung des Zündgerätes 17 den gittergesteuerten Stromrichter 18 derart, daß der Ankerstrom entsprechend dem zunehmenden Bunddurchmesser ansteigt. Auf diese Weise wird ein gleichbleibender Zug des Wickelgutes erreicht.

Bei einem eventuell auftretenden Riß des Wickelgutes wird der Motor 2 entlastet. Die Stromregelung stellt dann den Strom so ein, daß der Motor beschleunigt wird und seine Drehzahl schnell ansteigt. Das bedeutet, daß die Drehzahl-Regelabweichung am Eingang des Verstärkers^eljne"efKer5HcHe Große, und zwar mit umgekehrtem Vorzeichen annimmt. Die am Ausgang dieses Verstärkers ebenfalls mit umgekehrtem Vorzeichen erscheinende Drehzahl-Regelabweichung bleibt jedoch wegen des Entkopplungsventils 8 gegenüber dem Zweipunktfolgeregler 9, 10 des Verstellantriebes 11 unwirksam, dagegen ist sie wegen des entgegengesetzt gepolten Entkopplungsventils 19 auf den Stromistwert des Motors 2 wirksam. Sobald die Drehzahl-Regelabweichung ihr Vorzeichen wechselt und damit dieselbe Polarität annimmt wie der Stromistwert, fügt sie sich additiv zum Stromistwert hinzu und wirkt damit auf den Ankerstromregler 16 ein. Es ergibt sich ein Gleichgewichtszustand für die Summe aus Stromistwert und der Drehzahl-Regelabweichung, die praktisch einen Wert annimmt, der dem momentan vorliegenden Sollwert am Spannungsteiler 13 entspricht. Der Motor 2 läuft also nach Riß des Wickelgutes mit einer konstanten, nur um wenige Prozente höheren Drehzahl weiter und geht nicht durch. Sobald nach erfolgtem Anwickeln des Wickelgutes durch die Aufwickeltrommel 1 der Motor 2 erneut belastet wird, wird die Drehzahl des Motors mit zunehmendem Bunddurchmesser wieder absinken, so daß am Eingang des Verstärkers 7 sofort eine Regelabweichung mit dem ursprünglichen Vorzeichen auftritt. Damit wird der Einfluß der Drehzahl-Regelabweichung auf Grund der Entkopplungsventile 8, 19 vom Eingang des Ankerstromreglers wieder auf den Zweipunktfolge-., regler 9, 10 für den Verstellantrieb 11 umgeschaltet

ίο und die normale Folgeregelung der Tandemwiderstände 6 und 12 fortgesetzt. Während des Risses oder auch während einer völligen Unterbrechung des Wickelbetriebes bei Stillsetzen der Produktionsmaschine (Stillstandszug) bleibt der zuletzt erreichte Bunddurchmesser durch die jeweilige Abgriffstellung am Spannungsteiler 12 gespeichert, da der Verstellantrieb 11 durch die Folgeregelung nur in einer Richtung gesteuert wird. Mit Hilfe des Potentiometers 13 kann der Ankerstromsollwert und damit der Zug des Wickelgutes eingestellt werden.

Infolge der außerordentlichen Empfindlichkeit der Folgeregelung, die schon auf geringfügige Drehzahlschwankungen der Wickelwelle, hervorgerufen durch z. B. unrunde Wickel, anspricht, würde eine gewisse Unruhe in der Stromregelung auftreten, was sich durch Strompendelungen des Motorstromes und dadurch bedingtes Zusammenbrechen des Zuges äußert. Um diese störende Unruhe zu beseitigen, sind gemäß der Erfindung zwei Zenerdioden 20, 21 als Schwellwertbildner vorgesehen, die in Reihe mit je einem Entkopplungsventil 8 bzw. 19 geschaltet sind. Diese Schwellwertbildner haben die Wirkung, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 7 erst den vorgegebenen Schwellwert überschreiten muß, um entweder auf den Zweipunktfolgeregler 9, 10 oder auf den Eingang des Ankerstromreglers 16 einwirken zu können. Durch diese Schwellwertbildung wird eine gewisse Beruhigung des Regelablaufs erreicht, da die Regelabweichung zwischen Motordrehzahl und Wickelgeschwindigkeit als Folge des fortlaufend zunehmenden Bunddurchmessers erst einen bestimmten Betrag annehmen muß, um wirksam zu werden, so daß unmittelbar aufeinanderfolgende Stromstöße des Motors weitgehend unterbunden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Regler für einen Elektrowickler zur Erzielung eines konstanten Zuges durch Ankerstromregelung des Antriebsmotors bei unabhängig vorgegebener Bahngeschwindigkeit des Wickelgutes unter Verwendung eines nur in eine Richtung wirkenden Verstellantriebes für je einen Abgleichwiderstand im Eingangskreis des Ankerstromreglers und im Eingangskreis eines Zweipunktfolgereglers, der nach Maßgabe des Verhältnisses von der Motordrehzahl zur Bahngeschwindigkeit beeinflußt wird und der so eingerichtet ist, daß bei Drehzahländerungen in der Größenordnung der vorgegebenen Toleranz der Regler voll auf- bzw. zugesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Regelabweichung über ein bei Normalbetrieb durchlässiges Entkopplungsventil (8) dem Zweipunktfolgeregler (9, 10) des Verstellantriebes (11) zugeführt sowie über ein gegensinnig gepoltes Entkopplungsventil (19) dem Istwert (14) des Ankerstromreglers (16) überlagert wird.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß in Reihe mit den Entkopplungsventilen (8, 19) je eine Zenerdiode (20, 21) als Schwellwertbildner geschaltet ist.

3. Regler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ankerstromregler (16) zugeordnete Abgleichwiderstand (12) im Sollwertkreis des Ankerstromreglers angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen