DE2057492A1

DE2057492A1 - Einrichtung zum Regeln eines elektrischen Achswickelantriebes

Info

Publication number: DE2057492A1
Application number: DE19702057492
Authority: DE
Inventors: Karl Allgaier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE2057492C3; DE2057492B2

Description

Einrichtung zum Regen eines elektrischen Achswickelantriebes Die Erfindig betrifft eine Einrichtung zum Regeln eines elektrischen Achswickelantriebes auf einen einstellbaren ert des Zuges in der Wickelbahl, mit einem den Antrieb steuernden Leistungsregler, dei als Istwert eine der Leistung des Antriebes proportionale Größe und als Sollwert eine dem Produkt aus Wickelbahngeschwindigkeit und gewünschtem Zug proportionale Größe zuführbar ist.
Bei elektrischen Achswickelantrieben, wie sie z.B. für Gewebeverstreckanlagen, Folienwickler oder dergleichen verwendet werden, ist es bereits bekannt, den Ankerstrom oder das Drehmoment der Gleichstrommaschine während des Aufwickelvorganges konstant zu halten. Man erhält hierdurch einen hyperbolischen Verlauf der Zugspannung in der Warenbahn während des Aufwiokelvorganges.
Es ist fernerhin auch bekannt, den Zug in einem Achswickler dadurch konstant zu halten, daß man die dem elektrischen Wickelantrieb zugeführte Leistung konstant hält. Der Istwert der Leistung kann dabei aus dem Produkt von Ankerspannung Ua und Ankerstrom Ta ermittelt werden; der verlangte Leistungssollwert ist dann gleich dem Produkt aus Zug Z x Bahngeschwindigkeit V. Es gilt also die Regelbedingung Z x V - 1A (Ua - Ia Ra), wobei RA den Ankerwiderstand der Gleichstrommaschlne bedeutet.
Aus technologischen Gründen wird nun heute häufig verlangt, daß der Zug in der Bahn während des Wickelvorganges - also in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser - veränderbar sein soll.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß außer einer Regelung auf konstanten Zug oder hyperbolischen Zug auch eine Regelung hinsichtlich einer selbsttätigen linearen Änderung des Zuges während des Wickelvorganges möglich ist, und zwar ohne direkte Zug- und Durchmessererfassung. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Größe für den Zug die Differenz zwischen einem konstanten Signal und einem einstellbaren Anteil eines dem Quotienten aus Bahngeschwindigkeit und Wickeldrehzahl proportionalen Signales dient.
Hierdurch lassen sich auf relativ einfache Weise Wickeldurchmesser/Zugkraftkennlinien beliebiger Steilheit einstellen; und zwar auch dann, wenn die Bahngeschwindigkeit während des Wickelvorganges veränderlich ist.
Die Ursprungs lage der vorgenannten Kennlinien kann dabei dadurch beliebig verändert werden, daß die Proportionalität zwischen dem Produkt aus Warenbahngescwindigkeit und Zugsollwert und ler dem Leistungsregler zugeführten Größe verändert wird Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 im wesentlichen die Schaltung eines Ächswicklers und Fig. 2 die damit erreichbaren Zugkraft-Wickeldurchmesserkenn linien.
Die ein Lieferwerk 35 verlassende Warenbahn 30 soll auf einem Wickler 32 aufgewickelt werden. Als Antrieb für das Lieferwerk 31 ist ein Gleichs tronimoter 1 vorgesehen, der seine Ankerspannung iiber ein Thyristorstellli cd 4 erhielt.
As AntriebsmOtOr des Wicklers 32 ist ebenfalls eine Gleichstrommaschine 2 vorgesehen, die über einen Thyristorsteller gespeist wird.
Zur Vorgabe des Drehxahlsollvlertes für die Gleichstrommaschine 1 dient ein Sollwertgeber 10, dessen Sollwert über einen an sich bekannten Bochlaufintegrator 9 einem Drehzahlregler 8 zugeführt wird, der seinen Drehzahlistwert aus einer mit der Maschine 1 gekuppelten Tachometermaschine 26 erhält.
Das Ausgangssignal des Drehzahlreglers 8 dient als Führungegröße für einen Stromregler 7, der seinen Istwert aus einem im Ankerstromkreis liegenden Stromwandler 28 erhält. Das Ausgangssignal des Stromreglers 7 liefert das Steuersignal für den Steuersatz 5, der seinerseits die entsprechenden Zündimpulse für das Thyristorstellglied 4 liefert. Der dabei zwischen Drehzahlregler 8 und Sollwertgeber 10 vorgesehene Hochlaufintegrator 9 dient dazu, plötzliche Sollwertänderungen, also Sollwertsprünge, wie sie z.B. beim hnfahrvorgang auftreten können, in für die lfaschine geeignete Sollwertänderungen umzuformen.
Soll die Zugkraft in der Wiokelbahn 30 während der Zunahme des Wickeldurchmesser D nach einer Ilyperbolischen Funktion abneuen, so muß - wie eingangs erläutert - der Ankerstrom IA (moment) der Gleichstrommaschine 2 konstant gehalten werden. Hierzu wird dem Stromregler 11 der Maschine 2 von einem Nomentensollwertgeber 12 über ein einstellbares Potentiometer 13 und einen Schalter 14 der gewünschte Stromsollwert vorgegeben; der Istwert wird von einem im Ankerstromkreis der Maschine 2 liegenden Ankerstromwandler 27 geliefert. Das Ausgangssignal des Stromreglers 11 steuert den Steuersatz O und damit den Thyristorsteller 3 so aus, daß der Ankerstron in der Maschine 2 konstant bleibt.
Im Gegensatz zur Erfassung des leistungsistwertes durch das Produkt IA X (UA IA x RA) wird hier der Istwert gebildet durch das Produkt M x n bzw. I x n unter Voraussetzung des konstanten Feldflusses ( #= const.) Unter der Bedingung des konstanten Zuges Z in der Warenbahn 30 während des Wickelvorganges muß die Bedingung V x Z = 1A x n in der Regelstrecke der Gleichstrommaschine 2 erfüllt werden.
Der Leistungsistwert für diese Regelung wird in einem Multiplizierglied 18 gebildet, das eine dem Ankerstrom 1A entsprechende Größe vom Stromwandler 27 und eine der Drehzahl proportionale Größe von einer mit der Maschine 2 gekuppelten Tachometermaschine 25 erhält. Der Leistungssollwert bei variabler Bahngeschwindigkeit V wird aus dem Produkt einer konstanten Spannung k (Spannungsquelle 19) und der der Bahngeschwindigkeit analogen Spannung gebildet. Damit entspricht der Leistungssollwert dem Zugsollwert. Das Produkt wird in einem Multiplikator 17 gebildet. Da die Bahngeschwindigkeit dem Sollwert für das Lieferwerk 31 folgt,-kann als V proportionale Spannung die Sollspannung des Motors 1 benutzt werden. Das Ausgangssignal des Nultipliziergliedes 17 wird über ein Zugeinstellpotentiometer 16 als Sollwert dem Leistunregler 15 vorgegeben, der über den umgelegten Schalter 14 dann die Führungsgröße für den Stromregler 11 liefert. Je nach der Einstellung (Winkel 1) des Zugeinstellpotentiometers 16 lassen sich somit Züge bestimmter Grcße während des Wickelvorganges konstant halten.
Häufig ist es jedoch erwünscht, den Zug während des Wickelvorganges zu verändern.. Hierzu wird bei der vorliegenden Schaltung dem für den Zug repräsentativen Wert k noch eine Korrekturgröße zugefügt, die aus Bahngeschwindigkeit und Wicklerdrehzahl gebildet wird. Hierbei soll die Bedingung gelten, daß der Zug mit zunehmendem Wickeldurchmesser linear abnimmt.
Zu diesem Zweck ist eine Rechenschaltung 22 vorgesehen, die aus Multiplizierglied 24 und Verstärker 23 besteht. Hierbei wird der Multiplizierbaustein 24 in die Rückführung des Verstärkers 23 geschaltet. Das Ausgangssignal A des Verstärkers 23 wird damit im Multiplizierbaustein 24 mit dem drehzahlanalogen Signal n der Tachomaschine 2 multipliziert. An den Eingang des Verstärkers 23 wird die der Bahngeschwindigkeit y proportionale Spannung gelegt. Damit ergibt sich die Rechenfunktion Verstärkerausgangssignal A V Das Ausgangssignal A des Verstärkers 23 ist also ein Maß für den Durchmesser D des Wickels 32. Dieses Ausgangssignal wird über ein einstellbares Potentiometer (Winkel2) und Schalter 21 geführt und dazu benutzt, um die Zuggröße k während des Wickelvorganges zu verringern. Die Gesamtregelung arbeitet dabei nach der Gleichung (k - y .2) .1 . V = IA . n.
n Wie bereits erwähnt, lassen sich auf diese Weise durch entsprechende Einstellung der Potentiometer 20 und 16 Kennlinien beliebiger Steilheit z = f (D) einstellen.
Um bei Ausgleichsvorgängen die notwendige Beschleunigungsleistung ohne Beeinträchtigung der Wickelleistung vorzugeben, werden zwei entsprechende Einblendungen vorgenommen. Von der Kippstufe 91 des Hochlaufintegrators 9 wird ein D-Anteil im Vorzeichensinn des Stromsollwertes über Leitung 29 dem Stromregler 11 zugeführt. Ferner wird dem Summierverstärker 33 vorzeichenrichtig ein D-Anteil aufgeschaltet, der vom Stromistwert subtrahiert wird.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche Öl Einrichtung zum Regeln eines elektrischen Achswickelantriebes auf einen einstellbaren Wert des Zuges in der Wickelbahn, mit einem den Antrieb steuernden Leistungsregler, dem als Istwert eine der Leistung des Antriebes proportionale Größe und als Sollwert eine dem Produkt aus Wickelbahnge.schwindigkeit und gewünschtem Zug proportionale Größe zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, da als Größe für den Zug (Z) die Differenz zwischen einem konstanten Signal (k) und einem einstellbare Anteil (Winkeld52) eines dem Quotienten aus Bahngeschwindigkeit (V) und Wickeldrehzahl (n) proportionalen Signales dient.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionalität zwischen dem Produkt aus Wickelbahngeschwindigkeit (V) und Zug (Z) und der dem Leistungsregler (15) zugeführten Größe veränderbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzezchnet, daß das Produkt und der Quotient in aus elektronischen Multipliziergliedern und Verstärkern aufgebauten Schaltungen gebildet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leistungsregelkreis des Antriebes zusätzliche Werte einblendbar sind, die über Differenzierglieder aus einer der Warenbahngeschwindigkeit (V) proportionalen Größe abgeleitet sind.

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