DE2124721B2 - Kreuzspulmaschine mit Einrichtung zur Vermeidung von Bildwicklungen - Google Patents

Description

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durch Differenzimpulse zwischen den Soll-Zeit- verbunden. Im weiteren ist dem Integrator 20 ein Tor

Impulsen eines Impulsgebers und den Ist-Zeit-Ein- 21 vorgeschaltet, dessen einer Eingang am Ausgang

schaltimpulsen am Ausgang des bistabilen Schalters des bistabilen Schalters 16 liegt und dessen anderer

gebildete Steuerspannung hin den Stromflußwinkel Eingang mit einem Impulsgeber 22 verbunden ist,

verändern. 5 der mit seinem Eingang sowohl an den Schwellwert-

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin- schalter 15 als auch an den bistabilen Schalter 16 an-

dungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der geschlossen ist. Ferner ist der vorgenannte Integrator

Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 20 durch einen Entladewiderstand 23 überbrückt.

F i g. 1 ein Schaltschema zur Steuerung des Nuten- Wie bereits erwähnt, spricht der Schwellwert-

trommelantriebes einer Kreuzspulmaschine und io schalter 14 beim Überschreiten einer der oberen

F i g. 2 bis 6 Schaubilder zur Verdeutlichung der Drehzahlgrenze n_max proportionalen Spannung an

Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 1. und der Schwellwertschalter 15 beim Unterschreiten

Gemäß F i g. 1 umfaßt der nicht näher gezeigte der Grenze n_min. Dieser Verlauf in Funktion der Zeit

Nutentrommelantrieb einer bekannten Kreuzspul- ist im oberen Diagramm der F i g. 2 dargestellt. Wie

maschine, bei welcher jede Spule am Umfang durch 15 ferner erwähnt, erscheint auf ein Signal vom Schwell-

je eine mit dem Nutentrommelantrieb drehverbun- wertschalter 15 hin eine Spannung U₁ am Ausgang

dene Nutentrommel angetrieben wird, einen Motor M, des bistabilen Schalters 16 bis zum Ansprechen des

welcher an ein Drehstromnetz 10 mit den Phasen R, S Schwellwertschalters 14. Die so erzeugten Impulse

und T angeschlossen ist. sind dem zweiten Diagramm in F i g. 2 zu entneh-

Am Motor M ist ein Tachogenerator X angeschlos- 20 men. Hierbei dürfte klar sein, daß ohne weitere Maßsen, der eine der Motordrehzahl proportionale Ist- nahmen die Länge t_% der Einschaltimpulse U₁It von Spannung erzeugt, welche dem einen Eingang eines der Belastung des Motors abhängt. Bei starker Be-Summiergliedes 11 zugeführt wird. Der andere Ein- lastung beispielsweise wird eine längere Zeit t_± vergang des Summiergliedes 11 liegt am Abgriff eines gehen bis zur Erreichung von n_max als bei vergleichseine Soll-Spannung liefernden Regelwiderstandes 12, 25 weise etwa bei unbelastetem Motor, der im Stromkreis einer Stromquelle 13 mit stabili- Um hier Abhilfe zu schaffen, wird zunächst jedes sierter Spannung eingeschaltet ist. Einschaltimpuls des Schwellwertschalters 15 dem Im-

Aus den Bezugswerten der Ist-Spannung und der pulsgeber 22 zugeführt, welcher einen Impuls mit der Soll-Spannung wird im Summierglied 11 die Diffe- Sollzeit U für die Beschleunigung des Motors M von renz gebildet, welches Signal einem bistabilen 30 der unteren Drehzahlgrenze n_min zur oberen Dreh-Schalter 16 (Flip-Flop) zugeführt wird. Hierbei sind zahlgrenze n_max erzeugt. Die somit am Impulsgeberdem Schalter 16 zwei parallelgeschaltete Schwellwert- ausgang erscheinende konstante Spannungsimpulsschalter 14 und 15 (Schmitt-Trigger) vorgeschaltet. folge E/₂/t mit der gegebenen Impulslänge t₂ ist dem Von diesen spricht der Schwellwertschalter 14 beim 3. Diagramm in Fig. 2 zu entnehmen. Überschreiten einer oberen Drehzahlgrenze n_max und 35 Dieser Sollzeitimpuls t₂ und der Istzeitimpuls I₁ der Schwellwertschalter 15 beim Unterschreiten einer werden dem Tor 21 zugeführt, welches Tor 21 einen unteren Drehzahlgrenze n_min an, wie dies nachfolgend Differenzimpuls t_s mit der Spannung U₃ gemäß viernoch näher beschrieben wird. Auf ein Signal vom tem Diagramm der F i g. 2 in den Integrator 20 ein-Schwellwertsohalter 14 hin unterbricht dann der bi- speist. Die gespeicherten und integrierten Differenzstabile Schalter 16 den Steuerstromkreis für den Mo- 40 impulse ί₃ erscheinen dann als Spannung U₄ am Austor M, worauf letzterer abgeschaltet wird. Auf ein gang des Integrators 9, welche Spannung U₄ eine Signal vom Schwellwertschalter 15 hin wird hingegen Steuerspannung für die Phasenschieber R19 bzw. £19 der bistabile Schalter 16 den Steuerstromkreis für den bzw. T19 darstellt, welche Phasenschieber die AufMotor M und somit letzteren wieder einschalten. gäbe haben, die Auslösung des Zündimpulses für die Hierfür sind in den Phasen R, 5 und T des Motors M 45 Stromschalter R17, 517 und Γ17 in einen vorbesogenannte Triac R17, 517 und Γ17 eingeschaltet, stimmten Stromflußwinkel x. zu verschieben. Wie die derenZündelektroden jeweils über einen Zündimpuls- Fig. 3 und 4 zeigen, soll der Stromflußwinkel α 2 generator R18, S¹18 und Γ18 mit dem Ausgang des gegenüber al größer werden, wenn die Ist-Zeit Jt₁ bistabilen Schalters 16 verbunden sind. Die genannten infolge steigender Belastung größer ist als die SoIl-Triac sind zwei gegeneinander geschaltete Thyristo- 50 Zeit £,, womit das Anlauf drehmoment M_d des Moren, je einen für die positiven und negativen Strom- tors M verstärkt wird und der Motor trotz steigender halbwellen der betreffenden Phasen. Belastung innerhalb der gewünschten Zeit die obere

Zur Konstanthaltung der Einsohaltdauer des bi- Drehzahlgrenze n_max erreicht und dann wieder abge-

stabilen elektrischen Schalters 16 sind zwischen die- schaltet wird. Auf diese Weise kann die notwendige

sem Schalter und den Zündimpulsverstärkern R18, 55 kurzfristige und gleichbleibende Unterbrechung des

518 und Γ18 Schaltmittel zur lastabhängigen Steue- Nutentrommelantriebes bei Aufrechterhaltung einer

rung des Motoranlaufdrehmomentes vorgesehen. konstanten mittleren Drehzahl zur Vermeidung einer

Diese Schaltmittel umfassen je einen, dem entspre- Bildwicklung während der Spulenbildung erreicht

chenden Zündimpulsgenerator R18, 518, 7Ί8 vor- werden. Die Abhängigkeit des Anlaufdrehmomentes

geschalteten Phasenschieber R19, 519 bzw. Γ19. 60 M_d von der integrierten Spannung U₄ und dem

Ein erster Eingang jedes Phasenschiebers ist hierbei Stromflußwinkel oc ist hierbei der F i g. 5 zu entneh-

an den Ausgang des bistabilen Schalters 16 ange- men. Nähert sich andererseits die Beschleunigungs-

schlossen. Ein weiterer Eingang jedes Phasenschie- Ist-Zeit t_± der Beschleunigungs-Soll-Zeit t₂ oder wird

bers liegt ferner am Ausgang eines Integrators 20 und erstere sogar kürzer, so wird der Stromflußwinkel α

je ein weiterer Eingang an jedem Phasenschieber ist 65 verkleinert, indem dem Integrator 20 keine neuen

durch eine Synchronschaltleitung R', S' und T mit Impulse U_s/t_s (F i g. 2) zufließen und die Integrator-

der betreffenden Phase R, 5, T zur Bestimmung des spannung U₄ durch den Entladewiderstand 23 abge-

Nulldurchganges jeder Spannungswelle im Stromnetz leitet wird.

Die lastabhängige Steuerung des Motoranlaufdrehmomentes zur Konstanthaltung der Einsohaltdauer des Motors durch den bistabilen Schalter 16 über eine längere Zeitdauer ist der F i g. 6 zu entnehmen. Gemäß dem Abschnitt α ist aus den Differenzimpulsen i₃ zu entnehmen, daß die Ist-Zeit Z₁ größer ist als die Soll-Zeit t_r Somit muß das Anlaufdrehmoment des Motors verstärkt werden, wie der Anstieg der Spannung U₁ verdeutlicht. Wie beschrieben, beeinflußt diese Spannung U₄ die Phasenschieber i?19 bzw. 519 bzw. Γ19 hierbei so, daß der Stromflußwinkel gemäß a₂ in Fig. 4 vergrößert wird. Im Abschnitt b des Diagrammes gemäß Fig. 6 hingegen haben sich das notwendige Drehmoment und das vom Motor abgegebene Anlaufdrehmoment eingependelt. Erfolgt dann ein Lastabfall, etwa durch Abschalten einiger Spulstellen, ist zunächst das Anlaufdrehmoment am Motor zu groß, also die Ist-Zeit^ nach jedem Ansprechen vom Schwellwertschalter 15 bis zum Erreichen von n_max (F i g. 2) zu kurz bezüglich der Soll-Zeit t₂. Dadurch kann das Tor 21 keinen Differenzimpuls i₃ abgeben und die Steuerspannung U₄ am Integrator 20 fällt ab durch Entladung über den Widerstand23 wie der Abschnitte in Fig. 6 zeigt. Hierdurch wird wieder der Stromflußwinkel gegen X₁ in F i g. 3 hin verkleinert, was eine Verrin-

gerung des Anlaufdrehmomentes des Motors zur Folge hat, womit die Einsohaltzeit ^₁ des bistabilen elektrischen Schalters 16 wieder erhöht wird gegen die Soll-Zeit t₂ hin. Hiernach kann sich wieder ein Gleichgewichtszustand einstellen oder, nach Erhöhung der Last, erneut eine Spannung U₄ aufbauen, wie der Abschnitt d in F i g. 6 veranschaulicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

antrieb intermittierend kurzfristig zu unterbrechen, Patentansprüche: um dadurch die Schlupfverhältnisse zwischen Nuten- trommelmantel und Spulenmantel dauernd zu ändern

1. Kreuzspulmaschine mit Umfangsantrieb der und somit das ganzzahlige Verhältnis zwischen dem einzelnen Spulen durch motorisch gemeinsam an- 5 wirksamen Nutentrommelumfang und dem angetriegetriebene Nutentrommeln, wobei Schaltermittel benen Spulenumfang zu stören.

den Nutentrommelantrieb intermittierend unter- Bei einer bekannten Ausführungsform wird hierbei

brechen, um eine Bildwicklung während der der Drehstrommotor des Nutentrommelantriebes Spulenbildung zu vermeiden, dadurch ge- durch einen Schütz ein-und ausgeschaltet, wobei die kennzeichnet, daß einem bistabilen elektri- io Einschaltdauer genügend groß gewählt werden muß, sehen Schalter (16), welcher den Phasenstrom- damit der Motor seine Nenndrehzahl erreicht. Nachschaltem(jR17, 517 und Γ17) des Motors (M) teilig hierbei ist neben einem großen Verschleiß der vorgeschaltet ist, eingangsseitig zwei Schwellwert- Schaltkontakte und der Netzspannungs- und Lastschalter (14 und 15) zugeordnet sind, denen die abhängigkeit der Einrichtung der große Zeitabstand Differenzspannung zwischen den Ausgangssigna- 15 zwischen den einzelnen Einschaltungen, durch welche len eines Sollwertgebers (12, 13) und eines der die Bildwicklung nur ungenügend vermieden werden Drehzahl des Antriebsmotors (M) proportionalen kann.

Istwertgebers (X) eingespeist werden und daß der Dem gleichen Nachteil unterliegen auch jene Ein-

bistabile elektrische Schalter (16) zur Konstant- richtungen, welche einen Keilriemenvariator verwenhaltung seiner Einschaltdauer ausgangsseitig mit 20 den, der fortwährend um einen Mittelwert schwanden Phasenstromschaltern des Motors über kend mechanisch verstellt wird.
Schaltmittel (R 19, 519, Γ19, 20, 21, 22) zur Ferner ist es bekannt, einen Gleichstrommotor als

lastabhängigen Steuerung des Motoranlaufdreh- Nutentrommelantrieb mittels eines elektronischen momentes verbunden ist. Unterbrechers in gleichförmigem Takt ein- und aus-

2. Kreuzspulmaschine nach Anspruch 1, da- 25 zuschalten, wobei der Drehzahlmittelwert durch durch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel zur Spannungsregulierung eingestelt wird. Nachteilig lastabhängigen Steuerung des Motoranlaufdreh- hierbei ist aber neben einer notwendigen Wartung momentes je einen dem betreffenden Phasen- des Gleichstrommotors die Unmöglichkeit, die mittstromschalter (R 17, 517, T17) bzw. dessen lere Drehzahl infolge Last-und Netzspannungsände-Zündimpulsgenerator (RlS, 518, T18) vorge- 30 rungen konstant zu halten.

schalteten Phasenschieber (R 19, 519, Γ19) um- Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die vorfassen, die auf eine durch Differenzimpulse (t_s) genannten Nachteile zu beseitigen und eine Motorzwischen den Soll-Zeit-Impulsen (t₂) eines Im- steuerung zu schaffen, bei welcher unabhängig jeder pulsgebers (22) und den Ist-Zeit-Einschaltimpul- Laständerung oder Spannungsänderung eine BiIdsen (J₁) am Ausgang des bistabilen Schalters (16) 35 wicklung während der Spulenbildung ausreichend gebildete Steuerspannung hin den Stromflußwin- vermieden werden kann. Hierbei ist davon auszukel (α) verändern. gehen, daß nur die Notwendigkeit einer Regelung der

3. Kreuzspulmaschine nach Anspruch 2, da- Hochlaufzeit t_± (F i g. 2) des Motors besteht, da hier durch gekennzeichnet, daß die Differenzimpulse ein Drehmoment aufgebracht werden muß, das gleich- (t₃) am Ausgang einer Torschaltung (21) erschei- 40 bleibend und unabhängig von Netzspannungsschwannen, der ein Integrator (20) zur Speicherung und kungen die variable Summe aller Einzelmassen und Integrierung der Differenzimpulse (f₃) naehge- Einzelwiderstände überwindet. Die Verzögerungszeit schaltet ist, wobei die Steuerspannung (IZ₄) am t_v (Fig. 2) des Motors hingegen kann als konstant Ausgang des Integrators (20) den Phasenschiebern angenommen werden.

(R 19, 519, T19) zugeführt wird. 45 Erfindungsgemäß zeichnet sich die Kreuzspul-

4. Kreuzspulmaschine nach Anspruch 3, da- maschine mit Umfangsantrieb der einzelnen Spulen durch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Inte- durch motorisch gemeinsam angetriebene Nutentromgrators (20) durch einen Ableitwiderstand (23) mein, wobei Schaltermittel den Nutentrommelantrieb überbrückt ist. intermittierend unterbrechen, um eine Bildwicklung

5. Kreuzspulmaschine nach Anspruch 2 oder 3, 50 während der Spulenbildung zu vermeiden, nunmehr dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenschie- dadurch aus, daß einem bistabilen elektrischen Schalber (R18, 518, T18) durch eine Synchronschalt- ter, welcher den Phasenstromsohaltem des Motors leitung (R', S', T) mit der betreffenden Phase (R, vorgeschaltet ist, eingangsseitig zwei Sehwellwert-5, T) zur Bestimmung des Nulldurchganges jeder schalter zugeordnet sind, denen die Differenzspan-Spannungswelle im Stromnetz verbunden ist. 55 nung zwischen den Ausgangssignalen eines Sollwertgebers und eines der Drehzahl des Antriebsmotors proportionalen Istwertgebers eingespeist werden und

daß der bistabile elektrische Schalter zur Konstanthaltung seiner Einschaltdauer ausgangsseitig mit den 60 Phasenstromschaltern des Motors über Schaltmittel

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreuzspul- zur lastabhängigen Steuerung des Motoranlaufdrehmaschine mit Umfangsantrieb der einzelnen Spulen momentes verbunden ist.

durch motorisch gemeinsam angetriebene Nutentrom- Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann

mein, wobei Schaltermittel den Nutentrommelantrieb dann die Anordnung so getroffen sein, daß die Schaltintermittierend unterbrechen, um eine Bildwicklung 65 mittel zur lastabhängigen Steuerung des Motoranlauf während der Spulenbildung zu vermeiden. drehmomentes je einen, dem betreffenden Phasen-

Um eine Bildwicklung während der Spulenbildung Stromschalter bzw. dessen Zündimpulsgenerator vorzu vermeiden, ist es bekannt, den Nutentrommel- geschalteten Phasenschieber umfassen, die auf eine