DE2165666A1

DE2165666A1 - Frequenzgeber fuer statische umrichter

Info

Publication number: DE2165666A1
Application number: DE2165666A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Krampe; Wilhelm Dipl Ing Linden
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-07-05
Also published as: JPS4877327A; JPS5332845B2; FR2170625A5; IT973126B; DE2165666C3; GB1390949A; DE2165666B2; CH548693A

Description

Die Erfindung betrifft einen Frequenzgeber für statische Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis zur Speisung von Antriebsmotoren in der Chemiefaserindustrie, insbesondere bei Spinn-Streck-Spulmaschinen, der über einstellbare Frequenzteiler an die einzelnen Umrichter angeschlossen ist.

Bei den in der Chemiefaserindustrie eingesetzten Spinn-Streck-Spulmaschinen sind mehrere Arbeitsgänge zur Herstellung von Chemiefasern zusammengefaßt: Das Spinnen, das Strecken und das Aufspulen. Wesentlich mitbestimmend für die Qualität dieses technologischen Vorganges ist -die Genauigkeit, mit der die Drehzahlen der einzelnen Antriebe sowohl absolut als auch in Relation zueinander eingehalten werden können. Diese Bedingung gilt nicht nur für den Dauerbetriebszustand, sondern ebenso für die An- und Abfahrphase der Arbeitsmaschine.

Sehr genaue Drehzahlen und Drehzahlrelationen erhält man dann,. wenn die einzelnen Motoren aus statischen Umrichtern gespeist werden, deren Steuerfrequenz ihrerseits wieder über einstellbare hyperbolische oder lineare Frequenzteiler aus einem gemeinsamen digitalen Frequenzgeber entnommen wird (vgl. beispielsweise schweizerische Patentschrift 462 291)·

Verwendet man als Frequenzgeber einen Quarzschwinger, so erhält man zwar eine hohe Absolutgenauigkeit, jedoch ist eine stufenlose Frequenzänderung, wenn man nicht zu extrem hohen Quarzfrequenzen greifen will, vor allem beim An- und Abfahrvorgang recht aufwendig.

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Bei der Verwendung eines Spannungsfrequenzumsetzers als Frequenzgeber läßt sich hingegen auf relativ einfache Weise die Ausgangsfrequenz variieren; allerdings tritt hier der Nachteil auf, daß die Langzeitgenauigkeit meist nicht ausreichend ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen sowohl für den Dauerbetrieb als auch für das An- und Abfahren der Antriebe geeigneten Frequenzgeber mit einfachen Mitteln zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenzteiler über eine Frequenzweiche wahlweise mit dem Ausgang eines Spannungsfrequenzumformers oder eines Quarzschwingers verbindbar sind und daß der Spannungsfrequenzumsetzer und der Quarzschwinger an ein Frequenzvergleichsglied angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Frequenzweiche steuert. Wenn dazu noch bei durchgeschaltetem Quarzschwinger die Ausgangsfrequenz des Spannungsfrequenzumsetzers durch das Ausgangssignal des Vergleichsgliedes der Quarzfrequenz nachgeführt wird, so läßt sich durch das Zusammenwirken von Spannungsfrequenzumformer und Quarzschwinger ein Frequenzgeber schaffen, der sowohl im An- und Abfahrbereich variabel ist, als auch im Dauerbetrieb eine hohe Genauigkeit bringt, wobei gleichzeitig noch dafür gesorgt ist, daß der Übergang von einem zum anderen ohne antriebstechnisch störende FrequenzSprünge vonstatten geht.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung der elektrischen Spannungsversorgung der Antriebsmotoren einer Spulmaschine und Fig. 2 die Ausbildung des Frequenzgebers im einzelnen.

Wie aus der schematischen Darstellung nach Fig. 1 ersichtlich, werden bei einer Spinn-Streck-Spulmaschine die aus den Spinndüsen des Spinnkopfes 1 austretenden Kunststoffäden mit Galetten 3 und 4 abgezogen, gestreckt und dann mit Hilfe einer

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Changiervorrichtung 5 auf einer Spule 6 aufgewickelt. Zum Antrieb der Spinnpumpen 2 der Galetten 3 und 4 und der Spule 6 sind Synchronmotoren 7 bis 10 mit Permanenterregung (Siemosyn-Motor) vorgesehen, die ihrerseits wieder von statischen Umrichtern 11 bis 13 mit Gleichspannungszwischenkreis gespeist werden. Wie dabei durch die Bezugsziffer 19 angedeutet, ist.jeweils an einen der Umformer eine Vielzahl von Motoren anschließbar.

Es besteht nun die Forderung, daß sowohl das Drehzahlniveau jedes Antriebes als auch die Drehzahlrelationen der einzelnen Antriebe zueinander genau eingehalten werden. Hierzu werden die statischen Umrichter 11 bis 14 über hyperbolische oder lineare Frequenzteiler 15 bis 18 von einem gemeinsamen Frequenzgeber angesteuert, der aus Quarzschwinger 20 oder Spannungsfrequenzumsetzer 21 besteht. Der Quarzschwinger liefert über eine Frequenzweiche 23 die Steuerfrequenz für den Dauerbetrieb. Beim An- und Abfahren der Anlage wird dagegen die Steuerfrequenz über die Frequenzweiche 23 von einem Spannungsfrequenzumsetzer 21 abgegeben, dessen Eingangsspannung durch eine an Spannung liegende Potentiometeranordnung 24 kontinuierlich verstellbar ist. Die Umschaltung der Frequenzweiche zwischen Spannungsfrequenzteiler 21 und Quarzschwinger 20 wird durch eine Frequenzregel- und Vergleichsvorrichtung 22 vorgenommen, die im Zusammenhang mit Fig. 2 näher beschrieben ist.

Erwähnt sei noch, daß als Frequenzteiler lineare oder hyperbolische Teiler benutzt werden können, z.B. Zähler, die jeweils beim Erreichen eines vorgegebenen Wertes einen Impuls abgeben und so für eine äquidistante Verteilung der einzelnen Steuerimpulse sorgen.

Je nach der Einstellung der Potentiometeranordnung 24 läßt sich am Ausgang des Spannungsfrequenzumsetzers 21 eine beliebige Frequenz zwischen 20 kHz und 2 Mhz, der Frequenz des Quarzschwingers 20, einstellen, die beim An- oder Ab-

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fahren der Anlage über die NOR-Gatter 32 und 30 den Frequenzteilern 15 "bis 18 zugeführt wird.

Während des eigentlichen Betriebszustandes wird die vom Quarzschwinger 20 gelieferte Pulsfolge mit einer frequenz f₀" = 2 MHz über NOR-Gatter 28 und 30 den einzelnen Frequenzteilern 15 bis 18 zugeführt. Die jeweilige Umschaltung der Frequenzweiche 23 vom Quarzschwinger 20 auf Spannungsfrequenzumsetzer 21 wird dabei durch eine Frequenz-Vergleiehs- und Regelanordnung 22 vorgenommen. Hierzu werden laufend die Impulsfolgen des Quarzschwingers 20 und des Spannungsfrequenzumsetzers 21 in Zähler 29 und 25 eingegeben. Sobald, bzw. solange das Vergleichsglied 26 die Gleichheit der Pulsfolgen f * bzw. f " feststellt, wird am Ausgang des Vergleichsgliedes 26 ein Signal erzeugt, welches über NOR-Gatter 31 das Gatter 32 sperrt und das Gatter 28 öffnet, so daß lediglich die Pulsfolge f " weitergegeben wird. Sobald oder solange diese Gleichheit nicht mehr vorliegt, ist die Pulsfolge f ' wirksam.

Während des Dauerbetriebs wird die Frequenz des Spannungsfrequenzumsetzers 21 laufend der Frequenz des Quarzschwingers 20 nachgeführt, damit beim UmsehaltVorgang und damit Abfahren der Anlage keine unzulässigen Frequenzsprünge auftreten, die unerwünschte regeltechnisehe Folgen haben können. Hierzu dient ebenfalls das Vergleichsglied 26, dessen Ausgangssignal über einen Integrator 27 derart auf den Spannungsfrequenzumwandler 21 einwirkt, daß dessen Ausgangsfrequenz der Frequenz des Quarzschwingers 20 nachgeführt wird.

4 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

Frequenzgeber für statische Umrichter mit Gleichstromoder Gleichspannungszwischenkreis zur Speisung von Antriebsmotoren in der Chemiefaserindustrie, insbesondere bei Spinn-Streck-Spulmaschinen, der über einstellbare Frequenzteiler an die einzelnen Umrichter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzteiler (15 bis 18) über eine Frequenzweiche (23) wahlweise mit dem Ausgang eines Spannungsfrequenzumsetzers (21) oder eines Quarzschwingers (20) verbindbar sind und daß Spannungsfrequenzumsetzer und Quarzschwinger außerdem an ein Frequenzvergleichsglied (25,26,29) angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Frequenzweiche (23) steuert.
2. Frequenzgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchgeschaltetem Quarzschwinger (20) die Ausgangsfrequenz (£') des Spannungsfrequenzumsetzers

(21) durch das Ausgangssignal des Frequenzvergleichsgliedes (26) der
nachführbar ist.

gliedes (26) der Quarzfrequenz (f") des Quarssohwingers
3. Frequenzgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Spannungsfrequenzumsetzers (21) eine umschaltbare und an Spannung liegende Potentiometeranordnung (24) vorgesehen ist.

4· Frequenzgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vergleichsglied (26) und Spannungsfrequenzumsetzer (21) ein Integrator (27) geschaltet ist.

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