DE2349003B1 - Wickel- oder Umspuleinrichtung mit einer durch einen reversierbaren Gleichstrommotor angetriebenen Abwickelvorrichtung - Google Patents

Wickel- oder Umspuleinrichtung mit einer durch einen reversierbaren Gleichstrommotor angetriebenen Abwickelvorrichtung

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Description

.50
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickel- oder Umspuleinrichtung mit einer durch einen reversierbaren Gleichstrommotor angetriebenen Abwickelvorrichtung, welche Einrichtung einen in Abhängigkeit von der Auslenkung eines Fühlergliedes gesteuerten Lageregler aufweist, dem eine dem Gleichstrommotor zugeordnete Reglerstufe nachgeschaltet ist und durch den das Drehmoment des Gleichstrommotors in Abhängigkeit von der Polarität des Lagereglerausgangssignals geregelt ist.
Eine solche Wickel- oder Umspuleinrichtung ist durch die GB-PS 1 194 771 bekannt. Zur Konstanthaltung des Zuges im Wickelgut ist bei dieser Wickel- oder Umspuleinrichtung ein die Abwickelvorrichtung antreibender reversierbarer Gleichstrom-Kommutatormotor vorgesehen. Dieser Motor muß die Abwickelvorrichtung nicht nur beschleunigen, sondern gegebenenfalls auch abbremsen. Er wird daher durch den Lageregler in entsprechender Weise geregelt. Da bei der bekannten Wickel- oder Umspuleinrichtung ein Gleichstrom-Kommutatormotor zum Antrieb der Abwickelvorrichtung benutzt wird, ist eine Regelung dieses Motors sowohl in der Beschleunigungs- als auch Verzögerungsphase allein durch die dem Lageregler unterlagerte Reglerstufe möglich. Dazu wird diese Reglerstufe in Abhängigkeit von der Polarität des Lagereglerausgangssignals entsprechend umgesteuert.
Da Kommutatormotoren ständig gewartet werden müssen, ist man bestrebt, an deren Stelle wartungsfreie kollektorlose Gleichstrommotoren einzusetzen. Ein kollektorloser Gleichstrommotor kann jedoch nicht durch Umpolen der Speisespannung reversiert werden, somit ist ein einfacher Ersatz eines Kommutatormotors durch einen kollektorlosen Gleichstrommotor nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wikkel- oder Umspuleinrichtung zu schaffen, bei der die Abwickelvorrichtung mit einem wartungsfreien Gleichstrommotor ausgerüstet ist und bei der dieser Gleichstrommotor durch die dem Lageregler unterlagerte Reglerstufe in seiner Drehzahl sowohl beschleunigt als auch abgebremst werden kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Wickel- oder Umspuleinrichtung der eingangs beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch, daß ein Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierungseinrichtung vorgesehen ist, die durch eine erste, die Polarität des Lagereglerausgangssignals erfassende Verstärkereinheit entsprechend der jeweiligen Polarität des Lagereglerausgangssignals umgesteuert ist, und daß die Reglerstufe über eine zweite, den Betrag des Lagereglerausgangssignals bildende Verstärkereinheit mit dem Lageregler verbunden ist.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß ein kollektorloser Gleichstrommotor bremsend oder beschleunigend geregelt werden kann. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Gegenstand der Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Wickel- oder Umspuleinrichtung,
F i g. 2 das Schaltbild eines Lagereglers und der diesen nachgeschalteten ersten und zweiten Verstärkereinheit.
In F i g. 1 ist mit 1 ein kollektorloser Gleichstrommotor bezeichnet, der einen Wickel 2 antreibt, von dem ein Wickelgut 3 abgewickelt und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Aufwickelvorrichtung zügeführt wird. Das Wickelgut 3 wird durch Umlenkrollen 4 an einer Pendelwalze 5 vorbeigeführt. Die Pendelwalze 5 ist um eine Achse 6 schwenkbar. Auf dieser Achse 6 ist ein zweipolig magnetisierter Dauermagnet 7 angeordnet. Dieser Dauermagnet wird entsprechend der Auslenkung der Pendelwalze 5 verschwenkt. Durch einen Hallgenerator 8 wird die Stellung dieses Dauermagneten 7 abgefragt. Das von dem Hallgenerator 8 gelieferte Ausgangssignal ist somit der Stellung, d. h. der Auslenkung der Pendelwalze 5 proportional. Das Ausgangssignal des Hallgenerators 8 wird über einen Verstärker 9 einem Lageregler 10 zugeführt. An den Ausgang des Lagereglers 10 ist eine erste Verstärkereinheit 11 angeschlossen, durch die die Polarität des
Lagereglerausgangssignals festgestellt wird. In einer zweiten Verstärkereinheit 12 wird der Betrag des Lagereglerausgangssignals gebildet. Das Ausgangssignal der zweiten Verstärkereinheit wird mit einem von dem Motor kommenden Istwertsignal verglichen und einer Reglerstufe 13 zugeführt. Diese Reglerstufe ist über eine elektronische Kommutierungseinrichtung 14 dem Motor vorgeschaltet. Die Kommutierungseinrichtung 14 steht in Steuerabhängigkeit von der ersten Verstärkereinheit 11.
In F i g. 2 ist lediglich ein Schaltbild des Lagereglers 10, der ersten Verstärkereinheit 11 und der zweiten Verstärkereinheit 12 dargestellt. Der Lageregler 10 besteht aus einem Verstärker 20, dessen invertierendem Eingang über ein erstes, aus einem Kondensator 21, einem Reihenwiderstand 22 und einem Parallelwiderstand 19 bestehendes RC-Glied die von dem Verstärker 9 abgegebenen Signale zugeführt werden. Über ein zweites aus einem Kondensator 23 und einem Reihenwiderstand 24 bestehendes ÄC-Glied ist der Ausgang dieses Verstärkers 20 mit dem invertierenden Eingang gegengekoppelt. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 20 ist mit dem Bezugspotential 0 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 20, der den Ausgang des Lagereglers 10 bildet, ist über einen ersten Eingangswiderstand 25 mit dem invertierenden Eingang eines ersten Operationsverstärkers 26 und über einen zweiten Eingangswiderstand 27 mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 28 der zweiten Verstärkereinheit 12 verbunden. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers 26 ist über einen aus zwei Dioden 29 und 30 sowie zwei Widerständen 31 und 32 bestehenden Zweiweg-Gleichrichter mit dem invertierenden Eingang gegengekoppelt. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers liegt am Bezugspotential 0. Über einen dritten Eingangswiderstand 33 ist der invertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers 28 zwischen der Diode 29 und dem Widerstand 31 an den Zweiweg-Gleichrichter angeschlossen. Über einen Gegenkopplungswiderstand 34 ist der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 28 mit dem invertierenden Eingang gegengekoppelt. Der nicht invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers liegt ebenfalls am Bezugspotential 0. Die beiden Operationsverstärker 26 und 28 bilden zusammen mit ihrer Beschaltung die zweite Verstärkereinheit 12.
Die erste Verstärkereinheit 11 besteht aus einem Operationsverstärker 35, dessen invertierender Eingang am Bezugspotential 0 liegt. Der nicht invertierende Eingang ist über einen vierten Eingangswiderstand 36 mit dem Ausgang des Lagereglers 10 bzw. des Operationsverstärkers 20 verbunden. Der Ausgang dieses Operationsverstärkers 35 ist über einen Mitkopplungswiderstand 37 mit dem nicht invertierenden Eingang verbunden.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Wird durch irgendeinen Einfluß die Wickelgeschwindigkeit des Wikkelgutes 3 verändert, so wird die Pendelwalze 5 nach der einen oder anderen Richtung ausgelenkt. Entsprechend dieser Auslenkung wird von dem Hallgenerator 8 ein Signal an den Verstärker 9 abgegeben und gelangt über den Verstärker 9 an den Lageregler 10. Durch den als PID-Regler ausgebildeten Lageregler wird das empfangene Signal verstärkt und der ersten und zweiten Verstärkereinheit 11 und 12 zugeführt. Durch die erste Verstärkereinheit 11 wird die Polarität des am Lagereglerausgang anstehenden Signals erfaßt und entsprechend die Kommutierungseinrichtung 14 umgesteuert. Infolge dieses Umsteuerns der Kommutierungseinrichtung 14 werden die einzelnen Phasen der Ständerwicklung des kollektorlosen Gleichstrommotors 1 in einer anderen Reihenfolge eingeschaltet, so daß hierdurch eine Richtungsumkehr des Ständerfeldes erreicht wird.
In der zweiten Verstärkereinheit 12 wird der Betrag des Lagereglerausgangssignals gebildet. Dieser Betrag wird mit einem von dem Motor kommenden Istwert verglichen und der Reglerstufe 13 zugeführt.
Durch das Umsteuern der Kommutierungseinrichtung 14 in Abhängigkeit von der Polarität des Ausgangssignals am Lageregler 10 ist somit ein Beschleunigen oder Abbremsen des kollektorlosen Gleichstrommotors 1 möglich. Ferner wird durch die Bildung des Betrags des Ausgangssignals des Lagereglers 10 eine von der Polarität dieses Ausgangssignals unabhängige Steuerung der Reglerstufe 13 erreicht. Mit Hilfe der beiden Verstärkereinheiten 11 und 12 ist es somit möglich, auch einen kollektorlosen Gleichstrommotor bremsend oder beschleunigend zu regeln.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Wickel- oder Umspuleinrichtung mit einer durch einen reversierbaren Gleichstrommotor angetriebenen Abwickelvorrichtung, welche Einrichtung einen in Abhängigkeit von der Auslenkung eines Fühlergliedes gesteuerten Lageregler aufweist, dem eine dem Gleichstrommotor zugeordnete Reglerstufe nachgeschaltet ist und durch den das Drehmoment des Gleichstrommotors in Abhängigkeit von der Polarität des Lagerreglerausgangssignals geregelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierungseinrichtung (14) vorgesehen ist, die durch eine erste, die Polarität des Lagereglerausgangssignals erfassende Verstärkereinheit (11) entsprechend der jeweiligen Polarität des Lagereglerausgangssignals umgesteuert ist und daß die Reglerstufe (13) über eine zweite, den Betrag des Lagereglerausgangssignals bildende Verstärkereinheit (12) mit dem Lageregler (10) verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Verstärkereinheit (11) ein Grenzwertschalter vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschalter als bistabile Kippstufe ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschalter aus einem Operationsverstärker (35) besteht.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verstärkereinheit (12) aus einem schwellwertfreien Zweiweg-Gleichrichter (25, 26, 29 bis 32) und einem nachgeschalteten Verstärker (28) besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schwellwertfreie Zweiweg-Gleichrichter aus einem ersten über einen Zweiweg-Gleichrichter (29 bis 32) gegengekoppelten Operationsverstärker (26) und der Verstärker aus einem zweiten, mit einem Gegenkopplungswiderstand (34) beschalteten Operationsverstärker (28) besteht, dessen invertierender Eingang zum invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers (26) parallel geschaltet und zusätzlich mit dem einen Zweig (29, 31) des Zweiweg-Gleichrichters (29 bis 32) verbunden ist.
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