DE2359330C3 - Anordnung zur Spannungsversorgung der Drehfeldmotoren einer Produktionsmaschine in der Faserindustrie, insbesondere in der Chemiefaserindustrie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung Da auf diese Weise die erzeugten erheblichen elek-

zur Spannungsversorgung der Drthfeldmotoren einer 35 irischen Energien nicht nur aufgefangen, sondern Produktionsmaschine in der Faserindustrie, insbeson- gleichzeitig wieder energetisch wertvoll einer weitedere in der Chemiefaserindustrie, über durch einen ren Verwendung zugeführt werden, kann der gemeineinzigen Gleichrichter aus einem Drehstromnetz ge- same Gleichrichter relativ klein bemessen werden, da speiste parallelgeschaltete Wechselrichter, mit einer er nur die Verluste in den Wechselrichtern und die Einrichtung zur periodischen Änderung der Soll- 40 Summe der Motorenverluste decken muß, dagegen Frequenz für die Changierantriebe um einen be- nicht die kinetische Beschleunigungsenergie,
stimmten Mittelwert. Eine Anordnung dieser Art ist Bei einer Anordnung, bei der die Steuerfrequenzen

beispielsweise aus den BBC-Nachrichten 1966, der Wechselrichter aus einer Gleichspannung über S. 680 bis 681 bekannt. Spannungsfrequenzwandler erzeugbar sind, kann

Es ist heute allgemein üblich, Antriebe in der Che- 45 schaltungstechnisch einfach die vorstehend erwähnte miefaserindustrie über statische Umrichter mit varia- Erfindung dadurch realisiert werden, daß der eine blem Zwischenkreis zu speisen. Frequenzwandler der Wechselrichter für die Chan-

Die bei den eingangs genannten Changierantrieben gierantriebe zusätzlich direkt und der andere über aus technologischen Gründen geforderte periodische einen Umkehrverstärker mit dem Ausgang eines die Drehzahlschwankung wird dabei durch periodische 50 Frequenzänderung bewirkenden Kurvengenerators Änderung der Steuerfrequenzen der selbstgeführten verbunden sind.

Wechselrichter erreicht. Hierzu kann z. B. — falls Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher

die Steuerfrequenz über einen Spannungsfrequenz- erläutert; es zeigt

umsetzer aus einer einstellbaren Gleichspannung er- F i g. 1 das Prinzip der Energieversorgung von

zeugt wird (vgl. z. B. Siemens-Zeitschrift 1971, 55 Changierantrieben und

S. 595 bis 601) — ein Kurvengenerator vorgesehen Fig. 2 das Frequenzverhalten der beiden Wechselwerden, dessen Ausgangsspannung die Spannung am richter aufgetragen über der Zeit, z. B. im Fall einer Spannungsfrequenzumsetzer nach verschiedenen geo- Dreiecksmodulation.

metrischen Formen moduliert, z. B. sinus-, dreieck- Aus einem 50-Hz-Drehstromnetz RST wird ein

oder sägezahnförmig, und damit die abgegebene Fre- 60 steuerbarer Gleichrichter 1 gespeist, dessen Ausquenz entsprechend verändert. gangsspannung von einem Spannungsregler 21 ge-

Bei einem geforderten Modulationshub der Fre- regelt wird. An diesem Gleichrichter 1 sind über den quenz von z. B. ± 3 Vo um einen Mittelwert der Fre- Gleichstromzwischenkreis 22 parallel zwei Wechselquenz von z. B. 200 Hz wird dabei während der Fre- richter 2 und 3 angeschlossen, die ihrerseits jeweils quenzerhöhung seitens der angeschlossenen Antriebe 65 ein dreiphasiges Sammelschienensystem 4 bzw. S über den Wechselrichter des Umrichters motorische speisen. An die Sammelschienensysteme 4 bzw. 5 Leistung zur Beschleunigung angefordert, dagegen sind jeweils eine Reihe von Changierantrieben 6 muß der Wechselrichter während der Frequenzver- bzw. 7, z. B. Asynchronmotoren, angeschlossen, die

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als Antrieb für Changiervorrichrungen an Aibeits- nungskurve benutzt werden, die eine technologisch

maschinen für synthetische Fasern dienen. Die bei brauchbare Schwankung um die Mittelfrequenz her-

eineni der Changierantriebe 7 angedeutete Changier- vorruft.

vorrichtung 9 hat dabei die Aufgabe, den Faden 10 Auf dem Ast α der Frequenzkurve /₃ des Wechselin Richtung des Doppelpfeiles 11 über eine Auf- 5 richters 3 liefert der Wechselrichter 3 motorische wickelspule 8 zu führen. Wirkleistung zur Beschleunigung der Changier-

Zur Festlegung der Frequenzen der Wechsel- antriebe 7, während er auf dem Ast b Wirkleistung richter 2 und 3 ist ein Spannungsgeber 18, z. B. in aufnehmen muß, um die durch die kinetische VerForm e/nes an Gleichspannung liegenden Potentio- zögerungsenergie in den Changierantrieben 7 und in meters, vorgesehen, dessen Ausgangsspannung über io der Changiervorrichtung 9 erzeugte elektrische Wirk-Verstärker 16 und 17 jeweils Spannungsfrequenz- leistung abzufangen. Der Grundgedanke der vorwandlern 13 bzw. 14 zugeführt wird. Die Ausgangs- liegenden Erfindung besteht nun darin, die während frequenzen der beiden Spannungsfrequenzwandler -. der generatorischen Phase im Wechselrichter 3 anwerden über Impulsverteiler 12 bzw. 15 zur Steue- fallende erhebliche Wirkleistung als Wirkleistung rung der Wechselrichter 2 und 3 benutzt. Um ein- 15 dem zweiten parallelgeschalteten Wechselrichter 2 wandfreie Wickelvorgänge zu erreichen, wird dabei zur Verfügung zu stellen. Die elektronische Steuerung gefordert, daß die Drehzahlen der Ckangierantriebe 6 bewirkt diese Wechselwirkung dadurch, daß die Ausbzw. 7 nichr konstant bleiben, sondern periodisch gangsspannung des Kurvengenerators 20 über einen schwanken. Hierzu muß die Frequenz der Wechsel- Umkehrverstärker 19 geführt und im Verstärker 17 richter 2 und 3 periodisch geändert werden, z.B. bei 20 der die Frequenz des Wechselrichters 2 bestimmeneiner Mittelfrequenz f_m von 200 Hz um ±3% bei den Spannung zugesetzt wird,
einer Periodendauer der Modulation von 5 see. Auf diese Weise ergibt sich der in F i g. 2 ge-

Zur Erzeugung dieser periodischen Schwankungen strichelt dargestellte Verlauf der Frequenz /₂ des

von der Periodendauer T wird ein Kurvengenerator Wechselrichters 2, der spiegelbildlich symmetrisch

20 benutzt, der z. B. an seinen Ausgang eine linear 25 zum Verlauf der Frequenz /₃ ist, d. h., während der

steigende und anschließend mit der gleichen Steigung eine Wechselrichter motorische Wirkleistung auf-

im gleichen Zeitraum I- wieder fallende Spannung ™^mmt'. f* ^deT _h ^andere Wechselrichter generatorische ⁶ 2 κ & Wirkleistung ab und umgekehrt. Bei geeigneter Ausliefert. Diese dreieckförmige Spannung am Ausgang legung der Wechselrichter und Aufteilung der Chandes Kurvengenerators 20 wird im Verstärker 16 der 30 gierantriebe auf die Sammelschienensysteme 4 und S Spannung zur Aussteuerung des Wechselrichters 3 braucht dabei der Gleichrichter 1 nur noch die zur zugesetzt, so daß die Ausgangsfrequenz /_s des Deckung der Verluste dienende Energie nachzu-Wechselrichters 3 entsprechend schwankt, wie in liefern, die aufgrund der verhältnismäßig geringen F i g. 2 dargestellt. Anstelle der erwähnten dreieck- Reibung der Antriebe und der relativ hohen Wirförmigen Spannung kann auch jede andere Span- 35 kungsgrade der Wechselrichter relativ klein ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ringerung die von den Antrieben erzeugte generato- Patentansprüche: fische Leistung aufnehmen. Falls es sich um relativ kleine Antriebe mit geringem Schwungmoment oder

1. Anordnung zur Spannungsversorgung der um relativ langsame Schwankungen der Frequenz Drehfeldmotoren einer Produktionsmaschine in 5 handelt, kann der Wechselrichter die gelieferte Wirder Faserindustrie, insbesondere in der Chemie- kenenergie in Form von Verlustwarme aufnehmen faserindustrie, über durch einen einzigen Gleich- und abbauen. Durch die zunehmende Erhöhung der richter aus einem Drehstromnetz gespeiste, par- Fadengeschwindigkeit sind aber heute auch die Anallelgeschaltete Wechselrichter, mit einer Einrich- forderungen an die Changierung gestiegen, so daß tung zur periodischen Änderung der SoU-Fre- io diese Ausweichmöglichkeiten nicht mehr ausreichen quenz für die Changierantriebe um einen be- oder unwirtschaftlich werden.

stimmten Mittelwert, dadurch ge kenn- Hängt, wie bei der bekannten eingangs genannten

zeichn et, daß die Antriebsmotoren (6, 7) für Anordnung, der Wechselrichter fur die Changierdie Changierantriebe auf mindestens zwei antriebe zusammen nut anderen Wechselrichtern an Wechselrichter (2, 3) verteilt sind und daß die 15 einem gemeinsamen Gleichrichter, so könnte die im Frequenzänderung (af) dieser beiden Wechsel- VerzögerungsfaUe der Changierantnebe gewonnene richter Vorzeichen- und phasenmäßig zum Aus- Energie u. U. von den anderen Antneben verbraucht tausch von Wirkenergie aufeinander abgestimmt werden. Im Beschleunigungsfall aer Changierantnebe sind. müßte aber der vorgeschaltete Gesamtgleichrichter

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die ao derart bemessen sein, daß er diese Energie zusätzlich Steuerfrequenzen der Wechselrichter aus einer liefern ka*in.

Gleichspannung über Spannungsfrequenzwandler Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht

erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der darin, eine Anordnung der eingangs genannten Art eine Frequenzwandler (14) der Wechselrichter (2, derart auszugestalten, daß der die Wechselrichter 3) für die Changierbetriebe zusätzlich direkt und 25 speisende Gleichrichter klein dimensioniert werden der andere über einen Umkehrverstärker (19) mit kann.

dem Ausgang eines die Frequenzänderung be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gewirkenden Kurvengenerators (20) verbunden löst, daß die Antriebsmotoren für die Changieransind, triebe auf mindestens zwei Wechselrichter verteilt

30 sind und daß die Frequenzänderung dieser beiden

Wechselrichter Vorzeichen- und phasenmäßig zum

Austausch von Wirkenergie aufeinander aVgestimmt sind.