DE2532514A1

DE2532514A1 - Motor for high speed winding of synthetic threads from spinneret - has starting moment four times the synchronous moment

Info

Publication number: DE2532514A1
Application number: DE19752532514
Authority: DE
Inventors: Martin Burgbacher
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1975-07-21
Publication date: 1977-02-10

Abstract

Electric motor is arranged so that its outer mantle rotates and acts as a friction roller for the goods being wound. The external rotor is a tubular hysteresis rotor of steel with a high degree of electrical conductivity. The steel has a specific resistance of ca. 0.1 OMEGA mm2/8 and is hardened to the extent that there is a remanence field strength of 9 to 10 KG. The motor, unlike cage wound motors requires only a small starting current for a high degree of starting toque, and it adjusts itself to a consistent turning moment under heavy acceleration loading at the synchronous speed.

Description

Antriebsmotor für Schnellwickler Die Erfindung betrifft einen als Aussenläufer ausgebildeten elektrischen Antriebsmotor für Schnel lwickler zum Abziehen von Kunststofffäden aus einer Spinndüse, dessen Aussenmantel als Reibrolle auf das Wickelgut wirkt.Drive motor for high-speed winder The invention relates to a External runner-designed electric drive motor for high-speed winder to pull off of plastic threads from a spinneret, the outer jacket of which acts as a friction roller on the The winding material works.

Blsher sind Schnellwickler der beschriebenen Art mit Motoren angetrieben worden, in deren Läufer nebeneinander eine Käfigwicklung zum Anlauf bis zur Synchrondrehzahl und Permanentmagnete vorgesehen sind. Wenn die Drehzahl durch die Käfigwicklung in die Nähe der Synchrondrehzahl gekommen ist, rastet das Feld der Permanentmagnete in das Drehfeld ein und hält den Rotor im Synchronlauf.Blsher are high-speed winders of the type described with motors driven have been, in the rotor side by side a cage winding for starting up to the synchronous speed and permanent magnets are provided. When the speed through the cage winding has come close to the synchronous speed, the field of the permanent magnets locks enters the rotating field and keeps the rotor in synchronism.

Die Motordrehmomente in unmittelbarer Nähe der Synchrondrehzahl betragen bei der bekannten Anordnung etwa das 1,2 fache des Nennmoments und sorgen dafür, dass die Belastung des Motors mit 0,9 des Nennmomentes während der Beschleunigung des das Wickelgut tragenden Wickeldornes nach Aufstecken einer neuen Wickelhülse nicht dazu führt, dass die Anordnung ausser Tritt fällt. Die hohe Bemessung des Synchrondrehmoments ist deshalb erforderlich, weil es aufgrund der Abnahme des von der Käfigwicklung erzeugten Drehmomentes In der Nähe des Synchronpunktes zu negativen Kennl Inientellen kommt, aufgrund deren es nicht möglich wäre, den Motor zusammen mit dem Wickeldorn mittels der Käfigwicklung bis zum Einrastpunkt der Permanentmagnete zu beschleunigen, also den negativen Kennl inien teil zu überwinden. The motor torques are in the immediate vicinity of the synchronous speed with the known arrangement about 1.2 times the nominal torque and ensure that the load on the motor is 0.9 of the nominal torque during acceleration of the winding mandrel carrying the winding material after attaching a new winding tube does not lead to the order falling out of step. The high rating of the Synchronous torque is required because it is due to the decrease in the of the torque generated by the cage winding in the vicinity of the synchronization point to negative Characteristic points come, due to which it would not be possible to put the engine together with the winding mandrel by means of the cage winding up to the locking point of the permanent magnets to accelerate, i.e. to overcome the negative part of the curve.

Die Anordnung hat demnach den Nachteil, dass das Drehmoment am Synchronpunkt wegen der erforderlichen Bgchleunigung des Wickeldornes für den stationären Betrieb unnötig gross dimensioniert sein muss.The arrangement therefore has the disadvantage that the torque at the synchronization point because of the required acceleration of the winding mandrel for stationary operation must be dimensioned unnecessarily large.

Trotzdem ist die Möglichkeit, dass die Anforderungen an das Drehmoment während der Beschleunigungsphase zu gross sind dadurch nicht auszuschl iessen, sodass dann der Motor ausser Tritt fällt, damit der Synchronismus nicht mehr erreichbar ist und Cchäden am Produkt eintreten.Even so, the possibility is that the torque requirements too large during the acceleration phase cannot be ruled out, so that then the motor falls out of step so that the synchronism can no longer be achieved and damage to the product occurs.

Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Stromaufnahme durch die K.ifigwicklung beim Anlauf auf etwa das zehnfache der BetI-iebsstromaufnahme. Das führt zu einer starken Verteuerung der Gesamtanlage zum Betrieb der-~Wictler. Die Schnellwickler benötigen nåmlich statische Frequenzinverter zur Erzeugung einer höheren Stromversorgungsfrequenz, nachdem Drehzahlen von etwa 12000 Umdrehungen pro Minute benötigt werden. Die Auslegung der Inverter auf das Zehnfache der Betriebswerte verteuert die Inverter beträchtlich.Another disadvantage is the high power consumption by the During start-up, the winding is about ten times the operating current consumption. That leads to a sharp increase in the price of Complete system for operation the- ~ Wictler. The high-speed winders need static frequency inverters for Generating a higher power supply frequency after speeds of around 12000 Revolutions per minute are required. The design of the inverters tenfold the operating values make the inverter considerably more expensive.

Es besteht deshalb die Aufgabe, einen elektrischen Antriebsmotor zu entwickeln, der gegenüber der bekannten Anordnung einen geringeren Anlaufstrom benötigt, der ein hohes Anlaufdrehmoment aufwelst und sich bei grosser Beschleunigungsbelastung auf einer monoton verlaufenden Drehmomentfunktion auf die Synchrondrehzahl einstellt.There is therefore the task of an electric drive motor develop, which requires a lower starting current compared to the known arrangement, which generates a high starting torque and which is subject to high acceleration loads adjusts to the synchronous speed on a monotonously running torque function.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Aussenläufer als rohrförmiger Hystereseläufer aus elektrisch gut leitendem Stahl ausgebildet ist.This object is achieved in that the outer rotor is tubular Hysteresis rotor is made of electrically good conductive steel.

Ein solcher Motor weist keine negativen Kennl inientei le auf, weil sein Drehmoment nicht durch Überlagerung von zwei ausgeprägt verschiedenen Läuferfeldern entsteht, er kann deshalb nicht ausser Tritt fallen und kann durch Verwendung eines entsprechenden Stahls hinslchtlich der Kennlinie den Erfordernissen sehr genau angepasst werden.Such a motor has no negative characteristics because its torque is not due to the superposition of two distinctly different rotor fields arises, he can therefore not fall out of step and can by using a corresponding steel with regard to the characteristic curve adapted very precisely to the requirements will.

In einer der Anwendung angepassten Ausführung hat der Stahl einen spezifischen Widerstand von 0,lamm2jm /m und ist soweit gehärtet, dass die Magnetisierung des Aussenläufers eine Remanenzfeldstärke von 9-10 KG aufweist.In a version adapted to the application, the steel has a specific resistance of 0, lamm2jm / m and is hardened to the extent that the magnetization of the outer rotor has a remanence field strength of 9-10 KG.

In Weiterentwicklung der Erfindung ist der rohrfor-mige Aussenläufer als Aussenmantel ausgebildet und ist tangential magnetisiert.The tubular external rotor is a further development of the invention designed as an outer jacket and is magnetized tangentially.

Diese Weiterentwicklung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stator mit dem grösstmögl ichen Aussendurchmesser versehen werden kann. Dadurch wird das Drehmoment sehr hoch und der Motor kann entsprechend kurz ausgebildet sein. Die Anordnung ist im Aufbau besonders einfach.This further development is characterized by the fact that the stator can be provided with the largest possible outside diameter. This will make that The torque is very high and the motor can be designed accordingly short. the The arrangement is particularly simple in structure.

Durch die mögliche Verkürzung des Stators ist es,besonders bei längeren Aussenmänteln, mögl ich,den Stator asymmetrisch auf der Statorwalze anzuordnen. Dadurch entsteht der Vorteil, dass die Statorwalze In der Mitte mit grossem Durchmesser versehen werden kann, sodass die Schwingneigung verringert werden kann.Due to the possible shortening of the stator it is, especially with longer ones Outer jackets, I can arrange the stator asymmetrically on the stator roller. This has the advantage that the stator roller in the middle has a large diameter can be provided so that the tendency to oscillate can be reduced.

Din solcher Motor ist deshalb ausserhalb seines kritischen Resonanzberelches zu betreiben.Such a motor is therefore outside its critical resonance range to operate.

Der Einsatz von Motoren deren Anlaufmoment etwa das vierfache des Synchronmoments beträgt und dessen Drehmoment monoton auf das 0,3 fache des Nennmoments im Synchronpunkt fällt können selbstverständlich nicht nur bei Schnellwicklern sondern überall dort eingesetzt werden, wo eine ähnliche Antriebscharakteristik erforderlich ist.The use of motors whose starting torque is about four times the Synchronous torque and its torque monotonically to 0.3 times the nominal torque of course, not only in the case of high-speed winders but also can be used wherever similar drive characteristics are required is.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor.Further details of the invention emerge from the drawing.

Auf einer Statorwalze 1 ist ein Stator 2 mit der elektrischen Wicklung 20 angeordnet, die über Anschlussleitunclen 5 mit Wechselstrom versorgt ist. Die äusseren Enden der Statorwalze dienen der Befestigung des Motors, der Mittelteil der Stator walze ist in Teil 10 verstärkt ausgebildet um die Scl-lwingrleigurlg zu verringern, sodass der Motor unterhalb der kritischen Drehzahl betrieben werden kann.On a stator roller 1 is a stator 2 with the electrical winding 20 arranged, which is supplied via connection lines 5 with alternating current. the the outer ends of the stator roller are used to attach the motor, the middle part the stator roller is reinforced in part 10 around the Scl-Lwingrleigurlg to reduce so that the engine can be operated below the critical speed can.

Ein Aussenmantel 3 ist als Reibrolle für das anzutreibende Wickelgut ausgebildet und dreht sich mittels Lagerschilden 4 um die Statorwalze 1. Der Aussenmantel 3 besteht Uspw. aus Kohlenstoffstahl und ist soweit gehärtet, dass der Aussenmantel tangential magnetisiert werden kann damit das gewünschte Synchronmoment entsteht. Der elektrische Leitwert ist andererseits so gewählt, dass die Wirbelstrombildung zu dem hohen Anlaufmoment führt. Dabei wirken die über den Stator hinausragenden Teile des Aussenmantels als die niederohmigen Stirnbügel eines Kurzschlusskäfigs.An outer jacket 3 is used as a friction roller for the winding material to be driven formed and rotates by means of end shields 4 around the stator roller 1. The outer jacket 3 consists of Uspw. made of carbon steel and is hardened to such an extent that the outer jacket can be magnetized tangentially so that the desired synchronous torque is created. On the other hand, the electrical conductance is chosen in such a way that eddy currents are formed leads to the high starting torque. The ones that protrude beyond the stator act here Parts of the outer jacket as the low-resistance headband of a short-circuit cage.

Der zwischen Stator 2 und Aussenmantel 3 - dem Läufer des Motors -entstehende Luftspalt 32 hat den in einer solchen Anordnung grösstmögl ichen Radius . Deshalb ist das entstehende mechanische Moment das grösste, das überhaupt möglich ist, sodass der Motor kurz gebaut und der Durchmesser der Statorwalze rosts gehalten werden kann, wodurch eine Kompakte Bauweise entsteht.The one between the stator 2 and the outer jacket 3 - the rotor of the motor Air gap 32 has the largest possible radius in such an arrangement. That's why the resulting mechanical moment is the greatest that is possible, so the motor was built short and the diameter of the stator roller was kept rusty can, resulting in a compact design.

Claims

PATENTAN'S CLAIMS

1. Electric drive motor designed as an external rotor for high-speed winders for pulling plastic threads from a spinneret, the outer jacket of which acts as a friction roller acts on the winding material, that is, that the outer rotor acts as a tubular hysteresis runner is made of electrically conductive steel.

2. Drive motor according to claim 1, d a d u r c h characterized that the tubular external rotor is formed as an external maritime property and magnetized tangentially is.

3. Drive motor according to claim 1 or 2, characterized in that the steel has a specific resistance of about 0.1 mm / m and is hardened to that extent is that the magnetization has a remanence field strength of 9-10 KG.

4. Drive motor according to claim 1 or 2, d a d u r c h characterized, that the stator is arranged asymmetrically on the Statorwel le.

5. Drive motor according to claim 1, d a d u r c h characterized in that the starting torque is approximately four times the synchronous torque and is monotonous 0.3 times the nominal torque falls in the synchronous point.