DE2755235C2

DE2755235C2 -

Info

Publication number: DE2755235C2
Application number: DE2755235A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt De Angersbach; Juergen 6086 Riedstadt De Scharffetter
Original assignee: Quick-Rotan Becker & Notz Kg 6100 Darmstadt De
Current assignee: Quick-Rotan Becker & Notz Kg 6100 Darmstadt De
Priority date: 1977-12-10
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1987-06-19
Also published as: CH635382A5; JPS5483558A; IT7869816A0; ES474312A1; JPS6157039B2; IT1108300B; DE2755235A1; US4183312A; FR2411261A1; GB2009939A; FR2411261B1; GB2009939B; BR7807580A; BE870578A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Die bei der Bildung des Oberbegriffs des Anspruchs 1 berücksichtigte Vorrichtung geht aus der US-PS 35 99 764 hervor. Bei dieser Vorrichtung besteht die Meßkopfanordnung aus einem einzigen Meßkopf. Zur Bildung einer Regelabweichung wird die von dem Meßkopf erzeugte Wechselspannung mittels eines nachgeschalteten Brückengleichrichters gleichgerichtet und mit der die Solldrehzahl dar stellenden Spannungsamplitude verglichen. Für den Spannungs vergleich muß die gleichgerichtete Wechselspanung geglättet werden. Dies erfordert zusätzliche Schaltungskomponenten, insbesondere unerwünscht platzraubende Glättungskondensatoren.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine drehzahlgeregelte Antriebsvorrichtung zu schaffen, die bei der Bildung des Drehzahlistsignals ohne Glättungskondensator aus kommt, die Durchführung von Regelvorgängen mit relativ kleiner elektrischer Zeitkonstante erlaubt und eine einwandfreie Dreh zahlregelung auch bei niedriger Drehzahl gestattet, und deren Istdrehzahlgeber besonders einfach, leicht und platzsparend ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung wird ohne Glättungskonden satoren eine verhältnismäßig gut geglättete, in ihrer Amplitu de der Istdrehzahl entsprechende Gleichspannung erhalten. Die Vermeidung von Glättungskondensatoren gestattet es, den Regel vorgang mit kleinerer elektrischer Zeitkonstante durchzuführen. Da in den Signallücken des einen Meßkopfausgangssignals ein oder mehrere zusätzliche Echtzeitsignale von dem oder den anderen Meßkopf bzw. Meßköpfen anfallen, kann auch bei niedriger Drehzahl vermieden werden, daß der Kupplungsstrom Schwingungen des Istdrehzahlgeber-Signals enthält.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 4) aufgeführt.

Das Merkmal a) des Kennzeichens des Anspruchs 1 ist zwar aus der DE-OS 21 34 751, die eine Drehzahlmeßeinrichtung für einen drehzahlgeregelten Antrieb mit einem Kupplungsmotor betrifft, bekannt, jedoch bilden die dort vorgesehenen drei räumlich um 120° gegeneinander versetzten, induktiven Meßköpfe, in deren in Serie oder parallel geschalteten Spulen gleichphasige Spannungen, deren Oberschwingungsanteil im erhaltenen Ausgangsspannungs- Signal unvermindert auftritt.

Was die Merkmale c) und d) des Kennzeichens des Anspruchs 1 anbelangt, ist es aus der Technik der netzgeführten Stromrichter bekannt (W. Hartel, Stromrichterschaltungen, Springer-Verlag 1977, S. 210-213, insbes. S. 213), zur Erhöhung der Pulszahl und damit zur Herabsetzung des Schwingungsanteiles des Laststromes des gespeisten Verbrauchers zwei oder mehr Gleichrichterbrücken vorzusehen, die mit phasenverschobenen Eingangswechsel- Spannungen beaufschlagt werden, die ausgangsseitig über eine Saugdrossel parallel geschaltet sind. Bei der Erfindung wird dagegen für die Auswertung der einzelnen Meßkopf signale ohne zusätzliche Saugdrossel eine schwingungsarme Spannung als Istwert erhalten.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels näher erläutert. In den Zeich nungen zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Art,

Fig. 2 ein Längsschnitt durch die kombinierte Istdreh zahlgeber- und Positionsgebereinheit nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild des Istdrehzahlgebers nach der Erfindung und

Fig. 5 verschiedene der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 auftretenden Spannungen.

In Fig. 1 ist bei 1 schematisch ein Kupplungsmotor angedeutet, der eine im Betrieb ständig rotierende Hauptantriebswelle 2 aufweist, die eine Schwungscheibe 3 trägt. Auf einer Abtriebs welle 4 des Kupplungsmotors 1 sitzen eine Kupplungsscheibe 5 und eine Abtriebsriemenscheibe 6. Die Riemenscheibe 6 ist über einen Keilriemen 7 mit dem Handrad 8 auf der Welle 9 einer Nähmaschine 10 verbunden. Durch Betätigen einer Kupplungswick lung 12 kann die Kupplungsscheibe 5 mit der Schwungscheibe 3 in Eingriff gebracht werden. Durch Erregen einer Bremswick lung 13 läßt sich die Kupplungsscheibe 5 gegen ein Bremswider lager 14 anpressen.

Die Wicklungen 12, 13 werden mittels eines Reglers 16 mit Strom beaufschlagt, dem ein Vergleicher 17 vorgeschaltet ist. Dem Vergleicher 17 gehen Istwertsignale für die Drehzahl und die Winkelstellung der Welle 9 von einer kombinierten, mit dem Handrad 8 verbundenen Istdrehzahl- und Positionsgebereinheit 18 sowie Sollwertsignale für die Drehzahl und gewünschte An haltestellungen der Welle 9 von einem Sollwertgeber 20 zu.

Die im einzelnen in den Fig. 2 und 3 veranschaulichte Einheit 18 weist einen Wellenschaft 22 auf, der auf das eine Ende der Welle 9 aufgesteckt und mittels einer Stellschraube 23 gehalten wird. Auf den in Fig. 2 rechten, verringerten Durchmesser aufweisenden Teil des Wellenschafts 22 sind Kugellager 24, 25 aufgezogen, deren Außenringe in stillstehenden Gehäuseteilen 26 bzw. 27 sitzen. An dem Gehäuseteil 26 sind zwei Meßköpfe 30, 31 mit Induktionsspulen 32, Eisenkern 33 und ausge prägten Polen 34 befestigt. Die Meßköpfe 30, 31 wirken mit einem Polrad 36 zusammen, das an dem Wellenschaft 22 angebracht und vorzugsweise mit dem Wellenschaft verklebt ist. Das Pol rad 36 ist als Magnetring aus dauermagnetischem Werkstoff aus gebildet. Über den Umfang des Ringes ist eine abwechselnde Folge von magnetischen Nord- und Südpolen N, S verteilt. Beispielsweise können insgesamt 24 Pole in Form von jeweils einander abwechselnden, gleich breiten Nord- und Südpolen vor handen sein, von denen in Fig. 3 nur einige angedeutet sind. Bei der Anordnung nach Fig. 2 und 3 sind die Meßköpfe 30, 31 derart mit Bezug auf die Pole N, S des Polrades 36 gegeneinan der versetzt, daß die in den Meßköpfen 30, 31 induzierten Spannungen eine gegenseitige Phasenverschiebung von 90° haben.

Die Meßköpfe 30, 31 sind mit dem Gehäuseteil 26 über Schrauben 28 verbunden, die durch ein Langloch 29 im Eisenkern 33 hin durchreichen. Gegen den Schenkel 35 des Eisenkerns 33 legt sich eine in einer Gewindebuchse 21 des Gehäuseteils 26 sitzende Stellschraube 37 an. Die Schrauben 28, 37 gestatten es, die Meßköpfe 30, 31 in Radialrichtung des Polrades 36 zu justieren.

Das Gehäuse 27 nimmt den Positionsgeberabschnitt der Einheit 18 auf, der im wesentlichen aus einem gehäusefest montierten Hallgenerator 38 und zwei Magnetträgern 39, 40 besteht. Die Magnetträger 39, 40 weisen jeweils einen auf dem gleichen Radius wie der Hallgenerator liegenden Magneten 41 bzw. 42 auf. Über ein Klemmorgan 44 sind die beiden Magnetträger 39, 40 bezüglich ihrer Winkellage einstellbar mit dem Wellenschaft 22 verbunden. Positionsgeber dieser Art sind an sich bekannt (DE-OS 17 63 657) und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.

Das Prinzipschaltbild nach Fig. 4 zeigt die beiden spannungs erzeugenden Glieder des Istdrehzahlgebers, die von dem Pol rad 36 und dem Meßkopf 30 bzw. dem Meßkopf 31 gebildet werden. Diesen beiden spannungserzeugenden Gliedern ist jeweils ein aus Dioden aufgebauter Brückengleichrichter 46 bzw. 47 nach geschaltet. Die Brückengleichrichter 46, 47 richten die in Fig. 5 beispielshalber bei 48 bzw. 49 dargestellten Tacho spannungen der spannungserzeugenden Glieder getrennt gleich. Durch Parallelschalten der Ausgänge der Brückengleichrichter 46, 47 wird am Ausgang 50 des Istdrehzahlgebers eine Spannung 51 (Fig. 5) erhalten, die ohne Glättungskondensato ren relativ gut geglättet ist und deren Amplitude ein Maß für die momentane Geschwindigkeit der Welle 9 ist. Diese Spannung 51 geht dem Vergleicher 17 (Fig. 1) zu. Die Brücken gleichrichter 46, 47 sind auf einer Leiterplatte 52 der Ein heit 18 montiert.

Claims

1. Vorrichtung zum Antreiben einer Nähmaschine mit geregelter Dreh zahl, mit einem elektrischen Kupplungsmotor, der ein mit der Näh maschinenwelle in Triebverbindung stehendes Kupplungsorgan auf weist, das mit einer ständig angetriebenen Hauptantriebswelle des Kupplungsmotors und/oder mit einem Bremswiderlager über eine elek tromagnetisch betätigte Reibungskupplung und eine elektromagne tisch betätigte Reibungsbremse kuppelbar ist, sowie mit einem die Reibungskupplung und/oder die Reibungsbremse mit Strom beaufschla genden Regler, der zwecks Antrieb der Nähmaschinenwelle mit vor gegebener Arbeitsdrehzahl mit einer Regelabweichung beaufschlag bar ist, die durch Vergleich einer die Solldrehzahl darstellenden Spannungsamplitude mit einer von einem Istdrehzahlgeber laufend angelieferten, die Istdrehzahl darstellenden Spannungsamplitude erhalten wird, wobei der Istdrehzahlgeber mit einem in Synchronis mus mit der Nähmaschinenwelle angetriebenen dauermagnetischen Pol rad, das eine Folge von in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Ab ständen verteilten, einander abwechselnden magnetischen Nord- und Südpolen bildet, sowie mit einer Meßkopfanordnung versehen ist, die dem Umfang des Polrades gegenübersteht, dadurch gekennzeich net,

a) daß die Meßkopfanordnung mindestens zwei am Umfang des Polrades (36) verteilt angeordnete Meßköpfe (30, 31) aufweist, deren spannungs erzeugende Glieder zur Bildung der die Istdrehzahl darstellenden Spannungsamplitude zusammengeschaltet sind;
b) daß die Meßköpfe (30, 31) mit Bezug auf die Pole des Polrades derart gegenein ander versetzt sind, daß die in den Meßköpfen induzierten Spannungen eine gegenseitige Phasenverschiebung von etwa 180° geteilt durch n haben, wobei n die Anzahl der Meßköpfe ist;
c) daß jedem Meßkopf (30, 31) ein mindestens eine zwei-pulsige Gleichrichtung bewirkender Gleichrichter (46, 47) zum getrennten Gleichrichten der von jedem Meßkopf (30, 31) erzeugten Spannung zugeordnet ist;
d) daß die Gleichrichterausgänge parallel geschaltet sind;
e) daß der Regler (16) mit dem Ausgangssignal der Gleichrichterparallel schaltung als Istwert beaufschlagt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter jeweils als Brückengleichrichter (46, 47) ausge bildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (30, 31) Induktions spulen (32) mit Eisenkern (33) und ausgeprägten Polen (34) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (30, 31) in Radialrichtung des Polrades (36) justierbar angeordnet sind.