DE2827812C3 - Spulmaschine - Google Patents

Description

sern nunmehr aufgrund der geringeren Wärmeentwicklung nicht mehr auftreten kann.

Eine bevorzugte Schaltung ist in Anspruch 2 wiedergegeben.

Besonders kurze Bremszeiten werden erreicht, wenn — wie Anspruch 3 vorschlägt — die Wicklungen der Motore in Stern geschaltet werden.

Wird der Synchronmotor mit Permanentmagneten zusätzlich ausgerüstet, so wird hierdurch der weitere Vorteil erreicht, daß bei Ausfall der Energie aus dem Versorgungsnetz trotzdem gebremst werden kann, da durch die Permanentmagnete der Synchronmotor weiterhin Energie abgeben kann. Dies war bei dem bisherigen Bremsverfahren mit Versorgung mit externer Gleichspannung nicht möglich (Anspruch 4).

Nach Anspruch 5 wird durch Zuschalten eines Vorwiderstandes die Bremszeil des Synchronmotors verkürzt Außerdem wird dadurch weitere Energie aus dem Synchronmotor herausgeholt, so daß dessen Erwärmung weiter verringert werden kann.

Anspruch 6 schlägt vor, den Vorwiderstand einstellbar auszuführen. Dadurch kann er jeglichen Erfordernissen der Praxis angeglichen werden.

Anspruch 7 gibt eine vorteilhafte Grenze für die Größe des Vorwiderstandes wieder. Größere Vorwiderstände sind nur bedingt geeignet, da hierbei der Synchronmotor zu schnell abgebremst werden kann, so daß er keine Energie mehr für den Asynchronmotor bereitstellen kann.

Die Ansprüche 8 bis 10 geben einfache und doch zuverlässige Möglichkeiten wieder, wie die Bremsschaltung aufzubauen ist Hierbei ist besonders darauf Wert gelegt worden (Anspruch 9), daß die Bremsschaltung nach der empirisch zu ermittelnden Bremsdauer wieder selbsttätig aufgehoben wird. Es ist jedoch auch möglich (Anspruch 10). daß aufgrund eines die Spannung an der Diode erfassenden Relais beim Vorhandensein einer zu geringen Spannung — die dann auftritt, wenn der Synchronmotor nahezu steht — die Bremsschaltung selbsttätig wieder aufgehoben wird Dies eignet sich besonders dann, wenn öfters wechselnde Betriebsdrehzahlen der Motore vorkommen und damit auch wechselnde Bremszeiten auftreten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellt dar

F i g. 1 einen schematischen SchaHpIan zur Bremsschaltung eines Synchronmotors und eines Asynchronmotors an einer Spulstelle,

Fig.2 den zu dem in Fig. 1 gezeigten Relais gehörenden Stromlaufplan.

In F i g. 1 ist schematisch ein Schaltplan zum Anschluß eines Synchronmotors und eines Asynchronmotors einer Spulstelle an das Versorgungsnetz I dargestellt Hierbei sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Bauelemente berücksichtigt

Aus dem Versorgungsnetz 1 wird Ober ein Schütz 2 der Umrichter 3 des Synchronmotors 4 eingeschattet. Der Synchronmotor 4 selbst wird durch ein weiteres Schütz 5 mit dem Umrichter 3 verbunden.

Der Umrichter 3 hat die Aufgabe, den mti konstanter Frequenz angelieferten Drehstrom in einen Drehstrom mit einstellbarer Frequenz umzuwandeln. Hierbei ist der Umrichter 3 sämtlichen Synchronmotoren einer Spulmaschine gemeinsam.

Aus dem Versorgungsnetz 1 wird ebenfalls über ein Schütz 6 ein weiterer Umrichter 7 zur Steuerung des Asynchronmotors β mit Energie versorgt. Der Asynchronmotor 8 wird wiederum durch ein separates Schütz 9 mit dem Umrichter 7 verbunden. Auch hierbei gilt — wie oben angeführt -, daß der Umrichter 7 sämtliche Asynchronmotoren einer Spulmaschine ver-ί sorgt.

Außerdem sind die drei Wicklungsenden der Statorwicklung des Asynchronmotors 8 mit den Schaltern eines Schützes 10 verbunden, welche bei Betätigung zwei Wicklungen des Asynchronmotors 8 kurzschließt und über eine Diode 11 mit einer Wicklung des Ständers des Synchronmotors 4 verbindet Die dritte Wicklung des Asynchronmotors 8 wird ebenfalls über das Schütz

10 mit der zweiten Wicklung des Synchronmotors 4 verbunden. Das Schütz 10 verbindet nur die Wicklungen

'■"> der Statoren, die Läuferwicklung der Motoren bleiben wie Betrieb angeschlossen.

Daneben ist es möglich, in Reihe zur Diode 11 einen Vorwiderstand 13 einzusetzen. Der Vorwiderstand kann auch veränderbar ausgeführt werden.

In Fig.2 ist der Stromlaufplan der Schützensteuerung dargestellt Die Schütze 2, ^r, und 6 sind als selbsthaltende Schütze ausgebildet und weisen je.einen Austaster auf. Daneben ist das Schütz S für den Synchronmotor 4 noch verriegelt durch das Schütz 2

v> und 10. Dadurch wird verhindert daß der Synchronmotor 4 eingeschaltet wird, bevor der zugehörige Umrichter eingeschaltet worden ist und die Bremsschaltung noch eingeschaltet ist

Das Schütz 9 zum Einschalten des Asynchronmotors

w 8 weist ebenfalls in seinem Strompfad eiaen Einschalter 5 des Schützes 5 auf und daneben einen Einschalter 6, der vom Schütz 6 gesteuert wird. Damit wird erreicht, daß der Asynchronmotor 8 ebenfalls nicht eingeschaltet werden kann, bevor der zugehörige Umrichter 7

!"> eingeschaltet ist und bevor die zur gemeinsamen Spulstelle gehörende Treibwalze (Synchronmotor 4) eingeschaltet worden ist

Zum Bremsen sind das Schütz 10 und das Zeitrelais 12 vorgesehen, wobei das Schütz 10 nur geschaltet wurden

■in kann, wenn die Schütze 5 und 9 abgefallen sind und die Anzugsverzögerung des Zeitrelais 12 noch nicht abgelaufen ist Das Zeitrelais 12 selbst wird durch das Schütz 10 eingeschaltet Die Anzugsverzögerung des Zeitrelais 12 wird empirisch aufgrund von Messungen

•»5 der Bremszeit der verwendeten Motoren eingestellt.

Im Betriebszustand sind die Schütze 2 und 6 für die Umrichter 3 und 7 und die Schütze 5 und 9 für die Motore 4 und 8 erregt
Zum Bremsen des Synchronmotors 4 und des

w Asynchronmotors 8 wird der Austaster des Schützes 5 betätigt Aufgrund der Verriegelungsschaltung fällt damit das Schütz 9 für den Asynchronmotor 8 ebenfalls ab. Durch diese Schaltung sind beide Motoren von ihren entsprechenden Umrichtern getrennt Damit ist der

« Strompfad zum Schütz 10 freigegeben, da das Schütz 12 noch nicht angesprochen ist Da» Schütz 10 schaltet und verbindet damit die drei Wicklungsenden der Statorwicklungen des Asynchronmotors 8 mit den zwei Wicklungsenden des Synchronmotors 4.

μ Da sieh der Lynchronmotor 4 aufgrund seiner Massenträgheit weiterdreht, kann er als Generator arbeiten und einen Gleichstrom — aufgrund der Diode

11 — bereitstellen, mit dem die Siatorwicklungen des Asynchronmotors beaufschlagt werden. Dadurch wird der Asynchronmotor 8 abgebremst.

Während des Bremsvorgaiiges wird der Synchronmotor 4 weiter vom Gleichstrom durchflossen. Aufgrund der Leistungsabgabe des Synchronmotors 4, der in

diesem Betriebszustand als Generator arbeitet, wird dieser wesentlich schneller abgebremst als ohne Leistungsabgabe.

Ist ein Vorwiderstand 13 beispielsweise in Reihe zur Diode 11 vorgesehen, so wirkt dieser jetzt als zusätzlicher Vorwiderstand zu den Widerständen der Statorwicklung des Asynchronmotors 8. Er ist hierbe· derart eingestellt, daß der Asynchronmotor 8 vor oder gleichzeitig mit dem Synchronmotor 4 zum Stillstand gelangt.

Bei einer Betriebsgeschwindigkeit bzw. Anfangsgeschwindigkeit beim Bremsvorgang von 6000 m/min sowohl des Synchronmotors 4 als auch des Asynchronmotors 8 beträgt bei der hier vorliegenden Schaltung die Bremszeit des Synchronmotors 150 sek. und die des Asynchronmotors 125 sek. Der Bremsstrom selbst beträgt 13 Ampere.

In dem obenerwähnten Beispiel beträgt also die Anzugsverzögerung des Zeitrelais 12 mindestens Bremszeit angegeben werden kann, ist es möglich, anstelle des Zeitrelais 12 eine Stromüberwachungsschaltung, die den Spannungsabfall an der Diode Il erfaßt, zu benutzen. Sinkt der Spannungsabfall an der

"' Diode Il unter einen bestimmten Wert, was bedeutet, daß der Synchronmotor 4 nahezu ausgelaufen ist, so schaltet diese Überwachungsschaltung selbsttätig das Schütz 10 aus. Damit wird immer unabhängig von der jeweiligen vorherrschenden Anfangsgeschwindigkeit

ι» beim Bremsen nach Erreichen des Stillstandes der Motore die Bremsschaltung aufgehoben.

2 3

M
β ι

Bezugs/.eichenaufstellung

Versorgungsnet/.
Schütz
Umrichter
Synchronmotor

Schütz

t JXJ SC K, ÜCIIIt ÜdUUI LII 131 Mt-IItI KtIILIII, (J(I U UCHJC .'" /

Motoren sicher stehen. Ist die Anzugsverzögerung abgelaufen, so schallet das Zeitrelais 12. Dadurch fällt das Schütz 10 ab. Nunm3hr können die Motore erneut

eingeschaltet werden, da die Sperrung des Schützes 5 Il

durch das Schütz 10 aufgehoben ist. j,

Werden wechselnde Betriebsdrehzahlen beider Motoren verlangt, so daß keine immer nahezu konstante

UIIIIICHICI

Asynchronmotor
Schütz

Diode

Zeitrelais

Vorwiderstand

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

durch Änderungen der vorgegebenen Frequenz einge-Patentansprüche: stellt wird. Zum Bremsen des Synchronmotors werden bisher

1. Spulmaschine, deren Changiereinrichtung durch zwei Wicklungsenden des Statorkreises über eine Diode einen Asynchronmotor und deren Spule durch einen ϊ kurzgeschlossen. Der Stator wird mindestens während Synchronmotor angetrieben wird bzw. umgekehrt, der gesamten Bremszeit konstant vom Gleichstrom deren Changiereinrichtung durch einen Synchron- durchflossen. Die mit dem Gleichstrom zugeführte motor und deren Spule durch einen Asynchronmo- Energie wird durch die Bremsung in Wärme umgesetzt tor angetrieben wird, dadurch gekennzeich- Der Asynchronmotor der Changiereinrichtung wird net, daß zum Bremsen beider Motoren (4,8) zwei in zum Bremsen ebenfalls mit einem Gleichstrom gespeist Wicklungsenden des Asynchronmotors (8) mit zwei Dazu muß eine Gleichstromversorgung in der Maschine Wicklungsenden des Synchronmotors (4) unter zu jeder Aufwickelstelle geführt werden. Bei einer Zwischenschaltung eines Gleichrichters (Diode 11) Leistung von ca. 377 Watt je Motor muß beispielsweise verbunden sind. bei einer Maschine mit 48 Aufwickelstellen eine

2. Spulmaschine nach Anspruch 1, dadurch 15 Leistung von ca. 18 kW zur Verfügung stehen. Dies gekennzeichnet daß zwei Wicklungsenden des "bedeutet einen Strom von ca. 620 Ampere. Ebenfalls Asynchronmotors (8) kurzgeschlossen und über eine müssen entsprechende Schaltgerüste und Sicherungen Diode (11) mit einem Wicklungsende des Synchron- vorgesehen werden. Durch die unterschiedlichen motors (4) verbunden sind. Belastungen treten unterschiedliche Verlustleistungen

3. Spulmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 20 in den Leitungen auf, die zu unterschiedlichen

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Bremszeiten der Motoren führen können. Synchronmotors (4) und des Asynchronmotors (8) Um mit niedrigeren Leistungen auszukommen, ist. als Stern geschaltet sind. man dazu übergegangen, nicht alle Asynchronmotoren

4. Spulmaschine nach Anspruch 2 oder Anspruch einer Spulmaschine gleichzeitig abzubremsen. Hierbei

3, dadurch gekennzeichnet daß der Synchronmotor 25 ist es dann möglich, die maschinenüblichen Gleichrich-(4) mit Permanentmagneten ausgerüstet ist ter zu verwenden. Hierbei nimmt man allerdings in

5. Spulmaschine nach einem der vorangegangenen Kauf, daß nur einze)r\e Spulstellen, beispielsweise zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum oder vier, gleichzeitig abgebremst werden können. Bremsen zusätzlich zur Diode (11) in einer der Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spulmaschine der Zuleitungen zu dem Synchronmotor (4) ein Vor- 1» eingangs genannten Art derart auszurüsten, daß das widerstand (13) eingeschaltet ist Bremsen von Spdenantriebsmotor und Changieran-

6. Spulmaschine nach Anspruch 5, dadurch triebsmotor mit geringem schaltungstechnischem Aufgekennzeichnet daß der Vrrwiderstand (13) in > wand möglich ist und die oben beschriebenen Nachteile seiner Größe einstellbar »st vermieden werden.

7. Spulmaschine nach Anspn.'Ji 5 oder Anspruch 35 Zur Lösung der Aufgabe werden die Merkmale des 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand kennzeichnenden Teils des ersten Anspruchs vorge-(13) < 5 Ohm ist. schlagen. Der Vorteil der Lösung besteht darin, daß der

8. Spulmaschine nach einem der vorangegangenen auslaufende Synchronmotor als Generator arbeitet, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß zum dessen abgegebene Gleichstrornleistung dem Asyn-Verbinden des Synchronmotors (4) mit dem 40 chronmotor der Changiereinrichtung zugeführt wird. Asynchronmotor (8) zum Bremsen ein Schütz (10) wodurch dieser abgebremst werden kann. Damit steht verwendet wird. in jeder Aufwickelstelle eine Gleichspannungsquelle in

9. Spulmaschine nach Anspruch 8, dadurch Form des Synchronmotors zur Verfügung, so daß die gekennzeichnet, daß der Schütz (10) durch ein gemeinsame Versorgung aller Asynchronmotoren einer Zeitrelais (12) abgeschaltet wird. 45 Maschine mit Gleichstrom aus einem zusätzlich zu

10. Spulmaschine nach Anspruch 8, dadurch installierenden Gleichstromnetz überflüssig wird. Da gekennzeichnet, daß das Schütz (10) durch ein damit auch nicht mehr der Querschnitt der Versorparallel zur Diode (11) angeordnetes, die Spannung gungsleitung zwischen den Gleichspannungsquellen und an der Diode (11) erfaßbares Relais geschaltet wird. den Schaltelemente,') als Vorwiderstand für die Asyn-

50 chronmotoren in Erscheinung tritt, ist es nunmehr

möglich, daß alle Spulstellen eine konstante Bremszeit

aufweisen. Zudem ist es gemäß der Erfindung nunmehr möglich, an sämtlichen Aufspulstellen einer Maschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der gleichzeitig zu bremsen.

im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art 55 Ein weiterer Vorteil, der durch die Erfindung erreicht Spulmaschinen sind üblicherweise vielsteilig ausge- wird, liegt darin, daß nunmehr dem Synchronmotor zum führt und weisen an jeder Aufwickelstelle eine Bremsen kein Gleichstrom mehr zugeführt werden muß, Changiereinrichtung mit Antriebsmotor und einen der in diesem in Wärme umgesetzt wird. Vielmehr Spulenantriebsmotor auf. Die Changiereinrichtung arbeitet der Synchronmotor als Generator, der Leistung besteht üblicherweise aus einer Nutwalze, von der ein μ abgibt — die dem Asynchronmotor zugeführt wird — hin- und hergehender Fadenführer angetrieben wird und dadurch abgebremst wird, so daß die Wärmeentj! Zum Antrieb der Nutwalze wird normalerweise ein wicklung des Synchronmotors nahezu auf die Hälfte

i| Asynchronmotor verwendet, dessen Drehzahl durch abgesenkt werden konnte. Dadurch wird weiterhin

:?· eine veränderbare Frequenz bestimmt wird. erreicht, daß die großen Zeitabstände, die zwischen den

- Zum Antrieb der Spule kann sowohl ein Zentralan· f>5 einzelnen Bremsungen bisher liegen mußten, wesentlich

trieb als auch ein Umfangsantrieb verwendet werden. In verringert werden können, da bei Aufwickeln von ^!J beiden Fällen verwendet man als Antriebsmotor Synthesefasern mit Umfangsantrieb durch die Erwär-

[;; normalerweise einen Synchronmotor, dessen Drehzahl mung des Synchronmotors ein Kleben der Synthesefa-