DE3111990C2

DE3111990C2 - Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb als drehzahlveränderbarer Drehstrommotor

Info

Publication number: DE3111990C2
Application number: DE3111990A
Authority: DE
Inventors: Tilo 7000 Stuttgart Heyl; Dietrich 8524 Neunkirchen Krampe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE3111990A1; EP0061646A1; EP0061646B1; US4404501A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelspule (1) mit einem elektrischen Achsantrieb (4) zum Hochfahren und einem Treibwalzenantrieb (5) für den Dauerbetrieb. Der Treibwalzenantrieb (5) wird hierbei kurze Zeit nach Beginn des Wickelvorganges wirksam. Überschreitet der fortlaufend gemessene Stromistwert (J; Momentanistwert) des Achsantriebes (4) beim Parallelarbeiten beider Antriebe (4, 5) den gespeicherten Stromwert (J ↓a) bei Beginn des Wickelvorganges, so wird der Abschaltbefehl (A) für den Achsantrieb (4) gegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb, der nach dem Hochlauf auf Nenndrehzahl und nach dem Beginn des Aufwickelvorganges durch einen infolge des zunehmenden Wickeldurchmessers wirksam werdenden, in der Umfangsgeschwindigkeit synchronisierten Treibwalzenantrieb für die konstante Wickelgeschwindigkeit ablösbar ist.

Zum Antrieb der Wickelspulen in der Chemiefaserindustrie werden sehr häufig Umfangsantriebe mit Treibwalzen benutzt, da hierdurch relativ leicht konstante Fadenabzugsgeschwindigkeiten einhaltbar sind. Diese Umfangsantriebe sind aber nicht immer in der Lage, die leere Wickelspule in relativ kurzer Zeit vom Stillstand auf Nenndrehzahl hochzufahren. Man verwendet daher zusätzliche Achsantriebe, die nach dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebcs wieder abgeschaltet werden. Die durch das Wirksamwerden des Treibwalzenmotors bedingte Leistungsänderiing des Hochfahrmotors kann dabei als Kriterium für den Abschaltbefehl benutzt werden. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, daß die Leistung (Moment), bei der der proportionaler Meßwert speicherbar ist und der Abschaltbefehl auslösbar ist. wenn der gemessene Augenblickswert für das Moment nach dem Wirksam-

ji werden des Treibwalzenantriebes den Speicherwert um einen vorgegebenen Betrag überschreitet. Mit anderen Worten, es wird alst.-- der sich nach dem Hochlauf und dem Aufliegen des Fadens auf die Spule ergebende Wert als Abschaltsollwert gespeichert. Dieser Wert

ίο trägt den jeweils vorliegenden Bedingungen Rechnung.

Im Regelfall werden als Achs- und Treibwalzenantrieb von Spannungszwischenkreis-Umrichtern gespeiste Synchronmotoren verwendet. Als Ersatzgröße für das Moment bietet sich dann der Wirkstrom im ji Gleichstromzwischenkreis des Wechselrichters oder aus Billigkeitsgründen der Scheinstrom aus Ausgang des Umrichters an.

Um die beim Auflegen der Fäden auftretenden dynamischen Momentänderungen v.jp der Bildung des ■40 Abschaltsollwcrtes auszuschließen, wird vorteilhafterweise der Speicherbefehl erst kurz nach dem Beginn des Wickelvorganges abgegeben.

Damit auch z. B. durch relativ unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Treibwalze und ■»■> Wickel keine vorzeitigen Abschaltbefehle ausgelöst werden, werden vorteilhafterweise die Bedingungen für den Abschaltbefehl erst nach einer vorgegebenen Zeit auf Vorliegen überprüft.

Schaltungstechnisch läßt sich die Anordnung besonders einfach dadurch realisieren, daß der nach dem Auflegen des Fadens vorliegende Stromistwert in einen Speicherverstärker übernommen wird, dessen Ausgangssignal mit dem jeweiligen Augenblickswert des Stromes in einem Komparator verglichen wird, der seinerseits dann den Abschaltbefehl auslöst, wenn der gemessene Wert mit dem gespeicherten Sollwert übereinstimmt.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der Anordnung und

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf des Stromes des Achswickelrnotors.

Ein über einen Umrichter 6 mit Gleichspannungszwischenkreis gespeister Synchronmotor 4 treibt über eine schaltbare Kupplung 41 eine Wickelspule 1 an. Durch Hochfahren der Frequenz und Spannung des Umrich-

ters 6 wird hiermit die Spule auf Nenngeschwindigkeit — was z. B. einer Umfangsgeschwindigkeit von 4000 Metern pro Minute entsprechen kann —, hochgefahren. Hat der Motor 4 die gewünschte Drehzahl erreicht, so wird zum Zeitpunkt ii durch eine Fadenauf!egevorrichtung3 der aufzuwickelnde Faden 2, der z. B. aus einem nichtgezeigten Extruder abgezogen wird, auf die Wickelspule 1 aufgelegt. Hierdurch steigt der dem Moment des Motors 4 proportionale Motorstrom / — nach Abklingen kurzfristiger dynamischer Vorgänge — auf den statischen Wert J₃ an. Dieser Meßwert wird über einen Filter 92 einem Speicherverstärker 91 zugeführt Gleichzeitig wird durch die Auflegevorrichtung 3 ein Signal erzeugt, das über den Kontakt 31 und ein Verzögerungsglied 99 mit der Zeitdauer U ι den Speicherverstärker 91 im Zeitpunkt f_a durch Öffnen des Schalters 911 vom Stromistwert ] abtrennt. Hierdurch bleibt der in diesem Zeitpunkt vorliegende Stromistwert, der dem Moment proportional ist, im Speicherverstärker 91 erhalten.

Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird der Spalt s zwischen umfang der Wickelspule bei Beginn des Wickelvorganges und der"Treibwalze 8 des '.'"reibwalzenantriebes 5 nach und nach ausgefüllt. Der Antrieb 5 ist ebenfalls ein Synchronmotor, der aus dem Umrichter 7 gespeist wird. Wenn der Spalt 5 zum Zeitpunkt ^ ausgefüllt ist, kommt es zur Umfangsberührung zwischen Wickelspule und Treibwalze. Da die Umfangsgeschwindigkeiten von Wickelspule und Treibwalze gut synchronisiert sind, wird der Motor 4 zunächst durch den Motor 5 entlastet, so daß sich der gemessene Strom J des Motors 4 entsprechend Fig.2 verringert. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser nimmt die Umfangsgeschwindigkeit des Wickelantriebes zu, so daß der Motor 5 vom Motor 4 mitgeschleppt wird. Der Strom J des Motors 4 steigt erneut an. Wie in der Skizze angedeutet, erreicht dabei dieser Strom zum Zeitpunkt ti wieder den gespeicherten Ausgangswert ]„. Dieser Wert wird zum Zeitpunkt U um einen experimentell ermittelten einstellbaren Betrag AJ überschritten und damit der Auslösebefehl gebildet. Dies geschieht

lu schaltungsmäßig dadurch, daß der Ausgang des Speicherverstärkers 91 und der über Leitung 93 aus dem Filter 92 entnommene aktuelle Augenblickswert / des Motors 4 an einem Komparator 94 liegen, der beim Obereinstimmen beider Werte ein Signal abgibt. Der einstellbare Wert AJ kann dabei durch entsprechende Ausgestaltung des Komparators 94 oder des Speicherverstärkers 91 berücksichtigt sein.

Damit keine zu frühen und damit fehlerhaften Abschaltbefehle ausgelöst werden, wird das Ausgangs-

signal des Komparators 94 mit dem Ausgangssignal eines Verzögerungsgliedes 98 verkiyljft, das ebenfalls beim Schließen des Schalters 31 angcorrßcn wird und nach der Zeit Uj eine weitere UND-Bedingung an einem Verknüpfungsglied 95 erfüllt. Zusätzlich ist an diesem Verknüpfungsglied 95 das durch das Schließen des Schalters 31 bewirkte Signal angelegt. Sind alle Verknüpfungsbedingungen erfüllt, so wird vom Melderelais 96 über Leitung 97 der Abschaltbefeh! .4 an den Umrichter 6 gegeben und der Motor 4 durch die Kupplung 41 von der Wickelspule 1 mechanisch getrennt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb, der nach dem Hochlauf auf Nenndrehzahl und nach dem Beginn des Aufwickelvorganges durch einen infolge des zunehmenden Wickeldurchmessers wirksam werdenden, in der Umfangsgeschwindigkeit synchronisierten Treibwalzenantrieb für die konstante Wickelgeschwindigkeit ablösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Hochlauf und Beginn des Wickelvorganges und vor dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes (5) ein dem Drehmoment des Achsantriebes (4) proportionaler Meßwert (J₃) speicherbar ist und der Abschaltbefehl (A) auslösbar ist. wenn der gemessene Augenbiickswert (J) für das Moment nach dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes (5) den Speicherwert (J₁) um einen vorgegebenen Betrag (AJ) Übersoll seiteL

^ A ^•■'*^'"*^tv'*^f"r!chtwi.'^T nscH A7!sⁿnich ! bei der als Achs- und Treibwalzenantrieb von Umrichtern gespeiste Synchronmotoren vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Ersatzgröße für das Moment der im Gleichspannungszwischenkreis oder am Ausgang des Umrichters (6) gemessene Strom (J) dient.

3. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbefehl eine einstellbare Zeitdauer (t, \) nach Beginn des Wickelvorganges auslösbar ist.

4. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen für den Abschaltbcfehl (A) er.'rt nach einer vorgegebenen Zeit (t,7) wirksam werden.

5. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert (J₁) in einen Speicherverstärker (91) übernehmbar ist, dessen Ausgangsweri mit dem gemessenen Augenblickswert des Stromes (J) in einem den Abschaltbefehl liefernden Komparalor (94) verglichen wird.

Befehl gegeben werden müßte, von zahlreichen technologischen Parametern, wie z. B. der Zahl der gleichzeitig aufzuwickelnden Fäden, der Fadenstärke, der Fadengeschwindigkeit und dem Luftspalt zwischen Spule und Treibwalze abhängig ist.

Anordnungen der vorstehend genannten Art sind bekannt.

Weiterhin ist es bereits bekannt, von Umrichtern gespeiste Synchronmotoren als Achs- und Treibwalzenantriebe vorzusehen und zu Regelungszwecken das Drehmoment des Achsantriebes zu messen (vgl. z. B. DE-OS 23 10 202).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anordnung der eingangs genannten Art so ί üszubilden, daß das Kriterium für den Abschaltbefehl selbsttätig an die unterschiedlichen Parameter angepaßt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Hochlauf und Beginn des Wickelvorganges und vor dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes ein dem D^rehmoment des Achsantrieb****