DE3347113C2

DE3347113C2 - Spinn- oder Zwirnmaschine mit Einzelantrieb

Info

Publication number: DE3347113C2
Application number: DE19833347113
Authority: DE
Inventors: Claus Dr.-Ing. 7142 Marbach Beyer
Original assignee: SKF GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3347113A1; JPS60155729A

Abstract

Bei ein Spinn- oder Zwirnmaschine mit Einzelantrieb der Spinn- oder Zwirnorgane durch Asynchronmotoren werden diese Antriebe und die Antriebe der Nebenaggregate über Frequenzumformer gespeist. Zur Sicherstellung eines geordneten Abspinnens ohne Fadendrehungsfehler oder Fadenbrüche bei Netzausfall wird elektrische Energie von den auslaufenden, durch gesteuerte Frequenzabsenkung als Generator arbeitenden Asynchronmotoren der Einzelantriebe durch eine Kopplung der Wechselrichter über ihren Gleichstromzwischenkreis auf das Antriebssystem der Nebenaggregate übertragen.

Description

Bei Spinn- oder Zwirnmaschinen mit Einzelantrieb ist ein kontrolliertes Abspinnen die Voraussetzung für ein erfolgreiches, automatisches Wiederanspinnen. Ein Netzausfall muß nicht nur in einer Reihe von Entwicklungsländern, wo es verhältnismäßig oft vorkommt, sondern auch in Industrieländern einkalkuliert werden. Ein Netzausfall bedeutet, daß die langsamer laufenden Nebenaggregate (Auflöser, Streckwerk oder Aufwindevorrichtung) schneller zum Stillstand kommen als die Spinn- oder Zwirnorgane. Die Folge davon sind Fehler im Produkt (z. B. stark veränderte Garndrehung) oder sogar Fadenbnjche.

Bei herkömmlichen Spinn- oder Zwirnmaschinen erfolgt der Antrieb aller Elemente von einem Hauptmotor aus. Die Synchronisation zwischen den gleichartigen Spinn- oder Zwirnstellen einerseits und den jeder Arbeitsstelle zugeordneten Nebenaggregaten andererseits wird über kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen eingehalten.

Bei einer Spinn- oder Zwirnmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art (DE-OS 33 09 789, nicht vorveröffentlicht) mit Einzelantrieb der Arbeitsslellen durch Asynchronmotoren, die über Wechselrichter gespeist werden, ist das Verhältnis der Ausgangsfrequenzen der stufenlos verstellbaren Wechselrichter einstellbar. Dieses Verhältnis wird beim Anlaufen und Abstellen der Maschine durch ein Steuerteil eingehalten. Die Wechselrichter der getrennten Antriebssysteme sind über ihren Gleichstromzwischerikreis elektrisch gekoppelt, so daß sie zum Abbremsen der von ihnen gespeisten Motoren dienen können und damit den Energiebedarf der Maschine vermindern, wenn sie für Vierquadrantenbetrieb ausgelegt sind. Diesem Stand der Technik ist keine Losung zu entnehmen, wie bei einem Netzausfall ein kontrolliertes Abspinnen zu erreichen ist.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abspinnen einer Spinn- oder Zwirnmaschine zu finden, um bei Netzausfall die Synchronisation der Funktionsaggregate jeder Arbeitsstelle sicherzustellen.
Durch die Maßnahme, daß das Steuerteil für den Netzausfall durch einen elektrischen Energiespeicher ausreichend gepuffert ist, ist das Steuerten¹ in der Lage, den Netzausfall zu erkennen und ein Abspinnprogramm durchzuführen, das vom normalen Abspinnprogramm abweicht. Durch eine relativ schnelle Frequenzabsenkung im Wechselrichter erfolgt eine generatorische Bremsung in den Asynchronmotoren, woraus die bereits geschilderte Energie-Rückspeisung resultiert

Um zu verhindern, daß durch die Rückspeisung der Energie bei zu schneller Abbremsung die maximal zulässige Zwischenkreisspannung überschritten wird, kann entsprechend Anspruch 2 vorgesehen werden, daß der Ablauf des Abspinnprogramms, d. tu die Geschwindigkeit der Frequenzabsenkung, durch, eine automatische Erfassung des Verhältnisses Zwischenkreisspannung zu Ausgangsfrequenz geregelt wird. Dadurch wird ausgeschlossen, daß Bauelemente im Gleichstromzwischentcreis oder im Wechselrichter durch Überspannung zu Schaden kommen. Durch diese Regelung der Frequenzabsenkurig kann auch ihr Optimum bestimmt werden. Das Optimum liegt dann vor. wenn einerseits die generatorische Bremsung möglichst langsam abläuft, damit die Abweichung von den normalen Spinnoder Zwirnbedingungen gering bleibt, andererseits aber die Energie-Rückspeisung so groß ist, daß alle Antriebe der Nebenaggregate ausreichend mit Energie versorgt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einre Ringspinnmaschine näher beschrieben.
Üblich ist, daß alle bewegten Teile einer Ringspinnmaschine von einem zentralen Elektromotor angetrieben werden. Über Tangentialriemen oder eine Antriebswelle und Endlosbänder werden die Spinnspindeln und über ein Getriebe die Nebenaggregate wie Streckwerksunterwalzen und Ringbank angetrieben. Durch die kraft- oder formschlüssige Verbindung der Teile ist die Synchronisation der Bewegungsabläufe nicht nur bei unterschiedlichen Drehzahlen des zentralen Elektromotors, sondern auch bei Netzausfall gewährleistet. Aus Gründen der Energieersparnis ist als Antrieb für die Ringspinnspindel der elektromotorische Einzelantrieb »ehr aktuell. Über einen Wechselrichter frequenzgeführte Asynchronmotoren erlauben ein energiesparende Auswahl der Betriebsdrehzahl und Anpassung an die Zwischendrehzahl für das An- und Abspinnen der Maschine. Die Nebenaggregate werden von einem zentralen Elektromotor angetrieben, der ebenfalls über einen Wechselrichter gespeist wird. Dadurch ist es möglich, das Verhältnis der Ausgangsfrequenzen der beiden Wechselrichter zueinander zu verstellen, und für das An- und Abspinnen der Maschine bei reduzierter Drehzahl wird durch eine entsprechende Steurung das eingestellte Verhältnis der Ausgangsfrequenzen eingehalten. Bei Netzausfall würden die Nebenaggregate sehr schnell zum Stillstand kommen, da den langsam drehenden Streckwerksunterwalzen nahezu keine kinetische Energie innewohnt. Die Spinnspindeln dagegen, die mit 15 000 bis 20 000 l/min rotieren und eine erhebliche Masse aufweisen, würden ungebremst minutenlang aus-

laufen. Das Garn würde dadurch mehr und mehr gedreht werden, was seine Eigenschaften unzulässig verändert, und möglicherweise sogar reißen.

Um das zu verhindern, sind die Wechselrichter über ihren Gleichstromzwischenkreis elektrisch gekoppelt. Da bei Netzausfall die nachlaufenden Asynchronmotoren der Spinnspindeln als Generatoren arbeiten, liefern sie elektrische Energie zurück in den Wechselrichter und in den Gleichstromzwischenkries. Erforderlich ist dafür, daß dit^r für Vierquadrantenbetrieb ausgelegte Wechselrichter in der Lage ist, Wechselstromenergie in Gleichstromenergie zurückzuverwandeln und daß durch eine gesteuerte Frequenzabsenkung eine generatorische Bremsung der Asynchronmotoren eintritt.

Die Steuerteile der Wechselrichter sind bei Netzausfall durch einen elektrischen Energiespeicher mindestens bis zum Stillstand der Maschine gepuffert Wegen der geringen Energiemenge für die Steuerteile ist dies mit geringem Aufwand durch eine Akkupufferung zu realisieren.

Die Steuerteile sind in der Lage, den Netzausfall zu erkennen, und sie führen dann selbsttätig das Abspinnprogramm durch. Da die kinetische Energie, die den Spinnspindeln aufgrund der unterschiedlichen Copsfüllung innewohnt, verschieden groß ist, gehört zu dem Abspinnprogramm eine Regelung der generatorischen Bremsung der Spinnspindeln in Abhängigkeit vom Verhältnis Zwischenkreisspannung zu Ausgangsfrequenz. Dadurch wird eine mögliche Überspannung im Gleichstromzwischenkreis verhindert.

Das Abspinnprogiamm bei Netzausfall wird in der Praxis schneller ablaufen als dir nor.-.ale Maschinenauslauf mit Zwischendrehzy.hlen. Durch das Rückspeisen der elektrischen Energie und ihre Üb rleitung in das andere Antriebssystem der Maschine ist es aber möglieh, frequenzgeführt das synchrone Auslaufen aiier bewegten Teile der Ringspinnmaschine sicherzustellen.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abspinnen einer Spinn- oder Zwirnmaschine mit Einzelantrieb der Spinn- oder Zwirnorgane durch Asynchronmotoren, die über einen Wechselrichter gespeist werden, und mit gesondert angetriebenen Nebenaggregaten, deren Antrieb gleichfalls über einen Wechselrichter gespeist wird, wobei das Verhältnis der Ausgangsfrequenzen der stufenlos verstellbaren Wechselrichter einstellbar ist und dieses Verhältnis beim Anlaufen und Abstellen der Maschine durch ein Steuerteil eingehalten wird, daß der Wechselrichter, der den Spinnoder Zwirnorganen zugeordnet ist, für Vierquadrantenbetrieb ausgelegt ist, daß die Wechselrichter der getrennten Antriebssysteme über ihren Gleichstromzwischenkreis elektrisch gekoppelt sind, d a durch gekennzeichnet, daß das durch einen elektrischen Energiespeicher mindestens bis zum Stillstand der Maschine gepufferte Steuerteil einen Netzausfall erkennt und ein Abspinnprogramm durchführt, das die Frequenzabsenkung im Wechselrichter schneller ablaufen läßt, als es der Drehzahlabsenkung der Spinn- oder Zwirnorgane im freien Auslauf entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Abspinnprogramm in Abhängigkeit vor.; Verhältnis der Spannung des Gleichstromzwischenkreises zur Ausgangsfrequenz selbsttätig eingestellt wird.