DE3519840A1 - Verfahren zur begrenzung der drehzahl eines antriebsmotors einer rotationsoffsetdruckmaschine - Google Patents

Verfahren zur begrenzung der drehzahl eines antriebsmotors einer rotationsoffsetdruckmaschine

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DE3519840A1 DE19853519840 DE3519840A DE3519840A1 DE 3519840 A1 DE3519840 A1 DE 3519840A1 DE 19853519840 DE19853519840 DE 19853519840 DE 3519840 A DE3519840 A DE 3519840A DE 3519840 A1 DE3519840 A1 DE 3519840A1
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    • Y10S388/934Thermal condition

Description

/A-453 30.05.1985
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine mit einer Drehzahlsollwertvorgabe.
Bei der Ansteuerung von Elektromotoren bei Druckmaschinen werden bestimmte Anforderungen an das Regelverhalten des Antriebes gestellt. Eine wichtige Anwendung ist die Drehzahlregelung. Ihr Ziel ist es, eine durch eine Sollwertvorgabe bestimmte Drehzahl des Elektromotors möglichst exakt einzustellen und zu halten. Diese Drehzahlsollwertvorgabe kann beispielsweise mit Hilfe eines Potentiometers gegeben werden (Vgl. hierzu: Zach, Franz; Leistungselektronik: Bauelemente, Leistungskreise, Steuerungskreise, Beeinflussungen; Springer Verlag Wien, New York, 1979). An solche Antriebssteuerungen bei Druckmaschinen werden aber auch bestimmte Forderungen an die Eigenschaften der Netzversorgung, an die Kühlung der Baugruppen und an die Lastverhältnisse gestellt (Vgl. hierzu: Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AEG-Telefunken; Hilfsbuch der Elektronik, Berlin, Frankfurt, 1979; KoIb, Otto, Stromrichtertechnik, Bd. 1, AT Verlag, Aarau, Stuttgart, 1984; Harte!, Walter; Stromrichterschaltungen, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1977). Werden diese Anforderungen nicht erfüllt, so sind Funktionsstörungen, die sich auf das Druckergebnis niederschlagen, aber zumindest jedoch unerwünschte Stillstandszeiten der Druckmaschinen zu erwarten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Aufrechterhaltung der Produktion der Druckmaschine bei Grenzbedingungen, wie Unterspannung, erhöhten ümgebungs- bzw. Motortemperaturen und erhöhtem Momentenbedarf bei möglichst hoher Druckleistung gewährleistet.
/A-453 30.05.1985
- J(T-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelost. Schon bei geringer Unterschreitung des Toleranzbereiches der Netzspannung des Versorgungsnetzes mußte bisher der Antrieb der Druckmaschine abgeschaltet werden. Durch die erfindungsgemäße Drehzahlsteuerung kann die Produktion der Druckmaschine in einem sogenannten Notbetrieb aufrechterhalten werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Temperatur des Elektromotors gemessen wird, und bei Temperaturüberschreitung der Drehzahlsollwert des Elektromotors verringert wird. Bei Antrieben in Druckmaschinen, deren Momentenkennlinie mit sinkender Drehzahl abfällt, ist es möglich, auch bei stark überhöhter Umgebungstemperatur und/oder verminderter Kühlleistung der Kühlaggregate des Elektromotors die Produktion der Druckmaschine durch Absenken der Drehzahl aufrechtzuerhalten. Damit ist ein unerwünschtes Abschalten dieser Baugruppen bei Erreichen der Grenztemperatur hinfällig.
Vorteilhafterweise wird die Temperatur der Ansteuerelemente des Elektromotors gemessen und bei auftretender Temperaturüberschreitung der Drehzahlsollwert des Elektromotors verringert. Somit kann verminderter Kühlleistung der Kühlaggregate der Ansteuerelemente durch eine Absenkung des Drehzahlsollwertes entgegengewirkt werden und eine vorübergehende Einstellung des Druckbetriebes verhindert werden.
Als Vorteil stellt sich ebenfalls heraus, daß das Antriebsmoment der Druckmaschine erfaßt wird, und daß bei Momentenüberschreitung der Drehzahlsollwert des Elektromotors verringert wird.
HEIDELBERG ,''" "" -'" ^nL?**?
/A453 30.05.1985
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Da der Strom des Elektromotors eine Funktion des Lastmomentes ist, wird der Ankerstrom des Motors erfaßt und bei Erreichen eines vorgegebenen Stromgrenzwertes die Ankerspannung so verringert, daß sich der Ankerstrom nicht weiter erhöht.
Nunmehr ist es auch möglich, bei entsprechend verringerter Ankerspannung, was auch verringerte Antriebsleistung zur Folge hat, die Drehzahl des Elektromotors zu regeln. Das Antriebsmoment wird bevorzugt an solchen Stellen erfaßt, die einen Leistungsfluß bewirken, z. B. an Antriebswellen von Elektromotoren oder an solchen Stellen, die vor Überlastung sicher zu schützen sind, z. B. Feuchtwerke oder andere Verbraucher, deren Momentenbedarf von der Handhabung des Bedieners abhängig ist.
Für einen Druckereibetrieb bedeutet dies, daß die Produktion der Druckmaschine aufrechterhalten werden kann, und somit die lästigen Reinigungsarbeiten von Gummitüchern und Druckplatten bei durch die Abschaltung bedingten längeren Stillstandszeiten, sogar die des Feucht-und/oder Farbwerkes, verhindert werden. Vorteilhafterweise kann der Drehzahlsollwert durch die obenerwähnten Einflußgrößen oder einer Kombination dieser Einflußgrößen verringert werden. Die bestimmende Einflußgröße ist jeweils diejenige, die den Drehzahlsollwert am stärksten beeinflußt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erörtert werden, wobei
Fig. 1 ein Flußdiagrämm, das den Ablauf bis zur Veränderung des Sollwertes der Motordrehzahl,
Fig. 2 ein Schaltschema zur Änderung des Sollwertes der Motordrehzahl, und
Fig. 3 eine Kennlinie einer Kontrolleinheit wiedergeben.
HEIOELBERG : :.'
/α-45'3
Da es im vorliegenden Fall das Verständnis der Beschreibung in Verbindung mit Fig. 1 erleichtert, enthält die Fig. 1 außer Bezugsziffern auch Wortangaben über die Bedeutung der einzelnen in der Fig. 1 enthaltenen Elemente.
Fig. 1 zeigt die Verfahrensschritte, die notwendig sind, um alle beanspruchten Merkmale der Einrichtung zu erfüllen. Dem Antrieb ist ein Drehzahlsollwert 2 in Form einer Spannung iu soii ^ vorgegeben. Dieser Drehzahlsollwert ,U ,, 2 steht in einem linearen Zusammenhang zu der
TO gewünschten Drehzahl des antreibenden Elektromotors. Im nächsten Verfahrensschritt 3 wird der Zählerstand des Zählers auf "Null" gesetzt. Dieser Zähler dient lediglich zur Erläuterung der Verfahrensschritte im Flußdiagramm. Bei der Abfrage 4 wird der Zählerstand geprüft.
Da der Zählerwert zu diesem Zeitpunkt "O" ist, erfolgt die Messung 5 der Netzspannung Un. Der Spannungswert wird anschließend bei der Entscheidung 6 mit dem Produkt aus dem vorgegebenen Drehzahlsollwert ,U ,, 2 und einem Faktor k verglichen. Dieser Faktor k ist ein Umrechnungsfaktor und berücksichtigt wertmäßig die Zuordnung des Drehzahlsollwertes ,U ,, 2 zur maximal für den Antrieb zulässigen Ankerspannung des Elektromotors 31.
Ist die Versorgungsspannung des Antriebs kleiner als dieses Produkt, wird die Drehzahlsollwertspannung 2
gebildet, die ein Produkt aus der gemessenen Netzspannung U„ und dem Faktor /k ist. Dadurch ist gewährleistet, daß im Unterspannungsfall die für den Antrieb maximal zulässige Ankerspannung des Elektromotors 31 nicht überschritten wird. Danach folgt Verfahrensschritt 8.
ORIGINAL INSPECTED
HEfOELOERQ
-7- 3519840
- -β- - 30.05.1985
/Α-453
Ist bei der Entscheidung 6 die gemessene Versorgungsspannung nicht kleiner als das Produkt aus k und .U ,,, wird 2Usoll^ au^ ^en gleichen Betrag festgelegt wie lUsoll* Danac^ f°l9t Verfahrensschritt 8.
im Verfahrensschritt 8 wird der Zählerstand um 1 erhöht, danach in Ausgabe 9 der Sollwert „U ,,7 ausgegeben und an die Drehzahlregler-Baugruppe 23 weitergegeben.Danach erfolgt die Zählerstandsabfrage 10. Da der Zählerstand nach bisheriger Beschreibung "1" ist, also ungleich "3", wird bei Abfrage 4 der Zählerstand nochmals abgefragt. Da der Zählerstand zu diesem Zeitpunkt "1" ist, also ungleich "0", wird zur Entscheidung 15 verwiesen, bei der der Zähler nach dem Zählerstand "1" abgefragt wird.
Da der Zählerstand nun "1" ist, erfolgt die Messung 11 der Temperatur T, und bei Überschreiten der maximalen Grenztemperatur T_=„ (Abfrage 12) wird im Verfahrensschritt 13
IUqX ·
die Sollwertspannung 2Usoll^ entsprechend der zulässigen Grenztemperatur angepaßt. Danach folgt Verfahrensschritt' 8.
F^r den Fall, daß bei der Abfrage 12 die Grenztemperatur T nicht erreicht wurde, wird Sollwertspannung „U ,.7 auf den gleichen Betrag festgelegt wie lü H^* Danacn erfolgt Verfahrensschritt 8, in dem der Zählerstand um "1" erhöht wird» In der nachfolgenden Ausgabe 9 wird der Sollwert „U ,.7 ausgegeben.
Da der Zählerstand nach dem bisherigen Vorgang "2" ist, also ungleich "3", wird in der Abfrage 4 der Zählerstand nochmals abgefragt. Da der Zählerstand zu diesem Zeitpunkt "2" ist, also ungleich "0", wird zur Entscheidung 15 verwiesen, bei der der Zähler nach dem Zählerstand "1" abgefragt wird.
/A-453 30.05.1985
-JX-
Da der Zählerstand nun "2" ist, erfolgt die Messung 16 des Momentes M, und bei Überschreiten des maximalen Antriebsmoments M (Entscheidung 17) wird im Verfahrens-
ITl ei X ·
schritt 13 die Sollwertspannung 2üsoll7 um e*nen festen Betrag, der u. a. abhängig ist von der Momentenkennlinie der vorliegenden Last, gesenkt. Danach erfolgt Verfahrensschritt 8. Für den Fall, daß bei der Entscheidung 17 das maximale Antriebsmoment M nicht erreicht wurde, wird
IH ei X ·
2Usoll7 auf den gleichen Betrag festgelegt wie ,U ,,. Danach erfolgt Verfahrensschritt 8, in dem der
Ί O -L SOXX
Zählerstand um "1" erhöht wird. In der nachfolgenden Ausgabe 9 wird der Sollwert 2 üsoll7 ausgegeben.
Da der Zählerstand nach dem bisherigen Vorgang "3" ist, wird zum Verfahrensschritt 3 verwiesen, indem, wie bei Beginn, der Zählerstand "0" gesetzt wird. Der Vorgang läuft wie bereits beschrieben ab.
Als Sollwertspannung 2Usoll7 wi-rd der jeweils niedrigste Wert nach einem kompletten Durchlauf in Ausgabe 9 ausgegeben und über einen weiteren Durchlauf gehalten.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Antriebssteuerung mit einer Einrichtung zur Veränderung der Drehzahl des Elektromotors 31 dargestellt.
Die Netzspannung Un 32 versorgt über den Stromrichter 33 den Elektromotor 31. Die Messung der Motordrehzahl erfolgt über den Tachogenerator 22, der mit der nicht dargestellten Motorwelle des Elektromotors 31 mechanisch verbunden ist. Der Tachogenerator 22 erzeugt den Drehzahlistwert und
HEIDELBERG ^J453' ' " '" 35^98^0
-3-
stellt diesen der Drehzahlreglerbaugruppe 23 zur Verfügung, die den Vergleich zwischen Sollwert 21 und diesem Drehzahl-Istwert bildet und ein dem gewünschten Regelverhalten entsprechendes Ausgangssignal der Stromreglerbaugruppe 26 liefert. Die Stromreglerbaugruppe 26 bildet aufgrund dieser und der Information über die Stromhöhe, die von einem Stromwandler 25 erfaßt wird, das Ansteuersignal für den Stromrichter 33.
Die beanspruchte Einrichtung 18 erhält als Eingangsgröße den Sollwert ,ü ,, 19. Wie bereits beschrieben, wird in der Einrichtung 18 die Ausgangsgröße -U .,21 gebildet, und der Drehzahlreglerbaugruppe 23 als Sollwerteingangsgröße zur Verfügung gestellt. Maßgebliche Einflußgrößen für die Ausgangsgröße ?Usoll^ können Un, Ut und UM sein (N steht für Netz, T steht für Temperatur, M steht für Drehmoment). Der Sollwert ^U ,, 19 wird von einer nicht dargestellten Sollwertaufbereitung gebildet, die im einfachsten Fall z. B. ein Potentiometer sein kann. Der Sollwert ,ü ,, 19 entspricht dem Wert der gewünschten Motordrehzahl. Die Eingangsgröße ü_ wird von einer Temperatursignalaufbereitung 20 erzeugt. Darin wird die von beispielsweise einem Thermoelement erzeugte Meßspannung auf eine entsprechende Spannungshöhe verstärkt und angepaßt.
Die Eingangsgröße UM wird im Beispiel mit Hilfe des gleichen Stromwandlers 25, der den Strom-Istwert für die Stromreglerbaugruppe 26 liefert, erzeugt.
Fig. 3 zeigt die Kennlinie 27 der Sollwertspannung 2üsoll *~n Abhängigkeit von der Sollwertspannung lUsoll* D*e durchgezogene Kennlinie 27 stellt den Verlauf von 2ü ,, dar, wenn die Versorgungsspannung die Temperatur der Antriebselemente und Momentenbelastung sich im zulässigen Rahmen bewegen. Die gestrichelten Kennlinien 28, 29, 30 zeigen den Verlauf von 2 Usoll' wenn
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- ir -
eine der ο. g. Bedingungen nicht erfüllt ist. Je nach Größe der .Abweichungen ergeben sich, wie beschrieben, unterschiedliche Begrenzungen für die Kennlinien 28, 29, 30 von 2Usoll*
Eine optische und/oder akustische Warnmeldung, die auf das Erfüllen eines der zuvor genannten Merkmale hinweist, liegt im Rahmen der Erfindung, wie auch die Möglichkeit, die Absenkung des Sollwertes nach einer Warnmeldung manuell vornehmen zu können.
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AUFLISTUNG DER BEZUGSZEICHEN
2 Drehzahlsollwert
3 Verfahrensschritt
4 Abfrage
5 Messung
6 Entscheidung
7 Drehzahlsollwertspannung 2 üsoll
8 Verfahrensschritt
9 Ausgabe
10 Zählerstandabfrage
11 Messung
12 Abfrage
13 Verfahrensschritt
14 Festsetzung
15 Entscheidung
16 Messung
17 Entscheidung
18 Einrichtung
19 Sollwert Λο11
20 Temperatursignalaufbereitung
21 Sollwert
22 Tachogenerator
23 Drehzahlreglerbaugruppe
24 Temperaturfühler
25 Stromwandler
26 Stromreglerbaugruppe
27 Kennlinie
28 Kennlinie
29 Kennlinie
30 Kennlinie
31 Elektromotor
32 Netzspannung
33 Stromrichter

Claims (1)

  1. /a-453 30.Q5.1985
    ANSPRÜCHE
    Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine mit einer Drehzahlsollwertvorgabe/
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels einer Einrichtung (18) ein Drehzahlsollwert (21) zur Steuerung des Elektromotors (31) gebildet wird, dessen Wert bei nicht ausreichender Netzspannung in Abhängigkeit der gemessenen Netzspannung verringert wird.
    Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine mit einer Drehzahlsollwertvorgabe
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels einer Einrichtung (18) ein Drehzahlsollwert (21) zur Steuerung des Elektromotors (31) gebildet wird, dessen Wert bei Überschreitung der zulässigen Temperatur des Elektromotors in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur verringert wird.
    Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine mit einer Drehzahlsollwertvorgabe
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels einer Einrichtung (18) ein Drehzahlsollwert (21) zur Steuerung des Elektromotors (31) gebildet wird, dessen Wert bei Überschreiten der zulässigen Temperatur der Ansteuerelemente des Elektromotors (31) in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur verringert wird.
    Ί-
    4. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine mit einer Drehzahlsollwertvorgabe
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mittels einer Einrichtung (18) ein Drehzahlsollwert (21) zur Steuerung des Elektromotors (31) gebildet wird, dessen Wert bei Überschreitung des zulässigen Momentenbedarfs in Abhängigkeit des gemessenen Momentes verringert wird.
    5. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine nach Anspruch 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Drehzahlsollwert (21) bei nicht ausreichender Netzspannung und/oder bei Temperaturüberschreitung des Elektromotors (31) und/oder bei Temperaturüberschreitung der Ansteuerelemente des Elektromotors (31) und/oder bei Antriebsmomentenüberschreitung verringert wird.
    6. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erfassung des Antriebsmomentes der Druckmaschine mittels Dehnungsmeßstreifen erfolgt.
    7. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Elektromotors an einer Offsetdruckmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erfassung des Antriebsmomentes mittels Messung des Stromes des Elektromotors (31) erfolgt.
DE19853519840 1985-06-03 1985-06-03 Verfahren zur begrenzung der drehzahl eines antriebsmotors einer rotationsoffsetdruckmaschine Granted DE3519840A1 (de)

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