DE3641569C1 - Circuit arrangement for spinning or twisting machines - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Spinn- oder Zwirnmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 (DE-PS 33 47 113).

Es ist bekannt (DE-PS 33 47 113), bei Spinn- oder Zwirnmaschinen mit Einzelantrieb der Spinn- oder Zwirnorgane durch Asynchronmo­ toren und gesondert angetriebenen Nebenaggregaten den oder die für einem Vierquadrantenbetrieb ausgelegten Wechselrichter, die den Einzelantrieben zugeordnet sind, sowie den Wechselrichter, der dem Antrieb der Nebenaggregate zugeordnet ist, direkt an ein und denselben Zwischenkreis eines Umrichters anzuschließen.

Hierdurch ist es bei einem Netzausfall möglich, durch eine genera­ torische Bremsung der Asynchronmotoren die für den weiteren An­ trieb der Nebenaggregate erforderliche Energie in den Zwischen­ kreis einzuspeisen, um ein Abspinnprogramm ausführen zu können, bei dem zur Vermeidung einer Überspannung im Zwischenkreis die generatorische Bremsung in Abhängigkeit vom Verhältnis der Zwi­ schenkreisspannung zur Ausgangsfrequenz geregelt werden muß. Die Regelmöglichkeiten des Auslaufvorgangs der verschiedenen Antriebe ist daher begrenzt.

Eine gleiche Zwischenkreisspannung ist auch bei einer Schaltungs­ anordnung für Spinnmaschinen mit Einzelantrieb bekannt (DE-OS 25 21 940), bei der jeder Motor oder jede betriebsmäßig zusammenge­ hörende Motorengruppe einen eigenen Wechselrichter aufweist. Durch die Koppelung der Zwischenkreise soll ein Energietransport vom einen zum anderen Umrichter, beispielsweise beim Ausfallen eines Gleichrichters, ermöglicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanord­ nung der eingangs genannten Art bezüglich ihrer Einsatzmöglichkeiten und ihres Betriebsverhaltens zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Zuordnung wenigstens je eines vollständigen Zwischen­ kreisumrichters zu den Einzelantrieben und dem Antriebe der Ne­ benaggregate wird in Verbindung mit den Gleichspannungswandlern die Möglichkeit eröffnet, die Wechselrichter gleichspannungs­ seitig mit unterschiedlich großer Spannung zu betreiben, ohne deshalb auf eine Energieeinspeisung aus dem Zwischenkreis des den Einzelantrieben zugeordneten Umrichters in den Zwischenkreis des im Antrieb der Nebenaggregate zugeordneten Umrichters verzichten zu müssen. Dies erweitert die Regelmöglichkeiten des Auslaufs der Spinn- oder Zwirnorgane sowie der Nebenaggregate, wodurch in ein­ facher Weise ein optimales Abspinnprogramm ausgeführt werden kann. Hinzu kommt der weitere Vorteil, daß die Motoren der Einzelantriebe einerseits und der Motor oder die Motoren der Nebenaggregate andererseits für unterschiedliche Spannungen aus­ gelegt sein können. Ein Gleichrichter in der gleichspannungssei­ tigen Verbindung der Wechselrichter stellt dabei sicher, daß ein Energiefluß nur in der gewünschten Richtung, nämlich zum Zwi­ schenkreis des dem Antrieb der Nebenaggregate zugeordneten Um­ richters hin erfolgen kann.

Vorzugsweise sind die Gleichspannungswandler als Chopper ausge­ bildet.

Sofern die Gleichspannungswandler eine veränderbare Ausgangsspan­ nung haben, sind sie vorzugsweise an den die Wechselrichter steu­ ernden Steuerteil angeschlossen. Dies vereinfacht die Spannungs­ steuerung während eines Abspinnprogrammes, das vorzugsweise mit einem konstanten Schlupf der Motoren der Einzelantriebe im gene­ ratorischen Bremsantrieb durchgeführt wird.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert.

Die einzi­ ge Figur zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels.

Bei einer Spinnmaschine mit zwei Reihen von Spinnorganen erfolgt der Antrieb jedes Spinnorganes mittels eines Asynchronmotores 1. Im Ausführungsbeispiel sind alle Asynchronmotoren 1 der einen Reihe an einen Wechselrichter 2 eines ersten Zwischenkreisumrich­ ters und alle Asynchronmotoren 1 der anderen Reihe an einen Wech­ selrichter 3 eines zweiten Zwischenkreisumrichters angeschlossen. Selbstverständlich wäre es aber auch möglich, für alle Asynchron­ motoren 1 nur einen einzigen Zwischenkreisumrichter vorzusehen oder diese Motoren in mehr als zwei Gruppen zu unterteilen und jeder dieser Gruppen einen eigenen, vollständigen Zwischenkreis­ umrichter zuzuordnen. In den Zwischenkreis, an den der Wechsel­ richter 2 angeschlossen ist, kann mittels eines Gleichrichters 4 Energie aus einem Drehstromnetz 6 eingespeist werden. Entspre­ chend ermöglicht ein Gleichrichter 5 die Energieeinspeisung in denjenigen Zwischenkreis, an den der Wechselrichter 3 angeschlos­ sen ist.

Die nicht dargestellten Nebenaggregate der Spinnmaschine werden mittels eines Asynchronmotors 7 angetrieben, der an einen Wech­ selrichter 8 eines dritten Zwischenkreisumrichters angeschlossen ist. In den Zwischenkreis dieses Umrichters kann über einen an das Drehstromnetz 6 angeschlossenen Gleichrichter 9 Energie ein­ gespeist werden.

Zwischen dem Wechselrichter 2 und dem zugehörigen Gleichrichter 4 liegt als Gleichspannungswandler ein Chopper 10, dessen Ausgangs­ spannung im Ausführungsbeispiel zwischen 0 Volt und der maximalen Betriebsspannung des Wechselrichters 2 verändert werden kann. Ein entsprechend ausgebildeter Chopper 11 ist zwischen den Gleich­ richter 5 und den Wechselrichter 3 geschaltet. Im Ausführungsbei­ spiel hat auch ein Chopper 12 eine veränderbare Ausgangsspannung, der zwischen den Gleichrichter 9 und den Wechselrichter 8 ge­ schaltet ist. Die Ausgangsspannung aller Gleichrichter 4, 5 und 9 ist im Ausführungsbeispiel gleich. Hingegen ist die maximale Ein­ gangsspannung des Wechselrichters 8 auf einen niedrigeren Wert als diejenige der beiden Wechselrichter 2 und 3 festgelegt, da der Asynchronmotor 7 eine niedrigere Betriebsspannung hat als die Asynchronmotoren 1.

Die Ansteuerung der Wechselrichter 2, 3 und 8 erfolgt über Steu­ erleitungen 13 von einem Steuerteil 14 aus, das mittels einer Batterie 15 gepuffert ist, um auch dann noch funktionsfähig zu bleiben, wenn das Drehstromnetz 6 ausfällt. Über eine zum Dreh­ stromnetz 6 führende Leitung 16 erhält der Steuerteil 14 nicht nur seine Versorgungsspannung. Es erkennt über diese Verbindung zum Drehstromnetz 6 auch einen Spannungsausfall. Der Steuerteil steuert auch die Chopper 10, 11 und 12 für die Einstellung von deren Ausgangsspannung an, und zwar über Steuerleitungen 17.

Eine zweiphasige Verbindungsleitung 18 verbindet die Zwischenkrei­ se des ersten und zweiten Zwischenkreisumrichters zwischen deren Wechselrichter 2 bzw. 3 und deren Chopper 10 bzw. 11. Von hier aus führt die Verbindungsleitung 18 über einen Gleichrichter 19 zu einer zwischen dem Gleichrichter 9 und dem Chopper 12 liegen­ den Abschnitt des Zwischenkreises des dem Asynchronmotor 7 zuge­ ordneten Zwischenkreisumrichters. Der Gleichrichter 19 liegt so in der Verbindungsleitung 18, daß er nur einen Energiefluß zum Zwischenkreis des letztgenannten Zwischenkreisumrichters hin zu­ läßt.

Während des Anfahrens der Maschine und während des Betriebs wer­ den die Ausgangsspannung und Ausgangsfrequenz der die Asynchron­ motoren 1 speisenden Wechselrichter 2 und 3 unabhängig von der Ausgangsspannung und der Ausgangsfrequenz des den Asynchronmotor 7 speisenden Wechselrichters 8 den Erfordernissen angepaßt. Über die Verbindungsleitung 16 fließt hierbei kein Strom. Erkennt hin­ gegen das Steuerteil 14 einen Ausfall der Spannung des Drehstrom­ netzes 6, dann führt es ein Abspinnprogramm durch, bei dem der Synchronlauf der Asynchronmotoren 1, welche die Spinnorgane an­ treiben, mit dem Asynchronmotor 7, welcher die Nebenaggregate an­ treibt, bis zum Stillstand der Maschine aufrechterhalten bleibt, wodurch eine Änderung der Eigenschaften der gesponnenen Fäden oder gar ein Abriß derselben verhindert wird. Die hierzu erfor­ derliche Energieeinspeisung in den Zwischenkreis des dem Asyn­ chronmotor 7 zugeordneten Zwischenkreisumrichters über den Gleichrichter 19 wird dadurch erreicht, daß durch eine entspre­ chende Ansteuerung der Wechselrichter 2 und 3 die Asynchronmoto­ ren 1 mit konstantem Schlupf generatorisch abgebremst werden. Diese Energie kann über den Chopper 12 und den Wechselrichter 8 dem Asynchronmotor 7 mit der für einen synchronen Auslauf erfor­ derlichen Spannung und Frequenz zugeführt werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung für Spinn- oder Zwirnmaschinen mit Einzelantrieb der Spinn- oder Zwirnorgane durch Asynchron­ motoren und gesondert angetriebenen Nebenaggregaten, mit

• a) wenigstens einem für einen Vier-Quadranten-Betrieb aus­ gelegten Wechselrichter für den Anschluß der Einzelan­ triebe,
• b) wenigstens einem zusätzlichen Wechselrichter für den An­ schluß des Antriebs der Nebenaggregate,
• c) wenigstens einem eingangsseitig an das Netz anzuschlie­ ßenden Gleichrichter,
• d) wenigstens einem Gleichstromzwischenkreis,
• e) einer gleichspannungsseitigen Verbindung aller Wechsel­ richter und
• f) einem durch einen elektrischen Speicher bei einem Netz­ ausfall mindestens bis zum Stillstand der Maschine ge­ pufferten Steuerteil, das die Wechselrichter steuert, das Anliegen der Netzspannung am Gleichrichter überwacht und beim Erkennen eines Netzausfalls die Ausgangsfre­ quenz des für einen Vier-Quadranten-Betrieb ausgelegten Wechselrichters derart absenkt, daß durch eine generato­ rische Bremsung der Einzelantriebe die für die Energie­ versorgung des Antriebs der Nebenaggregate während eines Abspinnvorgangs erforderliche Energie in den Zwischen­ kreis eingespeist wird,

gekennzeichnet durch

• g) wenigstens je einen vollständigen Zwischenkreisumrichter (2, 4, 3, 5, 8, 9) für den Anschluß der Einzelantriebe und den Antrieb der Nebenaggregate,
• h) je einen Gleichspannungswandler (10, 11, 12) im Zwi­ schenkreis jedes Zwischenkreisumrichters,
• i) einen Gleichrichter (19) in der gleichspannungsseitigen Ver­ bindung der Wechselrichter (2, 3, 8), der für einen Energiefluß vom Zwischen­ kreis des dem Antrieb der Nebenaggregate zugeordneten Umrichters (8, 9) in den Zwischenkreis des den Einzelantrieben zugeordneten Umrichters (2, 4, 3, 5) in Sperrichtung liegt, und
• j) einen Anschluß der die gleichspannungsseitige Verbindung bildenden Verbindungsleitung (18) einerseits an den zwi­ schen dem Gleichspannungswandler (10, 11) und dem Wech­ selrichter (2, 3) liegenden Abschnitt des Zwischenkrei­ ses des den Einzelantrieben zugeordneten Wechselrichters und andererseits an den zwischen dem Gleichrichter (9) und dem Gleichspannungswandler (12) liegenden Abschnitt des dem Antrieb der Nebenaggregate zugeordneten Umrich­ ters.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleichspannungswandler (10, 11, 12) als Chopper ausgebildet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Gleichspannungswandler (12) des dem Antrieb der Nebenaggregate zugeordneten Umrichters (8, 9) eine veränderbare Ausgangsspannung hat.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Gleichspannungswandler (10, 11, 12) mit ver­ änderbarer Ausgangsspannung einen Anschluß für eine Steuerung seiner Ausgangsspannung durch das Steuerteil (14) aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine einen konstanten Schlupf der Asynchron­ motoren (1) im generatorischen Bremsbetrieb ergebende Frequenz­ steuerung des Wechselrichter (2, 3) des den Einzelantrieben zuge­ ordneten Umrichters (2, 4, 3, 5) während des durch einen Netzaus­ fall ausgelösten Abspinnvorgangs.