DE4010376A1 - Ring spinner spindle drive - has three phase synchronous motor with permanently energised rotor for control through switches - Google Patents
Ring spinner spindle drive - has three phase synchronous motor with permanently energised rotor for control through switchesInfo
- Publication number
- DE4010376A1 DE4010376A1 DE4010376A DE4010376A DE4010376A1 DE 4010376 A1 DE4010376 A1 DE 4010376A1 DE 4010376 A DE4010376 A DE 4010376A DE 4010376 A DE4010376 A DE 4010376A DE 4010376 A1 DE4010376 A1 DE 4010376A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- motor
- drive
- drive according
- frequency converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
- D01H1/14—Details
- D01H1/20—Driving or stopping arrangements
- D01H1/24—Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles
- D01H1/244—Driving or stopping arrangements for twisting or spinning arrangements, e.g. spindles each spindle driven by an electric motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere Einzel spindelantrieb für eine Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive, in particular individual spindle drive for a work station of a ring spinning machine, with the features of the preamble of claim 1.
Zum Antrieb der Spindeln einer Spinnereimaschine mit einer Viel zahl von Arbeitsstellen findet derzeit im wesentlichen der Tan gentialriemenantrieb Verwendung. Dabei wird zum Antrieb einer Vielzahl von Spindeln lediglich ein einziger Elektromotor benö tigt. Der Nachteil dieses Antriebstyps besteht darin, daß durch den unterschiedlichen Schlupf zwischen Tangentialriemen und An triebsscheibe an den einzelnen Arbeitsstellen kein vollkommen synchroner Lauf der Spindeln sichergestellt ist.To drive the spindles of a spinning machine with a lot Tan is currently the number of jobs belt drive use. One becomes the drive Large number of spindles only need a single electric motor does. The disadvantage of this type of drive is that the different slip between tangential belt and an drive pulley not perfect at the individual workplaces synchronous running of the spindles is ensured.
Aus diesem Grund werden in jüngster Zeit Elektromotoren ent wickelt, die für den Einsatz als Einzelspindelantrieb geeignet sind. Aufgrund des erforderlichen synchronen Laufs der einzelnen Motoren an den verschiedenen Arbeitsstellen kommen hierfür vor allem Synchronmotoren mit hohem Wirkungsgrad in Frage.For this reason, electric motors have been developed recently winds that are suitable for use as a single spindle drive are. Because of the required synchronous running of the individual Motors at the various workplaces are used for this all synchronous motors with high efficiency in question.
Die vorveröffentlichte EP-Anmeldung 03 42 452 beschreibt einen Einphasen-Induktionsmotor mit einsträngiger Statorwicklung. Der Rotor weist eine Arbeitswicklung und eine Steuerwicklung auf. Diese Wicklungen sind in Reihe geschaltet. Die Enden der Reihen schaltung sind über einen Triac verbunden. Am Gate dieses Triacs liegt über einen Vorwiderstand der Mittelabgriff der beiden Wicklungen. Die Statorwicklung wird mit Wechselspannung ge speist.The previously published EP application 03 42 452 describes one Single-phase induction motor with single-strand stator winding. The Rotor has a working winding and a control winding. These windings are connected in series. The ends of the rows circuit are connected via a triac. At the gate of this triac the center tap of the two lies across a series resistor Windings. The stator winding is ge with AC voltage feeds.
Weiterhin beschreibt die nicht vorveröffentlichte deutsche Pa tentanmeldung 40 05 055 einen Synchronmotor, der im Vergleich zu dem oben genannten Einphasen-Synchronmotor einen wesentlich ein facheren Aufbau der Rotorwicklung aufweist und eine einfachere Steuerung ermöglicht.Furthermore, the unpublished German Pa tentanmeldung 40 05 055 a synchronous motor that compared to the above-mentioned single-phase synchronous motor a significantly has a more complex structure of the rotor winding and a simpler one Control enables.
Nachteilig bei diesen Motoren ist, daß der zu niedrige Wir kungsgrad den Einsatz als Einzelspindelantrieb nicht als sinn voll erscheinen läßt.The disadvantage of these engines is that the low We efficiency as a single spindle drive does not make sense appears full.
Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung herkömmlicher Synchron motoren als Einzelspindelantrieb ist, daß bei Stillstand des Mo tors kein oder nur ein geringes Haltemoment auftritt, so daß bei Einwirken äußerer Drehmomente der Motor ein unkontrolliertes "Freidrehen" zeigt. Dies führt als Folge zu einem unerwünschten Verdrillen oder Krängeln des Fadens.Another disadvantage when using conventional synchronous motors as a single spindle drive is that when the Mo tors no or only a small holding torque occurs, so that at Exposure to external torques of the engine is uncontrolled "Free spinning" shows. As a result, this leads to an undesirable one Twisting or curling of the thread.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der einen synchronen Lauf ermöglicht und einen derart hohen Wirkungsgrad aufweist, daß er sich insbesondere als Ein zelspindelantrieb für Spinnereimaschinen eignet.The invention is therefore based on the object of a drive create a synchronous run and one like that has high efficiency that it is particularly as a cell spindle drive is suitable for spinning machines.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Außer trittfallen des Motors bei Überlastung und/oder Änderungen des Polradwinkels bei Drehmomentänderungen, die insbesondere bei ei nem Fadenbruch auftreten, zu erkennen und gegebenenfalls den Mo tor stillzusetzen.Another object of the invention is to save falling of the motor in the event of overload and / or changes in Magnet wheel angle in the event of torque changes, in particular with egg nem thread breakage to recognize and, if necessary, the Mo shut down the gate.
Darüberhinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der im Stillstand zur Vermeidung eines un kontrollierten "Freidrehens" ein ausreichendes Haltemoment auf weist. In addition, the invention is based on the object To create drive, which at standstill to avoid un controlled "free turning" a sufficient holding torque points.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkma len des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the characteristic feature len of claim 1.
Als elektromechanischer Wandler wird erfindungsgemäß ein Dreh strom-Synchronmotor mit radial permanent erregtem Rotor verwen det. Die in Form einer Stern- oder Dreieckschaltung verschalte ten Drehstromwicklungen des Stators werden von einem Frequenzum richter gespeist. In der Anlauf- und Stillsetzungsphase werden zur Erzeugung des erforderlichen hohen Drehmoments alle drei Phasen des Frequenzumrichters mittels steuerbarer, von der An triebssteuerung angesteuerter Schalter, auf die Drehstrom wicklungen des Stators geschaltet. Nach Erreichen der Betriebs drehzahl wird während der Betriebsphase, in der nur ein verhält nismäßig geringes Drehmoment bei hohem Wirkungsgrad benötigt wird, der Motor von einer Phase des Frequenzumrichters getrennt. Da zwischen den beiden verbleibenden Phasen eine sinusbewertete Spannung mit entsprechender Frequenz anliegt, verhält sich der Drehstrom-Synchronmotor in dieser Betriebsart wie ein Einphasen- Synchronmotor.According to the invention, a rotation is used as the electromechanical transducer Use a current synchronous motor with a permanently excited rotor det. Connect in the form of a star or delta connection th three-phase windings of the stator are from a frequency judge fed. In the start-up and shutdown phase to generate the high torque required all three Phases of the frequency converter by means of controllable, from the on drive control controlled switch on the three-phase current windings of the stator switched. After reaching the operating speed is during the operating phase in which only one behaves low torque with high efficiency required the motor is separated from a phase of the frequency converter. Since a sine-weighted between the two remaining phases The voltage behaves with the appropriate frequency Three-phase synchronous motor in this operating mode like a single-phase Synchronous motor.
Da das Wechselfeld nach der Drehfeldtheorie in ein mitlaufendes und ein gegenlaufendes Magnetfeld halber Amplitude aufgeteilt werden kann, läuft der Synchronmotor mit dem mitlaufenden Dreh feld weiter, wobei dieses Drehfeld mit halber Amplitude den op timalen Wirkungsgrad des Motors ergibt. Das Gegendrehfeld kann durch die schlecht magnetisch leitenden Permanentmagnetmateria lien keine wesentlichen Verluste erzeugen.Since the alternating field according to the rotating field theory in a moving and split an opposing magnetic field of half the amplitude the synchronous motor runs with the rotating rotation field further, this rotating field with half the amplitude op gives the engine's maximum efficiency. The counter rotating field can due to the poorly magnetically conductive permanent magnet material no significant losses.
Durch das Abtrennen einer Wicklung vom Frequenzumrichter besteht nun die Möglichkeit, die in dieser Wicklung induzierte elektri sche Spannung einer Auswerteeinheit zuzuführen, die zur Bestim mung der Drehzahl und/oder des drehmomentabhängigen Polradwin kels aus dem ihr zugeführten Signal dient. Diese Informationen können in der Antriebssteuerung ausgewertet werden und zur Dreh zahlüberwachung und Fadenbrucherkennung dienen. By disconnecting a winding from the frequency converter now the possibility of the electri induced in this winding supply voltage to an evaluation unit that is used to determine Measurement of the speed and / or the torque-dependent pole wheel win kels from the signal supplied to it. This information can be evaluated in the drive control and for rotation number monitoring and thread break detection.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Frequenz und Am plitude der vom Frequenzumrichter erzeugten Phasenspannungen zum Anlaufen oder Stillsetzen bzw. Beschleunigen oder Bremsen des Motors entsprechend der erforderlichen Frequenz-Spannungskenn linie variiert.According to one embodiment of the invention, the frequency and Am plitude of the phase voltages generated by the frequency converter Starting or stopping or accelerating or braking the Motor according to the required frequency-voltage characteristic line varies.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Dreh stromwicklungen zum Stillsetzen des Motors mittels der steuerba ren Schalter kurzgeschlossen.According to a further embodiment of the invention, the rotation current windings to stop the motor using the controllable Ren switch short-circuited.
Bei Abschalten des Netzes oder bei Netzunterbrechung kann nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der Motor über den Frequenzumrichter in den generatorischen Betrieb geschaltet wer den und die erzeugte Energie zum geordneten Abstellen des An triebs bzw. der gesamten Vorrichtung dienen.If the network is switched off or the network is interrupted, after another embodiment of the invention, the engine over the Frequency converter switched to generator mode the and the energy generated to orderly turn off the on Drive or serve the entire device.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann bei Mehrmo torenbetrieb zur Ermöglichung des elektrischen Leistungsaustau sches zwischen den Motoren und zur symmetrischen Belastung des Frequenzumformers die abgetrennte Phase zyklisch vertauscht wer den. Darüber hinaus kann mehreren Motoren eine Auswerteeinheit bzw. eine Antriebssteuerung zugeordnet sein.According to a further embodiment of the invention, Mehrmo Gate operation to enable electrical power exchange between the motors and for the symmetrical loading of the Frequency converter the separated phase cyclically exchanged who the. An evaluation unit can also be used for several motors or a drive control can be assigned.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen.Further refinements of the invention result from the Un claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeich nung zeigtThe invention is illustrated below with reference to the drawing presented embodiments explained in more detail. In the drawing shows
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Antriebs nach der Erfindung mit einem Drehstrom-Synchronmotor; Figure 1 is a block diagram of the drive according to the invention with a three-phase synchronous motor.
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Drehstrom-Synchronmotor nach der Erfindung; Figure 2 shows a cross section through a three-phase synchronous motor according to the invention.
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 is a block diagram of another embodiment of the invention and
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Antriebs bei Mehrmotorenbetrieb. Fig. 4 is a block diagram of the drive in multi-engine operation.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Drehstrom-Synchronmotor 1 mit permanent erregtem Rotor drei Statorwicklungen W1, W2, W3 auf, deren Wicklungsachsen jeweils einen Winkel von 120° ein schließen. Die Wicklungen sind in dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel als Sternschaltung verschaltet. Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch ohne Einschränkung auf den Fall über tragen, daß die Drehstromwicklungen als Dreieckschaltung ver schaltet sind. Die freien Enden der Wicklungen sind über steuer bare Schalter S1, S2, S3 mit den drei Phasen r, s, t des Fre quenzumrichters 2 verbunden.As can be seen from FIG. 1, the three-phase synchronous motor 1 with a permanently excited rotor has three stator windings W 1 , W 2 , W 3 , the winding axes of which each form an angle of 120 °. In the example shown, the windings are connected as a star connection. However, the present invention can be carried without limitation to the case where the three-phase windings are connected as a delta circuit. The free ends of the windings are connected via controllable switches S 1 , S 2 , S 3 to the three phases r, s, t of the frequency converter 2 .
Die Steuereingänge der Schalter sind mit der Antriebssteuerung 3 verbunden, die zur Steuerung sämtlicher Vorgänge, wie das Hoch fahren und Stillsetzen des Motors sowie zur Drehzahlstellung dient.The control inputs of the switches are connected to the drive control 3 , which is used to control all processes, such as driving up and stopping the engine and for setting the speed.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Drehstrom-Synchronmotor 1 nach der Erfindung mit einem aus dem Eisenblechpaket 5 und aus den Drehstromwicklungen W1, W2, W3 bestehenden Stator und mit dem aus Permanentmagneten 6 und aus dem den magnetischen Eisenrück schluß bewirkenden Teil 7 bestehenden Rotor. Der wesentliche Un terschied im Vergleich zu herkömmlichen Drehstrom-Synchron motoren mit diametraler Magnetisierung besteht in der radialen Magnetisierung des permanent erregten Rotors, wie in Fig. 2 dar gestellt. Fig. 2 shows a cross section through the three-phase synchronous motor 1 according to the invention with a made of the iron sheet package 5 and the three-phase windings W 1 , W 2 , W 3 stator and with the permanent magnet 6 and the magnetic iron return circuit causing part 7 existing rotor. The main difference between conventional three-phase synchronous motors with diametrical magnetization is the radial magnetization of the permanently excited rotor, as shown in Fig. 2.
Nachfolgend wird der praxisgerechte Betrieb des oben beschriebe nen Antriebs erläutert.The practical operation of the above is described below NEN drive explained.
Zum Hochfahren des Antriebs aus dem Stillstand steuert die An triebssteuerung 3, auf ein externes Anforderungssignal hin, die Schalter S1, S2, S3 so an, daß alle drei Phasen r, s, t des Fre quenzumrichters 2 auf die Drehstromwicklungen des Synchronmotors durchgeschaltet sind. Die Frequenz und Amplitude der vom Fre quenzumrichter erzeugten Phasenspannungen wird in dieser Anlauf phase sowie überhaupt zum Erreichen einer Drehzahländerung des Motors entsprechend der erforderlichen Frequenz-Spannungskenn linie variiert. Das während der Anlaufphase benötigte hohe Dreh moment wird, allerdings auf Kosten eines ungünstigen Wirkungs grades, durch diesen Dreiphasenbetrieb erzeugt.To start the drive from a standstill, the drive control 3 controls, in response to an external request signal, the switches S 1 , S 2 , S 3 so that all three phases r, s, t of the frequency converter 2 on the three-phase windings of the synchronous motor are switched through. The frequency and amplitude of the phase voltages generated by the frequency converter is varied in this starting phase and at all to achieve a change in the speed of the motor in accordance with the required frequency-voltage characteristic. The high torque required during the start-up phase is generated by this three-phase operation, however at the cost of an unfavorable degree of efficiency.
Nach dem Erreichen der Betriebsdrehzahl steuert die Antriebs steuerung 3 den Schalter S3 so an, daß die Wicklung W3 von der Phase t getrennt wird und die Spannung Ui der Auswerteeinheit 4 zugeführt wird. Durch das Abtrennen einer Phase liegt an den beiden anderen Klemmen des Motors nur noch eine Wechselspannung an, so daß sich der Drehstrom-Synchronmotor in dieser Betriebs art wie ein Einphasen-Synchronmotor verhält. Das von den Stator wicklungen erzeugte Wechselfeld mit konstanter Richtung kann nach der Drehfeldtheorie in ein mitlaufendes und ein gegenlau fendes Magnetfeld mit halber Amplitude aufgeteilt werden, so daß der Synchronmotor mit dem mitlaufenden Drehfeld weiterläuft. Dieses Drehfeld mit halber Amplitude ergibt den optimalen Wir kungsgrad des Motors, da das Gegendrehfeld durch die schlecht magnetisch leitenden Permanentmagnetmaterialien keine wesentli chen Verluste erzeugt.After reaching the operating speed, the drive control 3 controls the switch S 3 so that the winding W 3 is separated from the phase t and the voltage U i of the evaluation unit 4 is supplied. By disconnecting a phase, only an alternating voltage is present at the two other terminals of the motor, so that the three-phase synchronous motor behaves like a single-phase synchronous motor in this operating mode. The alternating field generated by the stator windings with a constant direction can, according to the rotating field theory, be divided into a rotating and a counter-magnetic field with half the amplitude, so that the synchronous motor continues to run with the rotating field. This rotating field with half the amplitude results in the optimum efficiency of the motor, since the counter rotating field does not produce any significant losses due to the poorly magnetically conductive permanent magnet materials.
Die der Auswerteeinheit 4 zugeführte Spannung Ui setzt sich aus der in der Wicklung W3 induzierten und aus der über die Wicklung W2 anliegenden Spannung zusammen. Die Auswerteeinheit 4 ermit telt aus diesem Signal die Synchron- bzw. Asynchrondrehzahl und den lastabhängigen Polradwinkel des Motors und führt diese der Antriebssteuerung 3 zu. Die Antriebssteuerung 3 kann somit Ab weichungen der Istdrehzahl von der Solldrehzahl, d. h. ein Außer trittfallen des Motors, und Änderungen des Polradwinkels bei Lastwechseln, wie z. B. bei einem Fadenbruch, ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung den Frequenzumformer 2 so ansteuern, daß eine Stillsetzung des Motors erfolgt.The voltage U i supplied to the evaluation unit 4 is composed of the voltage induced in the winding W 3 and the voltage present across the winding W 2 . The evaluation unit 4 determines the synchronous or asynchronous speed and the load-dependent pole wheel angle of the motor from this signal and feeds them to the drive control 3 . The drive control 3 can thus deviations from the actual speed from the target speed, ie an exception occurs in the engine, and changes in the magnet wheel angle during load changes, such as. B. in the event of a thread breakage, determine and control the frequency converter 2 as a function of the determined deviation so that the motor is stopped.
Die Stillsetzung des Motors kann, außer durch die Änderung der Spannung und Frequenz der Phasenspannungen, durch Kurzschließen der Drehstromwicklungen erfolgen: Wird der Antriebssteuerung 3 ein Signal zur Stillsetzung des Synchronmotors zugeführt, so steuert diese die Schalter S1, S2, S3 so an, daß die Drehstrom wicklungen kurzgeschlossen werden und die in den Wicklungen in duzierten Ströme Magnetfelder erzeugen, die ihrerseits das er forderliche Bremsmoment hervorrufen.The motor can be stopped, except by changing the voltage and frequency of the phase voltages, by short-circuiting the three-phase windings: If the drive control 3 is supplied with a signal to stop the synchronous motor, it controls the switches S 1 , S 2 , S 3 in this way that the three-phase windings are short-circuited and generate magnetic fields in the windings in reduced currents, which in turn cause the braking torque required.
Im Stillstand des Motors tritt durch die bevorzugte Verwendung eines radial permanent erregten Rotors ein - im Vergleich zu üb licherweise verwendeten Rotoren mit Diametralmagnetisierung - relativ hohes Haltemoment auf, das sich durch Gleichstrombe stromung der Drehstromwicklungen noch erhöhen läßt. Dies kann ebenfalls durch die entsprechende Ansteuerung der Schalter und des Frequenzumformers (mit Frequenz Null) durch die Antriebs steuerung 3 erreicht werden. Durch das auf diese Weise erzeugte Haltemoment bei Motorstillstand wird ein unkontrolliertes "Frei drehen", hervorgerufen durch äußere, auf den Rotor wirkende Drehmomente verhindert. Bei Verwendung eines derartigen Antriebs als Einzelspindelantrieb an einer Arbeitsstelle einer Ringspinn maschine wird somit ein Verdrillen oder Krängeln des Fadens durch unkontrollierte Drehbewegungen des Rotors bei Stillstand des Motors verhindert.At a standstill of the motor occurs through the preferred use of a radially permanently excited rotor - in comparison to rotors usually used with diametrically magnetization - relatively high holding torque, which can be increased by DC current flow of the three-phase windings. This can also be achieved by the appropriate control of the switch and the frequency converter (with zero frequency) by the drive control 3 . The holding torque generated in this way when the motor is at a standstill prevents an uncontrolled "free rotation" caused by external torques acting on the rotor. When using such a drive as a single spindle drive at a work station of a ring spinning machine, twisting or curling of the thread is prevented by uncontrolled rotary movements of the rotor when the motor is at a standstill.
Darüber hinaus kann die Antriebssteuerung 3 eine Vorrichtung zur Überwachung der Netzspannung beinhalten, so daß bei Ausfall oder Abschalten des Netzes die Schalter S1, S2, S3 so angesteuert werden können, daß alle drei Phasen des Frequenzumrichters auf die Wicklungen durchgeschaltet sind. Zusätzlich wird in diesem Fall der Frequenzumrichter 2 in den generatorischen Betrieb ge schaltet. Die erzeugte Energie kann dann z. B. zum geordneten Abstellen des Antriebs bzw. der gesamten Vorrichtung, in die der Antrieb integriert ist, verwendet werden.Moreover, the driving controller 3, a device for monitoring the supply voltage include, so that the switches S 1, S 2, S 3 can be driven so on failure or switching off of the network that all three phases of the inverter are switched through to the windings. In addition, the frequency converter 2 is switched to generator operation in this case. The energy generated can then, for. B. for orderly turning off the drive or the entire device into which the drive is integrated, can be used.
Der in Fig. 3 dargestellte Antrieb ist bis auf den Schalter S4, der zur zusätzlichen Abtrennung der Wicklung W3 vom gemeinsamen Bezugsknoten U aller Wicklungen während der Betriebsphase dient, mit dem in Fig. 1 dargestellten Antrieb identisch. Während der Betriebsphase steuert die Antriebssteuerung 3 den Schalter S4 so an, daß dieser in den nicht geschlossenen Zustand geschaltet wird. Zusätzlich wird der Schalter S3 so angesteuert, daß der Auswerteeinheit 4 die Spannung U′i zugeführt wird. Diese Span nung ist gleich der in der Wicklung W3 induzierten Spannung. Aus diesem Signal kann im Vergleich zur Spannung Ui des in Fig. 1 dargestellten Antriebs die Synchron- bzw. Asynchrondrehzahl und der lastabhängige Polradwinkel auf einfachere Weise ermittelt werden, da dieser Spannung nicht die über die Wicklung W2 anlie gende Spannung überlagert ist.The drive shown in FIG. 3 is identical to the drive shown in FIG. 1 except for the switch S 4 , which is used for the additional separation of the winding W 3 from the common reference node U of all windings during the operating phase. During the operating phase, the drive controller 3 controls the switch S 4 so that it is switched to the non-closed state. In addition, the switch S 3 is controlled so that the evaluation unit 4 is supplied with the voltage U ' i . This voltage is equal to the voltage induced in the winding W 3 . From this signal, in comparison to the voltage U i of the drive shown in FIG. 1, the synchronous or asynchronous speed and the load-dependent pole wheel angle can be determined in a simpler manner, since this voltage is not superimposed on the voltage across the winding W 2 .
In Fig. 4 ist der Betrieb mehrerer derartiger synchron laufender Antriebe, wie zum Beispiel im Fall einer Spinnereimaschine, dar gestellt. Analog zu den oben beschriebenen Einzelantrieben ist jeder Synchronmotor über die Schalter S1, S2, S3 mit den Phasen r, s, t des Frequenzumrichters 2 verbunden. Zur Ermöglichung des elektrischen Leistungsaustausches zwischen den Motoren und zur symmetrischen Belastung des Frequenzumformers wird die während der Betriebsphase abgetrennte Phase zyklisch vertauscht. Auf die Darstellung der Antriebssteuerung 3, der Auswerteeinheit 4 sowie die Ansteuerung der einzelnen Schalter und die Rückführung der in den abgetrennten Wicklungen induzierten Spannungen zur Dreh zahl- und Polradwinkelermittlung wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet.In Fig. 4, the operation of several such synchronously running drives, such as in the case of a spinning machine, is shown. Analogous to the individual drives described above, each synchronous motor is connected to the phases r, s, t of the frequency converter 2 via the switches S 1 , S 2 , S 3 . To enable the electrical power exchange between the motors and for the symmetrical loading of the frequency converter, the phase separated during the operating phase is cyclically interchanged. On the representation of the drive control 3 , the evaluation unit 4 and the control of the individual switches and the feedback of the voltages induced in the separated windings for speed and pole wheel angle determination has been omitted for the sake of clarity.
Zur Reduzierung des Aufwands kann dabei eine gemeinsame Aus werteeinheit bzw. eine gemeinsame Antriebssteuerung mehreren Mo toren zugeordnet sein. Die Verbindung zwischen der Antriebs steuerung und den Motoren bzw. zwischen den Motoren und der Aus werteeinheit kann in vorteilhafter Weise durch übliche Multi plex-/Demultiplex-Übertragungsverfahren oder durch die Übertra gung der Signale auf einen gemeinsamen Bus erfolgen.A common solution can be used to reduce the effort value unit or a common drive control for several months be assigned to gates. The connection between the drive control and the motors or between the motors and the off value unit can advantageously by conventional multi plex / demultiplex transmission method or by the transmission signals on a common bus.
Damit wird erfindungsgemäß ein Antrieb geschaffen, der sich we gen des hohen Wirkungsgrades in der Betriebsphase auch als Ein zelspindelantrieb für eine Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine eignet. Durch die Verwendung eines radial permanent erregten Ro tor ergibt sich bei Motorstillstand ein hohes Haltemoment, wo durch das unkontrollierte "Freidrehen" bei Motorstillstand ver hindert wird. Darüberhinaus werden gleichzeitig das Außertritt fallen des Motors bei Überbelastung und Änderungen des Polrad winkels bei einem Lastwechsel erkannt. Der Antrieb übernimmt so mit zusätzlich die Aufgabe eines Fadenbruchdetektors.This creates a drive according to the invention, which we due to the high efficiency in the operating phase also as an single spindle drive for a work station of a ring spinning machine is suitable. By using a radially permanently excited Ro When the engine is at a standstill, there is a high holding torque where due to the uncontrolled "free turning" when the engine is not running is prevented. In addition, at the same time, the withdrawal fall of the motor in case of overload and changes in the magnet wheel angle detected during a load change. The drive takes over like this with the additional task of a thread break detector.
Claims (14)
- - einem Synchronmotor und
- - einem Frequenzumrichter zur Drehzahlstellung, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Synchronmotor als Drehstromsynchronmotor (1) mit per manent erregtem Rotor ausgebildet ist und daß
- - von der Antriebsteuerung (3) ansteuerbare Schaltelemente (S1, S2, S3, S4) vorhanden sind, mit deren Hilfe
- - bei hohem erforderlichem Drehmoment in der Anlauf- und Stillsetzungsphase alle drei Phasen des Frequenzumrich ters (2) auf die in Stern- oder Dreieckschaltung geschal teten Drehstromwicklungen (W1, W2, W3) durchgeschaltet werden und
- - zur Steigerung des Wirkungsgrades bei geringem erfor derlichen Drehmoment während der Betriebsphase nach dem Erreichen der Betriebsdrehzahl eine der Drehstromwick lungen von der zugehörigen Phase getrennt wird.
- - a synchronous motor and
- - A frequency converter for speed setting, characterized in that
- - The synchronous motor is designed as a three-phase synchronous motor ( 1 ) with a rotor excited by man and that
- - From the drive control ( 3 ) controllable switching elements (S 1 , S 2 , S 3 , S 4 ) are available, with their help
- - With high required torque in the start-up and shutdown phase, all three phases of the frequency converter ( 2 ) are switched through to the three-phase windings switched in a star or delta connection (W 1 , W 2 , W 3 ) and
- - To increase the efficiency with a low required torque during the operating phase after reaching the operating speed, one of the three-phase windings is separated from the associated phase.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4010376A DE4010376C2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Drive, in particular single spindle drive for a work station of a ring spinning machine |
| DE4017442A DE4017442A1 (en) | 1990-03-30 | 1990-05-30 | Separate spindle drive - has a two=phase synchronous motor with two coil groups for synchronised running through switches and frequency converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4010376A DE4010376C2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Drive, in particular single spindle drive for a work station of a ring spinning machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4010376A1 true DE4010376A1 (en) | 1991-10-02 |
| DE4010376C2 DE4010376C2 (en) | 1993-12-09 |
Family
ID=6403470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4010376A Expired - Fee Related DE4010376C2 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Drive, in particular single spindle drive for a work station of a ring spinning machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4010376C2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4118829A1 (en) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Stopping slubbing feed mechanism to spinner work station - involves bringing electromotor to rest through event registered by sensor which is electronically evaluated, etc. |
| DE4205778A1 (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-16 | Mannesmann Ag | Rotating electrical machine - Has outer rotor with flat permanent magnets and inner rotor with salient pole windings commutated in groups |
| DE4224757A1 (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T | Spindle synchronous motor for spinning and twisting - has adhesive bonded permanent magnets at circumference of cage around the rotor |
| DE4224755A1 (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T | Separate spindle motor control - has a setting system for each motor with programs for start=up and brake operations |
| DE19701883A1 (en) * | 1997-01-21 | 1998-07-23 | Behr Gmbh & Co | Device for detecting step-asynchronism and blocking of stepper- or synchronous-motor |
| EP1186690A2 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | Ditta Michele Ratti S.p.A. | Integrated spindle and motor rotor |
| EP1188849A2 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-20 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Method of controlling single spindle driving motors of a spinning machine |
| EP1589133A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-26 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Method of synchronous switching of a motor between two frequency converters |
| RU2471651C2 (en) * | 2007-09-04 | 2013-01-10 | Альстом Транспорт Са | Emergency braking electrical device with drive with permanent magnets and with adjustment of braking moment |
| CN115258809A (en) * | 2022-07-26 | 2022-11-01 | 中船重工（青岛）轨道交通装备有限公司 | Spindle frame electric control system with initial tension setting and high-efficiency motor fault elimination |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10161014A1 (en) * | 2001-12-12 | 2003-06-26 | Rieter Ingolstadt Spinnerei | Apparatus for driving the rollers in an open-ended spinning machine comprises drive motors and rollers |
| DE102016215296A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | POWERED SYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1080677B (en) * | 1955-04-28 | 1960-04-28 | Licentia Gmbh | Multi-pole rotor for synchronous motors |
| EP0069044A1 (en) * | 1981-06-26 | 1983-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric current converter motor of the synchronous type |
| DE2938625C2 (en) * | 1979-09-25 | 1988-05-19 | Frankl & Kirchner Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Elektromotoren U. Elektrische Apparate, 6830 Schwetzingen, De |
-
1990
- 1990-03-30 DE DE4010376A patent/DE4010376C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1080677B (en) * | 1955-04-28 | 1960-04-28 | Licentia Gmbh | Multi-pole rotor for synchronous motors |
| DE2938625C2 (en) * | 1979-09-25 | 1988-05-19 | Frankl & Kirchner Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Elektromotoren U. Elektrische Apparate, 6830 Schwetzingen, De | |
| EP0069044A1 (en) * | 1981-06-26 | 1983-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric current converter motor of the synchronous type |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Aschenbrenner: "Ein Berechnungsverfahren für permanenterregte Synchronmaschinen", in Elektrotechnik und Informationstechnik, 1989, H. 10, S. 389-397 * |
| Colby, Novotny: "An Efficiency-Optimizing Permanent-Magnet Synchronous Motor Drive", in IEEE Transactions on Industry APPL., Vol. 24 (1988), H. 3 S. 462-469 * |
| Freude: "Über die Verwendung von Motor-Elektrolyt-Anlaßkondensatoren", in Elektro-Anzeiger, H. 8, 1965, S. 41, 42 * |
| Kramm: "Drehzahlveränderbare Drehstromantriebe für die Chemiefaserindustrie", in Siemens-Firmen- schrift Nr. A 19100-E319-A365-V1, Mai 1989, S. 84-88 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4118829A1 (en) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Stopping slubbing feed mechanism to spinner work station - involves bringing electromotor to rest through event registered by sensor which is electronically evaluated, etc. |
| DE4205778A1 (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-16 | Mannesmann Ag | Rotating electrical machine - Has outer rotor with flat permanent magnets and inner rotor with salient pole windings commutated in groups |
| DE4224757A1 (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T | Spindle synchronous motor for spinning and twisting - has adhesive bonded permanent magnets at circumference of cage around the rotor |
| DE4224755A1 (en) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Budig Peter Klaus Prof Dr Sc T | Separate spindle motor control - has a setting system for each motor with programs for start=up and brake operations |
| DE19701883A1 (en) * | 1997-01-21 | 1998-07-23 | Behr Gmbh & Co | Device for detecting step-asynchronism and blocking of stepper- or synchronous-motor |
| EP1186690A3 (en) * | 2000-09-06 | 2002-09-25 | Ditta Michele Ratti S.p.A. | Integrated spindle and motor rotor |
| EP1186690A2 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-13 | Ditta Michele Ratti S.p.A. | Integrated spindle and motor rotor |
| EP1188849A2 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-20 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Method of controlling single spindle driving motors of a spinning machine |
| EP1188849A3 (en) * | 2000-09-18 | 2002-11-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Method of controlling single spindle driving motors of a spinning machine |
| CN100415966C (en) * | 2000-09-18 | 2008-09-03 | 株式会社丰田自动织机 | Method of controlling single spindle driving motor of spinning machine |
| EP1589133A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-26 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Method of synchronous switching of a motor between two frequency converters |
| WO2005103351A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Method for synchronously switching a motor between two frequency converters |
| RU2471651C2 (en) * | 2007-09-04 | 2013-01-10 | Альстом Транспорт Са | Emergency braking electrical device with drive with permanent magnets and with adjustment of braking moment |
| CN115258809A (en) * | 2022-07-26 | 2022-11-01 | 中船重工（青岛）轨道交通装备有限公司 | Spindle frame electric control system with initial tension setting and high-efficiency motor fault elimination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4010376C2 (en) | 1993-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3347113C2 (en) | Spinning or twisting machine with single drive | |
| DE69004662T2 (en) | Asynchronous motor. | |
| DE4010376C2 (en) | Drive, in particular single spindle drive for a work station of a ring spinning machine | |
| DE2305251A1 (en) | ASYNCHRONOUS MACHINE FOR THE GENERATION OF EXCHANGEABLE AND DC VOLTAGES | |
| EP0690556B1 (en) | Stop recognizing of inverter controlled motor without speed sensor by restarting | |
| EP0771065B1 (en) | Start-up method for a rotating variable speed electrical drive | |
| EP0397818B1 (en) | A process and device for changing the actual rotation speed of a multi-phase non-synchronous motor and a suitable motor system for applying the process | |
| EP1182770A2 (en) | Electromotive drive and method for operating of an electronic commutated electric motor | |
| DE4017442A1 (en) | Separate spindle drive - has a two=phase synchronous motor with two coil groups for synchronised running through switches and frequency converter | |
| DE3883685T2 (en) | Spinning machine. | |
| EP0957570A2 (en) | Device for controlling a single phase synchronous motor | |
| EP0903007B1 (en) | Arrangement with an electronically commutated motor | |
| DE102008052144A1 (en) | Drive system for use with synchronous machine, has synchronous machine and electronic circuit for feeding synchronous machine, where electronic circuit has commutation unit | |
| EP0045951A2 (en) | Process for operating an inverter with an intermediate DC link circuit supplying an electric synchronous motor | |
| DE3805662A1 (en) | Ring spinning machine | |
| DE112019001048T5 (en) | ENGINE DRIVE CONTROL DEVICE AND ENGINE DRIVE CONTROL METHOD | |
| DE69732701T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRIC MOTOR GENERATORS | |
| DE3324243A1 (en) | False-twist crimping machine and process for bridging brief voltage losses on textile machines | |
| DE1513532A1 (en) | Method for operating an arrangement for controlling the speed and direction of rotation of an induction machine | |
| DE2165666B2 (en) | Circuit arrangement for setpoint adjustment Hung | |
| DE1959014A1 (en) | Textile machine with a device for evenly running out the drive motors | |
| DE3519138A1 (en) | METHOD AND ROTATING DEVICE FOR STARTING UP A SLIP RING ASYNCHRONOUS MACHINE | |
| DE2827812A1 (en) | Braking circuit for coil winder - with rectified short circuit current of one motor used for braking both machines | |
| EP1927686A2 (en) | Spinning frame with electric drives | |
| EP4287467A1 (en) | Electric motor system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4017442 Format of ref document f/p: P |
|
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4017442 Format of ref document f/p: P |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |