DE4312023A1 - Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine und Spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine und eine Spinnmaschine insbesondere Ringspinnmaschine.

Bei einer bekannten. Textilmaschine, insbesondere Ringspinn­ maschine, mit mehreren Antriebssystemen zum Antrieb von zumindest teilweise ein unterschiedliches effektives Behar­ rungsvermögen aufweisenden Lasten (WO 90/07595) ist es bereits bekannt, daß das der Last mit den größten effektiven Beharrungsvermögen zugeordnete Antriebssystem einen im Normalbetrieb über eine Speisefrequenz drehzahlgesteuerten und bei Netzausfall zur Versorgung wenigstens eines anderen Antriebssystems als Generator arbeitender Synchronmotor aufweist. Hierdurch kann verhindert werden, daß die Streckwerke und auch die Ringbank beim Netzausfall stehen bleiben, bevor der bzw. die Spindelmotoren ausgelaufen sind.

Schwankungen in der von den auslaufenden Antriebsmotoren abgegebenen elektrischen Energie und schwankende Energiean­ forderungen des Streckwerksantriebsmotors können jedoch nicht mehr hinnehmbare Schwankungen des Verhältnisses der Drehzahlen von Streckwerken und Spindeln nach sich ziehen.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Spinnmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei denen im Falle eines Netzausfalles ausreichend elektrische Energie zum einwandfrei gesteuerten Herunterfah­ ren der Streckwerke und ggf. der Ringbank zur Verfügung steht.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist durch den Patentan­ spruch 1 gekennzeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Abspinnprogramm vorgegeben, doch werden die Solldrehzahlen je nach Betriebszustand der Spinnmaschine laufend so verändert, daß keine Unterdeckung der vom schneller aus­ laufenden Motor benötigten Leistung entsteht. Mit anderen Worten soll ein gerade ausreichender Leistungsüberschuß für den zweiten Motor bestehen.

Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe ist im Patentan­ spruch 2 angegeben. In diesem Fall wird ein Abspinnprogramm vorgegeben, das die ungünstigsten Bedingungen berücksich­ tigt, so daß auch beim Vorliegen dieser ungünstigsten Bedin­ gungen immer noch ein korrektes Abspinnen möglich ist. Bei bezüglich der Energierekuperation günstigeren Betriebsbedin­ gungen muß dann entsprechend mehr Leistung vernichtet wer­ den. Die dem festen Abspinnprogramm entsprechende Drehzahl­ kurve von der Betriebsdrehzahl auf Null muß also steil genug sein, damit im ungünstigsten Fall kein Leistungsmangel auf­ tritt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Solldrehzahlen nicht laufend verändert, sondern sie werden aus einem Programmspeicher zeitabhängig der Regelung vorge­ geben.

Eine für die Lösung der Erfindungsaufgabe besonders geeignete Spinnmaschine ist durch Anspruch 9 gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß erfolgt also die Steuerung des Herunter­ fahrens des als Generator wirkenden Antriebsmotors und des im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotors in der Weise, daß ein Energieüberschuß zur Verfügung steht, welcher in irgendwelchen geeigneten Energieverbrauchern vernichtet wird. Dies kann z. B. gemäß den Ansprüchen 4 bis 7 und 10, 11 geschehen. Auf diese Weise steht jederzeit die für die Aufrechterhaltung eines einwandfreien Streckwerks- und Ringbankbetriebes beim Abspinnen erforderliche Energie zur Verfügung, so daß die Steuerung exakt das durch das Abspinn­ programm vorgegebene Drehzahlverhältnis von Spindelantriebs­ motor und Streckwerksantriebsmotor einhalten kann. Der Energieüberschuß kann so groß gewählt werden, daß es in keinem Stadium des Abspinnens zu einem Energiemangel kommt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Ansprüche 3, 8 und 12 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Schaltschema einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Durchführung des Verfahrens zum Betrieb einer Spinnmaschine und

Fig. 2 ein die Auslaufzeiten der Motore wiedergeben­ des Diagramm.

In Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild einer Spinnma­ schine dargestellt, mit der das Verfahren gemäß der Erfin­ dung durchführbar ist. Von den Leitern 1 eines Drehstrom­ netzes wird ein Frequenzumrichter 2 gespeist, der seiner­ seits einen Spindelmotor 3 einer Ringspinnmaschine beauf­ schlagt. Der Frequenzumrichter 2 versorgt außerdem einen Streckwerksmotor 4 der Spinnmaschine.

Eine Steuerung 6 ist über eine Datenleitung 7 mit einem Programmspeicher 8 verbunden. Außerdem steht die Steuerein­ richtung 6 über eine Sensorleitung 9 mit einem Netzausfall­ sensor 10 in Verbindung. Eine Steuerleitung 11 verbindet die Steuereinrichtung 6 mit dem Frequenzumrichter 2 und eine zweite Steuerleitung 12 ist zwischen der Steuereinrichtung 6 und einem Schalter 13 vorgesehen, der beispielsweise ein Transistor oder ein Thyristor sein kann. Der Schalter 13 ist zur Unterbrechung einer Zuleitung 14 eines an den Frequenzum­ richter 2 angeschlossenen Widerstands 15 vorgesehen, dessen zweiter Anschluß über eine Leitung 16 mit dem Frequenzumrich­ ter 2 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Drehzahlverlaufs n über der Zeit t. In dem Bereich zwischen t₀ und dem Zeitpunkt t_A, zu welchem ein Netzausfall erfolgt, bezieht die Steuerungsein­ richtung 6 die Daten für die Solldrehzahlen n_M des Spindelmo­ tors 3 und n_MS des Streckwerksmotors 4 aus dem Programmspei­ cher 8. Die Drehzahlverläufe der beiden Motoren 3, 4 sind in Fig. 2 für diesen Bereich als eine durchgezogene bzw. eine gestrichelte Linie angegeben, die zur Zeitachse t und zuein­ ander parallel verlaufen, also jeweils konstante Drehzahlen wiedergeben. Die Drehzahl des Streckwerksmotors ist wie üblich deutlich niedriger als die des Spindelmotors.

Tritt zum Zeitpunkt t_A ein Netzausfall auf, so würde norma­ lerweise der Spindelmotor 3 entsprechend der strichpunktier­ ten Linie in Fig. 2 langsamer auslaufen (bis zum Zeitpunkt t₃) als der Streckwerksmotor 4, der entsprechend der gepunk­ teten Linie seinen Stillstandszeitpunkt t₁ wesentlich früher erreicht. Dadurch würde das aufeinander abgestimmte Drehzahl­ verhältnis zwischen Streckwerksmotor 4 und Spindelmotor 3 nach dem Auftreten eines Netzausfalls schnell auseinanderlau­ fen und der Spindelmotor 3 würde noch weiterlaufen, wenn der Streckwerksmotor 4 bereits zum Stillstand gekommen ist, was zu einer unerwünschten Betriebsstörung insbesondere Fadenbrücken führen würde.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung greift bei einem Netzausfall die von dem Netzausfallsensor 10 informier­ te Steuereinrichtung 6 derart ein, daß der auslaufende Spin­ delmotor 3 als Stromgenerator ausgenutzt und der Frequenz­ umrichter 2 die beim Auslaufen des Spindelmotors 3 erzeugte elektrische Energie dem Streckwerksmotor 4 als Speisestrom zuführt. Dies geschieht auf eine von der Steuereinrichtung 6 derart geregelte Weise, daß die Drehzahlen des Streckwerks­ motors 4 und des Spindelmotors 3 kontrolliert heruntergefah­ ren werden und beide Motoren zum selben Zeitpunkt t₂ zum Stillstand gelangen. Erfindungsgemäß wird bei diesem Abbremsvorgang vom als Generator laufenden Spindelmotor 3 überschüssige Energie erzeugt, die im Widerstand 15 in Wärmeenergie umgewandelt wird. Der Widerstand 15 wird dazu über den Schalter 13 von der Steuereinrichtung 6 derart getaktet ein- und ausgeschaltet, daß gerade die für das proportionale Herunterfahren von Spindelmotor 3 und Streckwerksmotor 4 erforderliche Energie zur Verfügung steht, der Rest jedoch vernichtet wird. Die Drehzahlregelung erfolgt dabei über eine entsprechende Frequenzregelung des Frequenzumrichters 2.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine mit mehreren von einem Drehstromnetz (1) gespeisten Antriebsmotoren (3, 4), bei dem bei einem Ausfall der Versorgungsspan­ nung zumindest ein langsamer aus laufender Antriebsmotor (3) als Generator betrieben und die dabei erzeugte elektrische Energie zumindest einem normalerweise schneller auslaufenden Antriebsmotor (4) zugeführt wird, wobei die Energieentnahme des im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotors (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor (4) derart geregelt werden, daß ein Abspinnprogramm nach definier­ ten Solldrehzahlen beider Antriebsmotoren (3, 4) an sich zu jedem Zeitpunkt bis zum gemeinsamen Stillstand vorge­ geben wird, daß in Abweichung des Programms aber die Solldrehzahlen der beiden Antriebsmotoren (3, 4) laufend so verändert werden, d. h. die generatorische Leistung so angepaßt wird, daß die vom im Generatorbetrieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte elektrische Energie wenigstens so groß ist, daß der im Motorbetrieb verbleibende Antriebsmotor (4) mit der erforderlichen Energie angetrieben wird, und daß die vom im Generatorbe­ trieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte, ggf. über­ schüssige Energie anderweitig verbraucht, insbesondere vernichtet wird.

2. Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine mit mehreren von einem Drehstromnetz (1) gespeisten Antriebsmotoren (3, 4), bei dem bei einem Ausfall der Versorgungsspan­ nung zumindest ein langsamer aus laufender Antriebsmotor (3) als Generator betrieben und die dabei erzeugte elektrische Energie zumindest einem normalerweise schneller auslaufenden Antriebsmotor (4) zugeführt wird, wobei die Energieentnahme des im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotors (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotors (4) derart geregelt werden, daß ein vorgegebenes Abspinnprogramm nach definierten Solldrehzahlen beider Antriebsmotoren (3, 4) zu jedem Zeitpunkt bis zum Stillstand gefahren wird, so daß die vom im Generatorbetrieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte elektrische Energie größer ist als notwendig, um den im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor (4) zu jeder Zeit mit der vorbestimmten Solldrehzahl anzutreiben, und daß die vom im Generator­ betrieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte überschüs­ sige Energie anderweitig verbraucht, insbesondere ver­ nichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Ausfall der Versorgungsspannung im Genera­ torbetrieb laufende Antriebsmotor ein Spindelmotor (3) ist und daß die dabei erzeugte elektrische Energie einem im Motorbetrieb verbleibenden Streckwerksmotor (4), der auch die Ringbank antreiben kann, zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Energie mittels eines elektrischen Widerstandes (15) in Wärmeenergie umgewandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Energieumwandlung dienende Widerstand (15) getaktet ein- bzw. ausgeschaltet wird.

6. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Energie durch Übererregung im Motor (3) bzw. Generator (4) vernichtet wird, derart, daß der Motor (4) bzw. Generator (3) stärker erwärmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übererregung im Motor (4) bzw. im Generator (3) durch den Frequenzumrichter (2) gesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energierückspeisung des im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotors (3) die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor (4) und ggf. die Energievernichtung derart regelt, daß ein vorgege­ benes Drehzahlverhältnis des im Generatorbetrieb laufen­ den Antriebsmotors (3) und des im Motorbetrieb verblei­ benden Antriebsmotors (4) eingehalten wird.

9. Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine, mit einem ersten langsamer auslaufenden Antriebsmotor (3) und einem zweiten, schneller auslaufenden Antriebsmotor (4), welche über Frequenzumrichter (2) von einem Drehstrom­ netz (1) gespeist sind, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzausfallsensor (10) in der Steuereinrichtung (6) sowie eine Programmspeichereinrichtung (8) vorgese­ hen sind, daß die Steuereinrichtung (6) vom Netzausfall­ sensor (10) aktivierbar ist und über eine Programmdaten­ leitung (7) mit der Programmspeichereinrichtung (8) ver­ bunden ist und daß die Steuereinrichtung (6) den Frequenzumrichter (2) bei einem Netzausfall derart steuert, daß die vom ersten Antriebsmotor (3) abgegebene Energie dem zweiten Antriebsmotor (4) zugeleitet wird, daß die Energieentnahme vom im Generatorbetrieb laufen­ den Antriebsmotor (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor (4) von der Steuereinrichtung (6) derart geregelt werden, daß ein vorgegebenes Abspinnprogramm nach definierten Solldreh­ zahlen beider Antriebsmotoren (3, 4) zu jedem Zeitpunkt bis zum gemeinsamen Stillstand gefahren wird, jedoch noch ein Energieüberschuß vom im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotor (3) geliefert wird, und daß Energieverbrauchsmittel (13, 14, 15, 16) vorgesehen sind, um den Energieüberschuß des als Generator arbeitenden Antriebsmotors (3) zu verbrauchen.

10. Spinnmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Energieverbrauchsmittel ein Widerstand (15) vorgesehen ist, der über Anschlußleitungen (14, 16) mit dem Frequenzumrichter (2) verbunden ist und dem von der Steuereinrichtung (6) gesteuert überschüssige elektri­ sche Energie von dem im Generatorbetrieb arbeitenden Antriebsmotor (3) zuführbar ist.

11. Spinnmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einer der Anschlußleitungen (14, 16) zwischen dem Frequenzumrichter (2) und dem Widerstand (15) ein von der Steuereinrichtung betätigbarer Schalter (13) vorgesehen ist, mit dem der Widerstand (15) wahlweise zuschaltbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (13) ein Halbleiterschalter, vorzugsweise ein Transistor oder ein Thyristor ist.