DE4312023C2 - Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine und Spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine mit mehreren von einem Drehstromnetz gespeisten Antriebsmotoren, bei dem bei einem Ausfall der Versorgungs­ spannung zumindest ein langsamer auslaufender Antriebsmotor als Gene­ rator betrieben und die dabei erzeugte elektrische Energie zumindest einem normalerweise schneller auslaufenden Antriebsmotor zugeführt wird, wobei die Energieentnahme des im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotors und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor derart geregelt werden, dass ein Abspinnprogramm nach definierten Solldrehzahlen beider Antriebsmotoren an sich zu jedem Zeit­ punkt bis zum gemeinsamen Stillstand vorgegeben wird und eine Spinn­ maschine, insbesondere Ringspinnmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Ein Verfahren bzw. eine Spinnmaschine der angegebenen Art ist aus der WO 90/07595 bekannt.

Bei der bekannten Ringspinnmaschine gemäß WO 90/07595 ist es bereits bekannt, daß das der Last mit den größten effektiven Beharrungsvermö­ gen zugeordnete Antriebssystem einen im Normalbetrieb über eine Speise­ frequenz drehzahlgesteuerten und bei Netzausfall zur Versorgung wenigs­ tens eines anderen Antriebssystems als Generator arbeitender Synchron­ motor 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 abgegebe­ nen elektrischen Energie und schwankende Energieanforderungen des Streckwerksantriebsmotors können jedoch nicht mehr hinnehmbare Schwankungen des Verhältnisses der Drehzahlen von Streckwerken und Spindeln nach sich ziehen.

Die Notwendigkeit die Drehzahlen zweier Asynchronmotoren, die zum Antreiben der Streckwerke bzw. der Spindeln einer Ringspinnmaschine vorgesehen sind, beim Hochlaufen und Auslaufen der Ringspinnmaschine aufeinander abzustimmen, ist in der DE-OS 33 09 370 beschrieben.

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 ein­ wandfrei gesteuerten Herunterfahren der Streckwerke und ggf. der Ring­ bank zur Verfügung steht.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist durch den Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Abspinnprogramm vorgege­ ben, doch werden die Solldrehzahlen je nach Betriebszustand der Spinn­ maschine laufend so verändert, daß keine Unterdeckung der vom schnel­ ler auslaufenden Motor benötigten Leistung entsteht. Mit anderen Worten soll ein gerade ausreichender Leistungsüberschuß für den zweiten Motor bestehen. Überschüssige Energie wird anderweitig verbraucht bzw. ver­ nichtet.

Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe ist im Patentanspruch 2 angegeben. In diesem Fall wird ein Abspinnprogramm vorgegeben, das die ungünstigsten Bedingungen berücksichtigt, so daß auch beim Vorliegen dieser ungünstigsten Bedingungen immer noch ein korrektes Abspinnen möglich ist. Bei bezüglich der Energierekuperation günstigeren Betriebs­ bedingungen muß dann entsprechend mehr Leistung vernichtet werden. Die dem festen Abspinnprogramm entsprechende Drehzahlkurve von der Betriebsdrehzahl auf Null muß also steil genug sein, damit im ungünstigsten Fall kein Leistungsmangel auftritt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Solldrehzahlen nicht laufend verändert, sondern sie werden aus einem Programmspeicher zeitabhängig der Regelung vorgege­ ben.

Zwar sind in der DE 33 09 370 A1 Maßnahmen beschrieben, um die Brem­ sung des einen Motors gegenüber dem anderen Motor, um die gewünsch­ ten Drehzahlen beim Hochlaufen und Auslaufen zu erreichen, diese Schrift befasst sich aber nicht direkt mit Energie vernichtenden Maßnah­ men und die Anordnung ist nicht so konzipiert, dass der eine Motor mit vom anderen Motor gewonnener Energie angetrieben wird.

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

Erfindungsgemäß erfolgt also die Steuerung des Herunterfahrens des als Generator wirkenden Antriebsmotors und des im Motorbetrieb verbleiben­ den Antriebsmotors in der Weise, daß ein Energieüberschuß zur Verfü­ gung 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 Aufrechterhal­ tung eines einwandfreien Streckwerks- und Ringbankbetriebes beim Abspinnen erforderliche Energie zur Verfügung, so daß die Steuerung exakt das durch das Abspinnprogramm vorgegebene Drehzahlverhältnis von Spindelantriebsmotor und Streckwerksantriebmotor 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 Bezugnah­ me auf die Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigt:

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

Fig. 2 ein die Auslaufzeiten der Motore wiedergebendes Diagramm.

In Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild einer Spinnmaschine darge­ stellt, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung durchführbar ist. Von den Leitern 1 eines Drehstromnetzes wird ein Frequenzumrichter 2 ge­ speist, der seinerseits einen Spindelmotor 3 einer Ringspinnmaschine beaufschlagt. Der Frequenzumrichter 2 versorgt außerdem einen Streck­ werksmotor 4 der Spinnmaschine.

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

Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Drehzahlverlaufs n über der Zeit t. In dem Bereich zwischen t_o und dem Zeitpunkt t_A, zu welchem ein Netzausfall erfolgt, bezieht die Steuerungseinrichtung 6 die Daten für die Solldrehzah­ len n_M des Spindelmotors 3 und n_MS des Streckwerksmotors 4 aus dem Programmspeicher B. 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 zueinander parallel verlaufen, also jeweils konstante Drehzahlen wiedergeben. Die Drehzahl des Streck­ werksmotors ist wie üblich deutlich niedriger als die des Spindelmotors.

Tritt zum Zeitpunkt t₀ ein Netzausfall auf, so würde normalerweise der Spindelmotor 3 entsprechend der strichpunktierten Linie in Fig. 2 lang­ samer auslaufen (bis zum Zeitpunkt t₃) als der Streckwerksmotor 4, der entsprechend der gepunkteten Linie seinen Stillstandszeitpunkt t₁ wesent­ lich früher erreicht. Dadurch würde das aufeinander abgestimmte Dreh­ zahlverhältnis zwischen Streckwerksmotor 4 und Spindelmotor 3 nach dem Auftreten eines Netzausfalls schnell auseinanderlaufen und der Spindelmotor 3 würde noch weiterlaufen, wenn der Streckwerksmotor 4 bereits zum Stillstand gekommen ist, was zu einer unerwünschten Be­ triebsstörung insbesondere Fadenbrücken führen würde.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung greift bei einem Netz­ ausfall die von dem Netzausfallsensor 10 informierte Steuereinrichtung 6 derart ein, daß der auslaufende Spindelmotor 3 als Stromgenerator aus­ genutzt und der Frequenzumrichter 2 die beim Auslaufen des Spindelmo­ tors 3 erzeugte elektrische Energie dem Streckwerksmotor 4 als Speise­ strom zuführt. Dies geschieht auf eine von der Steuereinrichtung 6 derart geregelte Weise, daß die Drehzahlen des Streckwerksmotors 4 und des Spindelmotors 3 kontrolliert heruntergefahren 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 ent­ sprechende 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 Versorgungsspannung zumindest ein langsa­ mer auslaufender 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 Antriebsmo­ tors (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden Antriebsmotor (4) derart geregelt werden, daß ein Abspinnprogramm nach definierten Solldrehzahlen beider Antriebsmotoren (3, 4) an sich zu jedem Zeitpunkt bis zum gemeinsamen Stillstand vorgege­ ben wird, dadurch gekennzeichnet 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 Genera­ torbetrieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte elektrische Ener­ gie wenigstens so groß ist, daß der im Motorbetrieb verbleibende An­ triebsmotor (4) mit der erforderlichen Energie angetrieben wird, und daß die vom im Generatorbetrieb betriebenen Antriebsmotor (3) er­ zeugte, ggf. überschüssige Energie anderweitig verbraucht, insbe­ sondere vernichtet wird.

2. Verfahren zum Betrieb einer Spinnmaschine mit mehreren von einem Drehstromnetz (1) gespeisten Antriebsmotoren (3, 4), bei dem bei einem Ausfall der Versorgungsspannung zumindest ein langsa­ mer auslaufender 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 Antriebs­ motors (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verblei­ benden Antriebsmotors (4) derart geregelt werden, daß ein Abspinnprogramm nach definierten Solldrehzahlen beider An­ triebsmotoren (3, 4) an sich zu jedem Zeitpunkt bis zum gemeinsa­ men Stillstand vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Solldrehzahlen in einem vorgegebenen Abspinnprogramm so vorgegeben sind, daß die vom im Generatorbe­ trieb betriebenen Antriebsmotor (3) erzeugte elektrische Energie größer ist als notwendig, um den im Motorbetrieb verbleibenden An­ triebsmotor (4) zu jeder Zeit mit der vorbestimmten Solldrehzahl an­ zutreiben, und daß die vom im Generatorbetrieb betriebenen An­ triebsmotor (3) erzeugte überschüssige Energie anderweitig ver­ braucht, insbesondere vernichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Ausfall der Versorgungsspannung im Generatorbetrieb 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, zuge­ führt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Energie mittels eines elektrischen Wider­ standes (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 verblei­ benden Antriebsmotor (4) und ggf. die Energievernichtung derart re­ gelt, daß ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis des im Generatorbe­ trieb laufenden Antriebsmotors (3) und des im Motorbetrieb verblei­ benden Antriebsmotors (4) eingehalten wird.

9. Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine, mit einem ers­ ten langsamer auslaufenden Antriebsmotor (3) und einem zweiten, schneller auslaufenden Antriebsmotor (4), welche über Frequenz­ umrichter (2) von einem Drehstromnetz (1) gespeist sind, insbeson­ dere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels einer Steuereinrichtung (6) bei ei­ nem Ausfall der Versorgungseinrichtung der langsamer auslaufende Antriebsmotor (3) als Generator betreibbar und die dabei erzeugte Energie dem normalerweise schneller auslaufenden Antriebsmotor (4) zuführbar ist und ein Abspinnprogramm vorgesehen ist, das de­ finierte Solldrehzahlen beider Antriebsmotoren (3, 4) zu jedem Zeit­ punkt bis zum gemeinsamen Stillstand vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzausfallsensor (10) in der Steuereinrichtung (6) sowie eine Programmspeichereinrichtung (8) vorgesehen sind, daß die Steuereinrichtung (6) vom Netzausfallsensor (10) aktivierbar ist und über eine Programmdatenleitung (7) mit der Programmspeicherein­ richtung (8) verbunden ist, daß die Steuereinrichtung (6) den Fre­ quenzumrichter (2) bei einem Netzausfall derart steuert, daß die E­ nergieentnahme vom im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotor (3) und die Energiezufuhr zum im Motorbetrieb verbleibenden An­ triebsmotor (4) zu einem Überschuss der vom im Generatorbetrieb laufenden Antriebsmotor (3) gelieferten Energie führt und daß Ener­ gieverbrauchsmittel (13, 14, 15, 16) vorgesehen sind, um den Ener­ gieüberschuß 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 elektrische Energie von dem im Generatorbetrieb ar­ beitenden 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 Tran­ sistor oder ein Thyristor ist.