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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Regeln einer Synchronisierung, bei denen Maschinenwellen elektrisch angetrieben
und durch mehrere, gegenseitig genaue Elektromotoren in Phasensynchronität sind.
Solche Wellen kann man in Fördersystemen,
Bearbeitungssystemen für
Kunstharze und Metalle und Rotationspressen finden.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Wenn
eine Synchronisierungsregelung bewirkt wird, indem gegenseitige
Phasen mehrerer Elektromotoren (oder durch diese Elektromotoren angetriebener
mechanischer Wellen) elektrisch unverändert gehalten werden, ist
es notwendig, zuerst die „Ursprünge" (oder Startpunkte
oder Referenzpunkte) dieser Elektromotoren oder mechanischen Wellen
anzupassen und dann die Synchronisierungsregelung zu bewirken.
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Zum
Anpassen der Ursprünge
verwendet ein herkömmliches
Verfahren einen Ursprungsdetektor, der an jedem Elektromotor oder
jeder Drehmaschinenwelle vorgesehen ist, um einen Maschinenursprung
zu erfassen. Der Elektromotor wird dann unterbrochen, und die Ursprünge aller
anderen Elektromotoren werden dann erfasst. Wenn die Erfassung aller
Ursprünge
für alle
Motoren abgeschlossen ist, wird der synchrone Betrieb begonnen.
Auf diese Weise ist eine Zeit von 30 bis 50 Sekunden erforderlich, bis
die Anpassung abgeschlossen worden ist. Dies verlängert die
Wartezeit, was eine schlechte Produktivität bewirkt.
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Um
eine solche Schwierigkeit zu lösen,
passt ein jüngst
vorgeschlagenes Verfahren die Ursprünge mehrerer Elektromotoren
in einer verbesserten Weise an, d.h. das Anpassen der Ursprünge wird
ohne einmaliges Unterbrechen der Elektromotoren während eines
niedrigen Drehzahlbetriebs erreicht.
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6 zeigt
ein der Anmelderin bekanntes Beispiel des Standes der Technik, bei
dem das Anpassen der Ursprünge
während
eines niedrigen Drehzahlbetriebs von Elektromotoren bewirkt wird.
In 6 werden zur Verkürzung der Beschreibung bei der
Anpassung der Ursprünge
mehrerer Elektromotoren beispielhaft zwei Elektromotoren verwendet.
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In 6 sind
Mm, Ms1 Elektromotoren in einem Hauptabschnitt und einem Nebenabschnitt,
Pm, Ps1 sind Schrittcodierer, die jeweils mit den durch die Elektromotoren
angetriebenen Maschinenwellen gekoppelt sind, und Rm, Rs1 sind die
durch die Elektromotoren angetriebenen Drehmaschinenwellen. Maschinenursprünge Gm,
Gs1 sind an den Maschinenwellen Rm, Rs1 befestigt, welche Ursprünge durch Detektoren
Km, Ks1 erfasst werden. Die vorgenannten Haupt- und Neben-Elektromotoren
Mm, Ms1 werden jeweils durch Antriebe Dm, Ds1 und Steuerungen Am,
As1 angetrieben.
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Die
vorgenannte Steuerung Am treibt den Elektromotor Mm durch den Antrieb
Dm gemäß einem
von einer konzentrierten Steuerung C bereitgestellten Drehzahlbefehl
an, indem sie aus einem durch den vorgenannten Schrittcodierer Pm
ausgegebenen Dauerimpulssignal durch einen Drehzahldetektor Fm ein
Drehzahlsignal erhält
und das Drehzahlsignal zurückführt.
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In
der folgenden Diskussion wird die Anordnung der vorgenannten Steuerung
As1 des Nebenabschnitts in 6 beschrieben.
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In
der Steuerung As1 wird ein Drehzahlbefehl durch den Drehzahldetektor
Ss1 aus dem von dem vorgenannten Schrittcodierer Pm des Hauptabschnitts
erhaltenen Impulssignal erfasst. Ferner wird eine Rückkopplungsdrehzahl
des Nebenabschnitts von dem Schrittcodierer Ps1 und dem Drehzahldetektor
Fs1 des Nebenabschnitts erfasst.
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Hierbei
wird ein Summenzähler
Cs1 gelöscht,
wenn der vorgenannte Detektor Km des Hauptabschnitts den Maschinenursprung
erfasst, und zählt
eine Pulsfolge des vorgenannten Schrittcodierers Ps1 des Nebenabschnitts.
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Der
Zählwert
des Summenzählers
Cs1 wird in einem Z-Korrelationsabstands-Speicherbereich Zs1 mit Hilfe eines
Schalters RYs1, der aktiviert wird, wenn der Detektor Ks1 des Nebenabschnitts
den Maschinenursprung erfasst, gespeichert. Insbesondere gibt der
gespeicherte Wert in dem Z-Korrelationsabstands-Speicherbereich
Zs1 einen Z-Korrelationsabstand Δθ an, den
man durch Messen der Phasendifferenz der Maschinenursprünge des
Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts mit der Anzahl der Impulse des
vorgenannten Ps1 des Nebenabschnitts erhält.
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Wenn
die Ursprünge
zusammenpassen, werden die zwei Elektromotoren betätigt und
laufen mit einer niedrigen Drehzahl mit einem Drehzahlbefehl der
vorgenannten konzentrierten Steuerung C. Im Nebenabschnitt wird
der Z-Korrelationsabstand Δθ im Betrieb
bei der niedrigen Drehzahl aus der Z-Korrelation Zs1 ausgelesen,
und Δθ/ΔT wird berechnet,
um die Zeit ΔT
einzustellen, und ein Korrekturwert von Δθ/ΔT wird von dem Drehzahlbefehl durch
den vorgenannten Drehzahldetektor Ss1 des Nebenabschnitts abgezogen.
Die Korrektur wird für die
Zeit ΔT
mit dem Schalter RYs2 durchgeführt.
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Die
zwei Elektromotoren werden in ihren Ursprüngen durch Einstellen der Drehzahl
des Nebenabschnitts wie oben beschrieben angepasst und werden in
eine Synchronisierungsregelung gewechselt und dann in einen gewöhnlichen
Drehzahlbetrieb beschleunigt.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung des Standes der Technik leiden jedoch
an Schwierigkeiten, dass, selbst wenn die Ursprungsanpassung während des
Betriebs der Elektromotoren bewirkt wird, der Z-Korrelationsabstand Δθ erfasst
wird, indem die Elektromotoren des Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts
eine Umdrehung oder mehr drehen müssen, sodass für die Erfassung
viel Zeit erforderlich ist und es 20 bis 40 Sekunden bedarf, bis
die Ursprungsanpassung abgeschlossen ist.
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Ferner
wird zum Erfassen des Z-Korrelationsabstands Δθ benötigt, dass die Drehzahl der Haupt-
und Neben-Elektromotoren stabilisiert ist und dass sie mit der gleichen
Drehzahl aufs Äußerste betrieben
werden, sodass die Ursprungsanpassung bei einer niedrigen Drehzahl
erfolgen muss, was eine komplizierte Einstellung verursacht.
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Außerdem müssen, wenn
es Elektromotoren im Betrieb und Elektromotoren in Unterbrechung
gibt und die Elektromotoren in Unterbrechung für eine Synchronisierungsregelung
gestartet werden, die bereits in Betrieb befindlichen Elektromotoren
einmal für
die Ursprungsanpassung mit einer niedrigen Drehzahl betrieben werden,
und daher ist ein Prozess kompliziert und ist viel Zeit erforderlich.
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Ferner
ist aus der JP-A-10-032,992 ein Synchronisierungsregelverfahren
zum Korrigieren einer Phasenabweichung (Null-Zwischenphasenabstand) zwischen
einem Haupt-Maschinenwellenbetriebsabschnitt und einem Neben-Maschinenwellenbetriebsabschnitt
bekannt. Diese Korrektur erfolgt durch Erfassen eines Nullphasensignals,
das einmal bei einer Umdrehung eines Zweiphasen-Schrittcodierers
des Haupt-Maschinenwellenbetriebsabschnitts ausgegeben wird, und
eines Nullphasensignals, das einmal für eine Umdrehung eines Zweiphasen-Schrittcodierers
des Neben-Maschinenwellenbetriebsabschnitts ausgegeben wird. Im
Fall dieses bekannten Synchronisierungsregelverfahrens kann jedoch
die Synchronisierungsregelung anfänglich nicht durchgeführt werden,
bis beide Nullphasensignale erfasst sind.
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Die
JP-A-01-222,684 zeigt einen Synchronisierungsregler, der die für eine Synchronisierung
erforderliche Zeit durch Setzen eines Z-Phasenimpulssignals des
ursprünglichen
Signals eines Codierers einer Hauptmaschine als Referenz und durch
Steuern der Geschwindigkeit einer Nebenmaschine verkürzt.
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Die
JP-A-01-186,190 beschreibt eine Synchronisierungsregelvorrichtung
zum Synchronisieren einer Drehzahl und einer Drehphase eines zu
regelnden Motors (Nebenmotor) und eines Referenzmotors (Hauptmotor)
zu allen Zeiten. Diese Synchronisierung wird durch Bestimmen einer
Phasenabweichung gemäß dem Ausgang
eines Impulscodierers, der direkt mit einem Hauptmotor gekoppelt
ist, und dem Ausgang eines Impulscodierers, der direkt mit einem
Nebenmotor gekoppelt ist, durchgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Synchronisierungsregelvorrichtung
und ein Synchronisierungsregelverfahren vorzusehen, bei denen es möglich ist,
eine Ursprungsanpassung in einer kurzen Zeit, in welcher die Elektromotoren kontinuierlich
in Betrieb sind, ohne die Elektromotoren einmal zu unterbrechen,
ob sie bei einer niedrigen Drehzahl oder einer normalen Drehzahl
betrieben werden, zu erreichen, und es möglich ist, den Betrieb des
gewöhnlichen
Synchronisierungsvorgangs zu verschieben, und bei denen es möglich ist, selbst
wenn Synchronisierungsvorgänge
für Elektromotoren
bei gewöhnlichem
Betrieb und für
angehaltene Elektromotoren durchgeführt werden, die angehaltenen
Elektromotoren zu starten, um eine Ursprungsanpassung im Betrieb
der Elektromotoren zu erreichen, um den Betrieb des gewöhnlichen
Synchronisierungsvorgangs kontinuierlich zu verschieben, ohne die
Elektromotoren im Betrieb in eine niedrige Drehzahl zu bringen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist für eine
Synchronisierungsregelung von durch Elektromotoren angetriebenen
Maschinenwellen ein Elektromotor in einem Hauptabschnitt angeordnet,
und der andere eine oder die anderen mehreren Elektromotoren ist
oder sind in einem Nebenabschnitt angeordnet. Ein Drehcodierer,
der aus einem absoluten Codierer oder einem mit einer Z-Phase ausgerüsteten Schrittcodierer
aufgebaut ist, ist an den Elektromotoren des Hauptabschnitts und
des Nebenabschnitts oder an den durch die Elektromotoren angetriebenen
Maschinenwellen vorgesehen, um als Reaktion auf eine Drehung des
Elektromotors oder der Maschinenwelle ein Signal auszugeben. Für den vorgenannten
Drehcodierer kann einer verwendet werden, der an jedem Elektromotor
befestigt ist (Drehcodierer, der an dem Elektromotor zum Erfassen
einer Drehung des Elektromotors befestigt ist), und der Drehcodierer
kann mit einer mit einer Drehwelle jedes Elektromotors verbundenen
Maschinenwelle gekoppelt oder mit einer durch ein Getriebe und dergleichen
verbundenen Maschinenwelle gekoppelt sein.
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Der
Elektromotor des Hauptabschnitts wird durch eine gewöhnliche
Drehzahlregelung angetrieben. Eine Steuerung des Elektromotors des
Nebenabschnitts erfasst zu allen Zeiten sowohl eine Drehzahl als
auch eine Drehphase des vorgenannten Elektromotors oder der Maschinenwelle
basierend auf einem Signal von dem Drehcodierer des Hauptabschnitts
und erfasst zu allen Zeiten sowohl eine Drehzahl als auch eine Drehphase
des Elektromotors des Nebenabschnitts oder der durch den Elektromotor
angetriebenen Maschinenwelle basierend auf einem Signal von dem
Drehcodierer des Nebenabschnitts.
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Die
Steuerung des Elektromotors des Nebenabschnitts berechnet zu allen
Zeiten eine Synchronisierungsphasenabweichung von der Drehphase
des Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts, die beide zu allen
Zeiten wie oben beschrieben erfasst werden.
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In
der wie oben beschrieben aufgebauten Synchronisierungsregelvorrichtung
werden die mehreren Elektromotoren, wenn sie alle von einem angehaltenen
Zustand betrieben werden, in ihrer Drehzahl zuerst von einer niedrigen
Drehzahl auf eine bestimmte Drehzahl unabhängig von einer gewöhnlichen
Drehzahl erhöht.
Der Elektromotor des Hauptabschnitts wird in seiner Drehzahl mit
einer gewöhnlichen
Drehzahlregelung erhöht,
und der Elektromotor des Nebenabschnitts oder die durch den Elektromotor
angetriebene Maschinenwelle wird in ihrer Drehzahl erhöht, indem
ein von dem Drehcodierer des Hauptabschnitts erfasstes Signal als
Drehzahlbefehl genommen wird.
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Nachdem
der Elektromotor jedes Nebenabschnitts sich in der Beschleunigung
befindet oder eine bestimmte Drehzahl erreicht, wird die Synchronisierungsphasenabweichung
des Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts, die zu allen Zeiten
berechnet wird, zu dem Drehzahlbefehl als Korrekturwert hinzugefügt. Jeder
Nebenabschnitt schließt
schnell die Ursprungsanpassung wie oben beschrieben ab.
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Jeder
Nebenabschnitt fügt
zu allen Zeiten die Synchronisierungsphasenabweichung des Hauptabschnitts
und des Nebenabschnitts zu dem Drehzahlbefehl als Korrekturwert
hinzu, selbst nachdem die Ursprungsanpassung abgeschlossen ist,
und setzt klar die Synchronisierungsregelung mit der gleichen Wirkung
wie bei der Ursprungsanpassung selbst unter einem gewöhnlichen
Betrieb bei oder nach dem Betrieb fort.
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Obwohl
die obige Beschreibung des Elektromotors für den Hauptabschnitt vorgesehen
ist und ein Drehzahlsignal und ein Phasensignal von dem an dem Elektromotor
am Hauptabschnitt vorgesehenen Elektromotor angebrachten oder mit
der durch den Elektromotor angetriebenen Maschinenwelle gekoppelten
Drehcodierer ausgegeben werden, werden ein Drehzahlsignal und ein
Phasensignal entsprechend dem von dem vorgenannten Drehcodierer
ausgegebenen Signal ohne Vorsehen des Elektromotors am Hauptabschnitt
elektronisch erzeugt und von dem Hauptabschnitt ausgegeben, und
die Drehphase des Elektromotors des Nebenabschnitts oder der durch den
Elektromotor angetriebenen Maschinenwelle kann auf der Basis des
Drehzahlsignals und des Phasensignals geregelt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, wird die
Synchronisierungsphasenabweichung des Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts
zu allen Zeiten erfasst, welche Abweichung ihrerseits als Korrektursignal
eingesetzt wird, um die Ursprungsanpassung schnell abzuschließen und
die Notwendigkeit eines Wechselns der Regelung bei der Ursprungsanpassung
und bei der Übertragung zur
gewöhnlichen
Synchronisierungsregelung zu beseitigen und damit eine sehr hohe
Praktikabilität
mit sich zu bringen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird, wenn mehrere Elektromotoren alle von einem angehaltenen
Zustand aus betrieben werden, die Ursprungsanpassung selbst bei
einer Beschleunigung klar gewährleistet,
ohne ein Erreichen einer bestimmten Drehzahl abzuwarten.
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Ferner
werden gemäß der vorliegenden
Erfindung bei mehreren Elektromotoren im Betrieb bei einer gewöhnlichen
Drehzahl und den Elektromotoren des Nebenabschnitts außer Betrieb,
damit die Ursprungsanpassung der angehaltenen Elektromotoren bewirkt
wird, um diese Elektromotoren der Synchronisierungsregelung hinzuzufügen, die
angehaltenen Elektromotoren des Nebenabschnitts gestartet, und die
von dem Drehcodierer des Hauptabschnitts erfasste Drehzahl des Hauptabschnitts
wird als Drehzahlbefehl erhöht.
Der Nebenabschnitt fügt nach
Erreichen einer bestimmten Drehzahl die Synchronisierungsphasenabweichung
des Nebenabschnitts und des Hauptabschnitts zu dem Drehzahlbefehl
als Korrekturwert hinzu. Der Nebenabschnitt schließt die Ursprungsanpassung
schnell ab und verschiebt den Betrieb zu der Synchronisierungsregelung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Obige
sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beispielhaft gezeigt sind, besser verständlich.
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1 ist
eine Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Anpassung
eines Ursprungs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Darstellung einer Erfassung einer Phasenabweichung zwischen
mehreren Elektromotoren;
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3 ist
eine Darstellung eines Betriebs, wenn mehrere angehaltene Elektromotoren
gestartet werden und eine Ursprungsanpassung nach Abschluss einer
Beschleunigung bewirkt wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
eine Darstellung des Betriebs gemäß der vorliegenden Erfindung,
wenn mehrere angehaltene Elektromotoren gestartet werden und die Ursprungsanpassung
bei einer Beschleunigung bewirkt wird;
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5 ist
eine Darstellung des Betriebs gemäß der vorliegenden Erfindung,
wenn mehrere angehaltene Elektromotoren gestartet werden und die Ursprungsanpassung
für andere
Elektromotoren in Betrieb bewirkt wird; und
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6 ist
eine Darstellung eines herkömmlichen
Beispiels, bei dem eine Ursprungsanpassung zur Synchronisierungsregelung
bewirkt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, bei dem mehrere Elektromotoren in ihren
Ursprüngen
angepasst werden, 2, 3, 4 und 5 sind
jeweils Darstellungen eines Betriebs eines in 1 dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt
beispielhaft eine Synchronisierungsregelung eines Hauptabschnitts
und von zwei Nebenabschnitten, um einfach mehrere Elektromotoren
zu beschreiben, gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen auf überein stimmende Abschnitte
in der ein herkömmliches Beispiel
zeigenden 6 angewendet sind.
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In 1 ist
Mm ein Elektromotor für
den Hauptabschnitt, Ms1, Ms2 sind Elektromotoren des Nebenabschnitts,
und Pm, Ps1, Ps2 sind mit den vorgenannten Elektromotoren gekoppelte
Schrittcodierer. Für
die mit den Elektromotoren des Hauptabschnitts und der Nebenabschnitte
1, 2 gekoppelten Drehcodierer steht ein Absolutcodierer oder ein
mit einer Z-Phase ausgerüsteter
Schrittcodierer zur Verfügung.
Im Ausführungsbeispiel
in 1 ist ein Beispiel dargestellt, in dem die mit
einer Z-Phase ausgerüsteten
Schrittcodierer Pm, Ps1, Ps2 benutzt werden, bei denen Steuerungen
Am, As1 der Elektromotoren für
jeweils eine Umdrehung des Elektromotors einen Z-Phasenimpuls Zp
und als Reaktion auf die Drehung des Elektromotors eine Impulsfolge
Rp von den Schrittcodierern Pm, Ps1, Ps2 empfangen.
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Obwohl
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Fall beschrieben ist, in dem der Drehcodierer zusätzlich an
dem Elektromotor vorgesehen ist, kann auch ein Drehcodierer mit
einer mit dem Elektromotor durch ein Getriebe und dergleichen verbundenen
Maschinenwelle gekoppelt sein.
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Die
Steuerung Am des Hauptabschnitts erhält ein Drehzahlsignal von einer
Dauerpulsfolge Rp, die von dem Schrittcodierer Pm ausgegeben wird,
mit einem Drehzahldetektor Fm und führt das Drehzahlsignal zurück, um den
Betrieb so zu regeln, dass die Drehzahl des vorgenannten Elektromotors
Mm mit einem von der konzentrierten Steuerung C vorgesehenen Drehzahlbefehl übereinstimmt.
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Die
vorgenannte Steuerung As1 der Nebenabschnitte 1, 2 erfasst einen
Drehzahlbefehl von dem Impulssignal, das von dem Schrittcodierer
Pm mit Hilfe des Drehzahldetektors Ss1 erhalten wird, und erfasst
ferner eine Rückkopplungsdrehzahl
des Nebenabschnitts von den Schrittcodierern Ps1, Ps2 des Nebenabschnitts
mit Hilfe des Drehzahldetektors Fs1 und steuert den Betrieb derart,
das die Drehzahl des Elektromotors Ms1 mit jener des Elektromotors
Mm zusammenfällt.
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Der
Haupt-Phasenzähler
Cm1 der Steuerung As1 der Nebenabschnitte 1, 2 zählt die Impulsfolgen Rp von
dem Schrittcodierer Pm des Hauptabschnitts und wird mit dem Z-Phasenimpuls
Zp gelöscht,
wodurch die Drehphase des Elektromotors Mm des Hauptabschnitts zu
allen Zeiten erfasst wird.
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Gleichzeitig
zählt der
Neben-Phasenzähler Cs1
die Impulsfolgen Rp des Schrittcodierers Ps1 des Nebenabschnitts
und wird mit dem Z-Phasenimpuls Zp gelöscht, wodurch die Drehphasen
der Elektromotoren Ms1, Ms2 des Nebenabschnitts zu allen Zeiten
erfasst werden.
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Zählwerte
der Phasenzähler
Cm1 und Cs1 werden in den Phasenabweichungsberechner Hs1 eingegeben,
in dem die Phasenabweichung Δθ berechnet
wird. Die Phasenabweichung Δθ wird in
dem Phasenabweichungsberechner Hs1 zu allen Zeiten gehalten, und
wenn der Kontakt RYs1 geschlossen wird, wie in dem Fall, wenn die
Ursprünge
angepasst sind oder eine Synchronisierung geregelt ist, wird ein durch
den Drehzahldetektor Ss1 erfasster Drehzahlbefehl mit einem Ausgang
des Phasenabweichungsberechners Hs1 korrigiert.
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Ferner
wird ein von einem Offset-Signalgenerator Os1 ausgegebenes Offset-Signal
dem Ausgang des Phasenabweichungsberechners Hs1 hinzugefügt, wodurch
ein vorbestimmter Offset zwischen Drehphasen des Elektromotors Mm
des Hauptabschnitts und denen des Elektromotors Ms1 des Nebenabschnitts
vorgesehen wird.
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2 ist
eine Darstellung, welche die Vorgänge des Haupt-Phasenzählers Cm1
und des Neben-Phasenzählers
Cs1 weiter darstellt.
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2(a) zeigt einen Betrieb des Haupt-Phasenzählers Cm1,
und 2(b) zeigt einen Betrieb des Neben-Phasenzählers Cs1.
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Wie
in der gleichen Figur dargestellt, wird der Haupt-Phasenzäher Cm1
mit dem Z-Phasenimpuls Zp
des Schrittcodierers Pm des Hauptabschnitts gelöscht und zählt die Impulsfolgen Rp als
Reaktion auf die Drehung des Schrittcodierers Pm. Wie hieraus klar
ersichtlich, erfasst der Haupt-Phasenzähler Cm1 die Drehphase des
Elektromotors des Hauptabschnitts.
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Analog
wird der Neben-Phasenzäher
Cs1 mit dem Z-Phasenimpuls Zp des Schrittcodierers Ps1 des Nebenabschnitts
gelöscht
und zählt
die Pulsfolge Rp als Reaktion auf die Drehung von dem Schrittcodierer
Ps1, um dadurch die Drehphase des Elektromotors des Nebenabschnitts
zu erfassen.
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Ausgänge des
Haupt-Phasenzählers
Cm1 und des Neben-Phasenzählers
Cs1 werden in den Phasenabweichungsberechner Hs1 eingegeben, und
der Phasenabweichungsberechner Hs1 berechnet eine Phasenabweichung
Hs gemäß der folgenden
Gleichung: Hs = Nmax × Covf +
Cm – Cs (1)
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In
Gleichung (1) ist Nmax eine Impulszahl je Umdrehung der mit einer
Z-Phase ausgerüsteten Schrittcodierer
Pm, Ps1, und Covf ist ein Zählwert von Überlaufimpulsen
des Haupt-Phasenzählers Cm1
und des Neben-Phasenzählers
Cs1, welcher Wert jedes Mal um 1 erhöht wird, wenn der Haupt-Phasenzähler Cm1 überläuft, und
jedes Mal um 1 verringert wird, wenn der Neben-Phasenzählers Cs1 überläuft. Cm
und Cs sind Zählwerte
des Haupt-Phasenzählers
Cm1 und des Neben-Phasenzählers
Cs1.
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Wenn
die Elektromotoren Mm, Ms1 des Hauptabschnitts und des Nebenabschnitts
einmal angetrieben werden, werden die vorgenannten Phasenzähler Cm
und Cs1 wie in 2 dargestellt betrieben.
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Zuerst
wird im Moment des Vorgangs einer „Ursprungsanpassungseingabe" zu einem Zeitpunkt A
in 2 der vorgenannte Zählwert Covf gelöscht. Zu
diesem Zeitpunkt ist Covf = 0, und die Phasenabweichung Hs wird
aus der folgenden Gleichung berechnet: Hs = Cm – Cs (2)
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Dann
läuft zu
einem Punkt B der Haupt-Phasenzähler
Cm1 über,
sodass man Covf = 1 erhält, und
daher wird die Phasenabweichung Hs am Punkt B aus der folgenden
Gleichung berechnet: Hs
= Nmax × 1
+ Cm – Cs (3)
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Dann
erhält
man, da zu einem Punkt C der Neben-Phasenzähler Cs1 überläuft, Covf = 0 und man erhält die Phasenabweichung
Hs am Punkt C mit der folgenden Gleichung: Hs = Nmax × 0
+ Cm – Cs (4)
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Eine
Anpassung des Nebenabschnitts mit dem Hauptabschnitt in ihren Ursprungs
punkten wird durch Berechnen der Phasenabweichung Hs und Abziehen
der Phasenabweichung Hs von einem durch den Drehzahldetektor Ss1
wie oben beschrieben ausgegebenen Drehzahlbefehl realisiert, und
daher wird die Ursprungspunktanpassung an einem Punkt D in 2 abgeschlossen.
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3 ist
eine Darstellung des Vorgangs der Ursprungsanpassung, wenn mehrere
Elektromotoren ihre Betriebe alle von einem unterbrochenen Zustand
aus starten. Wenn der Betrieb einmal gestartet ist, werden die Elektromotoren
des Hauptabschnitts und die Elektromotoren des Nebenabschnitts bis
zu einer beliebigen Drehzahl mit einem gewöhnlichen Drehzahlbefehl beschleunigt.
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Wenn
der Kontakt RYs1 am Punkt A geschlossen wird, wenn die Drehzahl
unverändert
gehalten wird, wird der durch den Drehzahldetektor Ss1 erfasste
Drehzahlbefehl mit dem Ausgang des Phasenabweichungsberechners Hs1
korrigiert, und die Ursprungsanpassung wird am Punkt D abgeschlossen,
wo die Phasenabweichung Hs zu Null wird.
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4 ist
eine Darstellung eines Vorgangs, bei dem mehrere Elektromotoren
ihre Betriebe alle von einem Unterbrechungszustand aus starten und die
Ursprungsanpassung während
der Beschleunigung durchgeführt
wird. Wenn der Betrieb einmal gestartet ist, wird der Kontakt RYs1
während
der Beschleunigung geschlossen, und ein durch den Drehzahldetektor
Ss1 erfasster Drehzahlbefehl wird mit einem Ausgang des Phasenabweichungsberechners Hs1
korrigiert, und die Ursprungsanpassung wird analog abgeschlossen.
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5 ist
eine Darstellung des Vorgangs des vorliegenden Ausführungsbeispiels,
bei dem es Elektromotoren in Betrieb und angehaltene Elektromotoren
zwischen den mehreren Elektromotoren gibt und die angehaltenen Elektromotoren
ihren Betrieb starten, um auf die Drehzahl der Elektromotoren in
Betrieb beschleunigt zu werden, und nach Abschluss der Beschleunigung
wird die Ursprungsanpassung durchgeführt. Der seinen Betrieb neu
startende Nebenabschnitt wird bis zu der im Wesentlichen gleichen
Drehzahl wie jener des bereits im Betrieb befindlichen Abschnitts
beschleunigt, und anschließend wird
die Ursprungsanpassung wie zuvor beschrieben am Punkt A gestartet.
Die Ursprungsanpassung wird mit Hilfe der Wirkung der vorgenannten
Phasenabweichung Hs erzielt, und die Ursprungsanpassung wird am
Punkt D abgeschlossen, wo die Phasenabweichung Hs zu Null wird.
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Obwohl
in dem in 1 dargestellten vorliegenden
bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Situation beschrieben wurde, wo die Elektromotoren in dem Hauptabschnitt
vorgesehen sind und wo die Synchronisierungsregelung zwischen durch
die Elektromotoren angetriebenen Maschinenwellen und durch die in
dem Nebenabschnitt vorgesehenen Elektromotoren angetriebenen Maschinenwellen
durchgeführt wurde,
kann in der konzentrierten Steuerung C eine Einrichtung zum elektronischen
Erzeugen eines von dem Schrittcodierer Pm ausgegebenen Drehzahlsignals
und eines Signals entsprechend dem Phasensignal wie oben beschrieben
vorgesehen sein, welche konzentrierte Steuerung C wie der Hauptabschnitt
betrieben werden kann.
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Insbesondere
werden Signale entsprechend dem Drehzahlsignal und dem Phasensignal
in der konzentrierten Steuerung C elektronisch erzeugt, welche Signale
ihrerseits dem Haupt-Phasenzähler Cm1
des Nebenabschnitts wie in dem vorherigen bevorzugten Ausführungsbeispiel
beschrieben bereitgestellt werden, wodurch die Signale entsprechend dem
Drehzahlsignal und dem Phasensignal mit der Maschinenwelle des Elektromotors
des Nebenabschnitts synchronisiert werden können.