Elektromotorischer Antrieb von Wickelvorrichtungen Bei Wickelvorrichtungen
zum Auf- und Abwickeln von Metallband, - Papier u. dgl. wird die Wickelrolle von
einem besondemen Elektromnötor angetrieben. Dieser Elektromotor muß gewöhnlich auch
als Stromerzeuger betrieben werden können, wein von einer Rolle abgewickelt wird.
An solche Elektrowickler werden strenge Forderungen gestellt. Es wird verlangt,
daß bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Papiers oder des Metallbandes der Zug
ebenfalls während des Wickelvorganges gleich bleibt, und zwar unabhängig davon,
welchen Durchmesser der Wickel jeweilig aufweist. Zu diesem Zweck ist es bereits
bekannt, die Bandgeschwindigkeit mittels einer zusätzlichen, von einem eigenen Elektromotor
angetriebenen Führungsrolle zunächst konstant zu halten, so- daß der mit der Wickelrolle
gekuppelte Motor lediglich das Band aufzuwickeln hat. Die Anordnung von zwei getrennten
Motozen und einer besonderen Führungsrolle ist aber kostspielig und erfordert einen
großen Raumbedarf. Man ist daher dazu übergegangen, die Führungsrolle und ihren
Motor wegzulassen und sowohl die Bandgeschwindigkeit wie auch den auf das Band ausgeübten
Zug ,ausschließlich durch den mit der Wickelrolle gekuppelten Motor zu regeln. Die
Drehzahl dieses Motors muß dann stets umgekehrt proportional seinem Drehmoment sein
oder, mit anderen. Worten, es muß die Leistung des Motors konstant gehalten werden.
Man hat versucht, die erforderlichen Charakteristiken des Motors mittels besonderer
Regelsysteme zu erhalten, die das Erregerfeld so beeinflussen, daß bei konstanter
Moltorklemmenspannuing auch der Motorstrom konstant gehalten wird. Der benötigte
große Drehzahlbereich von etwa i : 7 bis i : io ist aber für elektrische Maschinen
der üblichen Bemessung nicht allein 'durch Regelung des Erregerfeldes möglich, sofern
nicht eine kostspielige Überbemessung und damit ein schlechter Wirkungsgrad in Kauf
genommen wird. Man ist daher dazu übergegangen, den Antriebsmotor nicht mehr mit
konstanter Spannung, sondern mit veränderlicher Spannung während des Wickelvorganges
zu
betreiben. Weil aber gewöhnlich nur ein Speisenetz konstanter Spannung vorhanden
ist, hat man eine geeignete Umformergruppe zwischen Motor und Speisenetz gelegt.
Eine verbreitete Schaltung dieser Umformergruppe besteht darin, daß deren eine Maschine
(Generator) in Reihe mit dem Antriebsmotor der Wickelrolle an das Netz gelegt und
mit der anderen Maschine (Motor) derUmformergruppe gekuppelt wird, die ihrerseits
am Netz liegt. Die Umform,ergruppe hat daher jeweils nur die veränderliche Differenzleistung
aufzubringen und kann infolgedessen verhältnismäßig klein ausgeführt werden. Um
nunmehr die eingangs erwähnte Bedingung für den Antriebsmotor der Wickelvorrichtung
zu verwirklichen, hat man, ähnlich wie bei den bereits früher genannten Schaltungen,
mit Hilfe eines Reglers die Motorklemmenspannung und den Motorstrom so verändert,
daß das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl gleichbleibt. Weil nun aber die Spannung
und der Strom während des Rollvorganges sich stark verändern und zudem der Zug für
verschiedene aufzuwickelnde Materialien und Bandbreiten ebenfalls in weiten Grenzen
einstellbar sein soll, erhält man eine sehr verwickelte Regeleinrichtung, deren
Inhetriebnahme und Abgleichung mit erheblichen Schwierigkeiten verknüpft ist. Die
bekannten Anordnungen der letztgenannten Art vermochten sich deshalb trotz der theoretisch
zu erwartenden Vorteile nicht einzuführen.Electromotive drive of winding devices For winding devices
For winding and unwinding metal tape, paper and the like, the winding roll is used by
driven by a special electric motor. This electric motor usually also has to
can be operated as a power generator, wine is unwound from a roll.
Strict requirements are placed on such electrical winders. It is required,
that at a constant speed of the paper or the metal strip the train
also remains the same during the winding process, regardless of
which diameter the winding has in each case. For that purpose it is already
known, the belt speed by means of an additional, from its own electric motor
to keep the driven guide roller constant at first, so that the one with the winding roller
coupled motor only has to wind up the tape. The arrangement of two separate
Motozen and a particular leadership role, however, is costly and requires one
large space requirements. One has therefore gone over to the leadership role and theirs
Omit the motor and both the belt speed and that exerted on the belt
Train, to be regulated exclusively by the motor coupled with the winding roll. the
The speed of this motor must then always be inversely proportional to its torque
or, with others. In other words, the power of the engine must be kept constant.
Attempts have been made to obtain the required characteristics of the engine by means of special
To obtain control systems that influence the excitation field so that at constant
Moltorklemmenspannuing the motor current is also kept constant. The one needed
large speed range from about i: 7 to i: io is for electrical machines
the usual dimensioning not only possible by regulating the excitation field, if
do not accept costly over-dimensioning and thus poor efficiency
is taken. One has therefore gone over to no longer using the drive motor
constant tension, but with variable tension during the winding process
to
operate. But because usually there is only one supply network of constant voltage
a suitable converter group has been placed between the motor and the supply network.
A common circuit of this converter group is that its one machine
(Generator) placed in series with the drive motor of the winding roll on the network and
is coupled to the other machine (motor) of the converter group, which in turn
connected to the network. The forming group therefore only has the variable differential power in each case
to apply and can be made relatively small as a result. Around
now the aforementioned condition for the drive motor of the winding device
to realize, one has, similar to the circuits already mentioned,
with the help of a controller, the motor terminal voltage and the motor current are changed in such a way that
that the product of torque and speed remains the same. Because now the tension
and the current during the rolling process change significantly and also the train for
different materials to be wound up and bandwidths also within wide limits
should be adjustable, you get a very complicated control device, whose
Commissioning and adjustment is associated with considerable difficulties. the
known arrangements of the latter type were therefore able to work in spite of the theoretical
not to introduce expected benefits.
Nach der Erfindung werden diese Mängel für Elektrowickler, bei welchen
die Wickelrolle mit einer elektrischen Antriebsmaschine gekuppelt ist, die mit einer
elektrischen Zusatzmaschine in Reihe geschaltet am Speisenetz konstanter Spannung
liegt und mit einer dritten, ebenfalls am Speisenetz liegenden elektrischen Antriebsmaschine
gekuppelt ist, in weitgehendem Maße vermieden. Außerdem -wird eine einfache Regelmöglichkeit
zur Einstellung des Bandzuges gewährleistet, ohne daß die Abgleichung und Inbetriebnahme
irgendwie auf Schwierigkeiten stößt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch en.-eicht,
daß zur Erzielung einer möglichst gleichbleibenden Zugkraft an der Wickelrolle währenddes
Auf- oder Abwickelvorganges die drei elektrischen Maschinen über einen gemeinsamen,
vorzugsweise veränderbaren Shunt an das Speisenetz angeschlossen sind und die am
Shunt hervorgerufenen Spannungen als Steuergröße in .ein Reglersystem eingeführt
werden, welches die Stromaufnahme oder -abgabe des gesamten Maschinenaggregats möglichst
konstant hält.According to the invention, these shortcomings for electric winders, in which
the winding roll is coupled to an electric drive machine with a
Additional electrical machine connected in series to the supply network with constant voltage
and with a third electric drive machine that is also connected to the supply network
is coupled, largely avoided. In addition, it becomes a simple control option
to adjust the belt tension guaranteed without the adjustment and commissioning
encounters difficulties somehow. According to the invention, this is calibrated by
that to achieve a tensile force that is as constant as possible on the winding roll during this
Winding or unwinding the three electrical machines via a common,
preferably changeable shunt are connected to the feed network and the
Shunt-induced voltages introduced as a control variable in a regulator system
which is the power consumption or output of the entire machine unit as possible
keeps constant.
Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Wickelrolle a unmittelbar mit der als Motor oder Generator arbeitenden elektrischen
Maschineb gekuppelt. Die Maschine b liegt in Reihe mit der Zusatzmaschine c am Speisenetz
s, an welches auch die mit c gekuppelte Antriebsmaschined angeschlossen ist. Dabei
ist die Schaltung so getroffen, daß im gemeinsamen Stromkreis der drei Maschinen
.ein veränderbarer Shunt fliegt. Die am Shunt f hervorgerufenen Spannungen
werden nun als Steuergröße in das Antriebssystem ä des Reglers geführt, welcher
beispielsweise aus zwei nach Art der bekannten Wälzsektorkontaktregler aufgebauten
veränderlichen Widerständen lt und i besteht. Es hat sich nun als vorteilhaft erwiesen,
bei beiden Maschinen b und c zwangsläufig über ihre Erregerwicklungen in, 1t zu
regeln, während die Erregung>> der Maschine,d zweckmäßig konstant zu halten ist.
Die geregelten Widerstände lt, i sind dabei so mit den Erregerwicklungen
in, tt verbunden, daß auf gleichbleibenden Gesamtstrom im Shunt geregelt
wird. Es ist klar, daß damit auch die Leistung der Maschine b trotz ihrer veränderlichen
Klemmenspannung und ihres veränderlichen Ankerstromes während des Rollvorganges
mit -weiter Annäherung konstant gehalten wird. Man hat nur dafür zu sorgen, daß
eine Vergrößerung des Gesamtstromes im Shunt f bei den Maschinen
b und c eine entsprechend starke Erhöhung ihrer Erregungen verursacht, wodurch
der Gesamtstrom in f !bei einer bestimmten Drehzahl der Wickelrolle a selbsttätig
wieder herabgesetzt wird. Es ist nunmehr auch klar zu erkennen, daß mittels des
Shuntes f die Zugkraft an der Wickelrolle ,a,. d. h. die Leistung der Maschine
b,
auf vorgegebene Werte im voraus eingestellt werden kann. Besonders vorteilhaft
ist bei der beschriebenen Einrichtung, daß die einzige maßgebende Abgleichung allein
mit Hilfe des Widerstandes g durchführbar ist, der bei gegebener Netzspannung ersichtlich
die Drehzahl der Maschinengrupped-c bestimmt. Zur Vermeidung einer Abhängigkeit
der Regeleinrichtung von der Netzspannung werden ferner, wie dargestellt, möglichst
sämtliche Hilfsstromkreise, insbesondere aber die Erregungen der drei elektrischen
Maschinen, unter Vermeidung zusätzlicher Spannungsquellen wenigstens mittelbar vom
Netz selbst gespeist.In the exemplary embodiment shown schematically in the drawing, the winding roll a is coupled directly to the electrical machine b operating as a motor or generator. The machine b is in series with the additional machine c on the supply network s, to which the drive machine coupled with c is also connected. The circuit is made in such a way that there is a variable shunt f in the common circuit of the three machines. The voltages produced at the shunt f are now fed as a control variable into the drive system ä of the regulator, which consists, for example, of two variable resistors lt and i constructed in the manner of the known rolling sector contact regulators. It has now proven to be advantageous for both machines b and c to necessarily regulate their excitation windings in, 1t, while the excitation >> of the machine, d is expediently to be kept constant. The regulated resistances lt, i are connected to the excitation windings in, tt in such a way that the total current in the shunt remains constant. It is clear that the performance of the machine b is thus kept constant with a wide approximation despite its variable terminal voltage and its variable armature current during the rolling process. One only has to ensure that an increase in the total current in shunt f in machines b and c causes a correspondingly strong increase in their excitations, whereby the total current in f! Is automatically reduced again at a certain speed of the winding roll a. It can now also be clearly seen that by means of the shunt f the tensile force on the winding roll, a,. that is, the power of the machine b can be set to predetermined values in advance. It is particularly advantageous in the device described that the only decisive adjustment can be carried out solely with the aid of the resistor g, which obviously determines the speed of the machine group c for a given mains voltage. To avoid a dependency of the control device on the mains voltage, as shown, if possible all auxiliary circuits, but in particular the excitations of the three electrical machines, are at least indirectly fed from the mains itself while avoiding additional voltage sources.