EP0061646A1 - Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb als drehzahlveränderbarer Drehstrommotor - Google Patents

Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb als drehzahlveränderbarer Drehstrommotor Download PDF

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EP0061646A1
EP0061646A1 EP82102120A EP82102120A EP0061646A1 EP 0061646 A1 EP0061646 A1 EP 0061646A1 EP 82102120 A EP82102120 A EP 82102120A EP 82102120 A EP82102120 A EP 82102120A EP 0061646 A1 EP0061646 A1 EP 0061646A1
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/42—Arrangements for rotating packages in which the package, core, or former is rotated by frictional contact of its periphery with a driving surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a switch-off device for an electric axle drive serving to start up a winding spool, which after the start-up and after the start of the winding-up process can be replaced by a drive roller drive synchronized in peripheral speed due to the increasing winding diameter.
  • Circumferential drives with drive rollers are very often used to drive the winding spools in the chemical fiber industry, since this makes it relatively easy to maintain constant thread take-off speeds.
  • these peripheral drives are not always able to move the empty winding spool from standstill to nominal speed in a relatively short time. Additional axle drives are therefore used, which are switched off again after the drive roller drive takes effect.
  • the change in output of the start-up motor caused by the drive roller motor becoming effective can be used as a criterion for the switch-off command.
  • the power (torque) at which the command should be given depends on numerous technological parameters, such as e.g. the number of threads to be wound at the same time, the thread thickness, the thread speed and the air gap between the bobbin and the drive roller.
  • the object of the present invention is to design the arrangement of the type mentioned in the introduction such that the criterion for the shutdown command automatically turns on the different parameters are adjusted.
  • This object is achieved in that after the run-up and start of the winding process and before the drive roller drive takes effect, a measured value proportional to the torque of the axle drive can be stored and the switch-off command can be triggered when the measured instantaneous value for the moment after the drive roller drive takes effect is the stored value by a predetermined amount.
  • a measured value proportional to the torque of the axle drive can be stored and the switch-off command can be triggered when the measured instantaneous value for the moment after the drive roller drive takes effect is the stored value by a predetermined amount.
  • WOR ts so it will be stored as the Abschaltsollwert after startup and the resting of the yarn on the spool resulting value. This value takes account of the prevailing conditions.
  • the storage command is advantageously only issued shortly after the start of the winding process.
  • the conditions for the switch-off command are advantageously checked for presence only after a predetermined time.
  • the arrangement can be implemented particularly simply by the fact that after the connection the current actual value of the thread is transferred to a memory amplifier, the output signal of which is compared with the respective instantaneous value of the current in a comparator, which in turn triggers the switch-off command when the measured value matches the stored target value.
  • the coil is hereby raised to the nominal speed - which can correspond, for example, to a circumferential speed of 4000 meters per minute.
  • the thread 2 to be wound which is drawn off, for example, from an extruder (not shown), is placed on the winding bobbin 1 at a time t 1 by a thread laying device 3.
  • the motor current J which is proportional to the moment of the motor 4, increases to the static value J after short-term dynamic processes have subsided.
  • This measured value is fed to a memory amplifier 91 via a filter 92.
  • the application device 3 generates a signal which, via the contact 31 and a delay element 99 with the duration t v1, disconnects the memory amplifier 91 from the actual current value J at the time t a by opening the switch 911.
  • the current actual value present at this time which is proportional to the torque, is retained in the memory amplifier 91.
  • the drive 5 is also a synchronous motor, which is fed from the converter 7. If the gap s is filled at the time t 2 , there is circumferential contact between the winding spool and the drive roller. Since the peripheral speeds of the winding spool and the drive roller are well synchronized, the motor 4 is first relieved by the motor 5, so that the measured current J of the motor 4 is reduced in accordance with FIG. With increasing winding diameter, the peripheral speed of the winding drive increases, so that the motor 5 is dragged by the motor 4. the current J of the motor 4 increases again.
  • this current again reaches the stored output value J a at time t 3 .
  • this value is exceeded by an experimentally determined adjustable amount .DELTA.J and the triggering command is thus formed.
  • this is done in that the output of the memory amplifier 91 and the instantaneous instantaneous value J of the motor 4 taken from the filter 92 via line 93 are connected to a comparator 94 which emits a signal when the two values match.
  • the adjustable value .DELTA.J can be taken into account by a corresponding design of the comparator 94 or the memory amplifier 91.
  • the output signal of the comparator 94 is linked to the output signal of a delay element 98, which is also triggered when the switch 31 closes and, after the time t v2, fulfills a further AND condition on a logic element 95 .
  • this link 95 is caused by the closing of the switch 31 Signal applied. If all logic conditions are met, the signaling relay 96 sends the switch-off command A to the converter 6 via line 97 and the motor 4 is mechanically separated from the winding coil 1 by the coupling 41.

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelspule (1) mit einem elektrischen Achsantrieb (4) zum Hochfahren und einem Treibwalzenantrieb (5) für den Dauerbetrieb. Der Treibwalzenantrieb (5) wird hierbei kurze Zeit nach Beginn des Wickelvorganges wirksam. Überschreitet der fortlaufend gemessene Stromistwert (J) (Momentanistwert) des Achsantriebes (4) beim Parallelarbeiten beider Antriebe (4, 5) den gespeicherten Stromwert (Ja) bei Beginn des Wickelvorganges, so wird der Abschaltbefehl (A) für den Achsantrieb (4) gegeben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule'dienenden elektrischen Achsantrieb, der nach dem Hochlauf und nach dem Beginn des Aufwickelvorganges durch einen infolge des zunehmenden Wickeldurchmessers wirksam werdenden, in der Umfangsgeschwindigkeit synchronisierten Treibwalzenantrieb ablösbar ist.
  • Zum Antrieb der Wickelspulen in der Chemiefaserindustrie werden sehr häufig Umfangsantriebe mit Treibwalzen benutzt, da hierdurch relativ leicht konstante Fadenabzugsgeschwindigkeiten einhaltbar sind. Diese Umfangsantriebe sind aber nicht immer in der Lage, die leere-Wickelspule in relativ kurzer Zeit vom Stillstand auf Nenndrehzahl hochzufahren. Man verwendet daher zusätzliche Achsantriebe, die nach dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes wieder abgeschaltet werden. Die durch das Wirksamwerden des Treibwalzenmotors bedingte Leistungs- änderung des Hochfahrmotors kann dabei als Kriterium für den Abschaltbefehl benutzt werden. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, daß die Leistung (Moment), bei der der Befehl gegeben werden müßte, von zahlreichen technologischen Parametern, wie z.B. der Zahl der gleichzeitig aufzuwickelnden Fäden, der Fadenstärke, der Fadengeschwindigkeit und dem Luftspalt zwischen Spule und Treibwalze abhängig ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Kriterium für den Abschaltbefehl selbsttätig an die unterschiedlichen Parameter angepaßt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Hochlauf und Beginn des Wickelvorganges und vor dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes ein dem Drehmoment des Achsantriebes proportionaler Meßwert speicherbar ist und der Abschaltbefehl auslösbar ist, wenn der gemessene Augenblickswert für das Moment nach dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes den Speicherwert um einen vorgegebenen Betrag überschreitet. Mit anderen Wor- ten, es wird also der sich nach dem Hochlauf und dem Aufliegen des Fadens auf die Spule ergebende Wert als Abschaltsollwert gespeichert. Dieser Wert trägt den jeweils vorliegenden Bedingungen Rechnung.
  • Im Regelfall werden als Achs- und Treibwalzenantrieb von Spannungszwischenkreis-Umrichtern gespeiste Synchronmotoren verwendet. Als Ersatzgröße für das Moment bietet sich dann der Wirkstrom im Gleichstromzwischenkreis des Wechselrichters oder aus Billigkeitsgründen der Scheinstrom am Ausgang des Umrichters an.
  • Um die beim Auflegen der Fäden auftretenden dynamischen Momentänderungen von der Bildung des Abschaltsollwertes auszuschließen, wird vorteilhafterweise der Speicherbefehl erst kurz nach dem Beginn des Wickelvorganges abgegeben.
  • Damit auch z.B. durch relativ unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Treibwalze und Wickel keine vorzeitigen Abschaltbefehle ausgelöst werden, werden vorteilhafterweise die Bedingungen für den Abschaltbefehl erst nach einer vorgegebenen Zeit auf Vorliegen überprüft.
  • Schaltungstechnisch läßt sich die'Anordnung besonders einfach dadurch realisieren, daß der nach dem Auflegen des Fadens vorliegende Stromistwert in einen Speicherverstärker übernommen wird, dessen Ausgangssignal mit dem jeweiligen Augenblickswert des Stromes in einem Komparator verglichen wird, der seinerseits dann den Abschaltbefehl auslöst, wenn der gemessene Wert mit dem gespeicherten Sollwert übereinstimmt.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert;
  • es zeigen:
    • Figur 1 ein schematisches Schaltbild der Anordnung und
    • Figur 2 den zeitlichen Verlauf des Stromes des Achswickelmotors.
  • Ein über einen Umrichter 6 mit Gleichspannungszwischenkreis gespeister Synchronmotor 4 treibt über eine schaltbare Kupplung 41 eine Wickelspule 1 an. Durch Hochfahren der Frequenz und Spannung des Umrichters 6 wird hiermit die Spule auf Nenngeschwindigkeit - was z.B.' einer Umfangsgeschwindigkeit von 4000 Metern pro Minute entsprechen kann -, hochgefahren. Hat der Motor 4 die gewünschte Drehzahl erreicht, so wird zum Zeitpunkt t1 durch eine Fadenauflegevorrichtung 3 der aufzuwickelnde Faden 2, der z.B. aus einem nichtgezeigten Extruder abgezogen wird, auf die Wickelspule 1 aufgelegt. Hierdurch steigt der dem Moment des Motors 4 proportionale Motorstrom J - nach Abklingen kurzfristiger dynamischer Vorgänge - auf den statischen Wert J an. Dieser Meßwert wird über einen Filter 92 einem Speicherverstärker 91 zugeführt. Gleichzeitig wird durch die Auflegevorrichtung 3 ein Signal erzeugt, das über den Kontakt 31 und ein Verzögerungsglied 99 mit der Zeitdauer tv1 den Speicherverstärker 91 im Zeitpunkt ta durch Öffnen des Schalters 911 vom Stromistwert J abtrennt. Hierdurch bleibt der in diesem Zeitpunkt vorliegende Stromistwert, der dem Moment proportional ist, im Speicherverstärker 91 erhalten.
  • Mit zunehmendem Wickeldurchmesser wird der Spalt s zwischen Umfang der Wickelspule bei Beginn des Wickelvorganges und der Treibwalze 8 des Treibwalzenantriebes 5 nach und nach ausgefüllt. Der Antrieb 5 ist ebenfalls ein Synchronmotor, der aus dem Umrichter 7 gespeist wird. Wenn der Spalt s zum Zeitpunkt t2 ausgefüllt ist, kommt es zur Umfangsberührung zwischen Wickelspule und Treibwalze. Da die Umfangsgeschwindigkeiten von Wickelspule und Treibwalze gut synchronisiert sind, wird der Motor 4 zunächst durch den Motor 5 entlastet, so daß sich der gemessene Strom J des Motors 4 entsprechend Figur 2 verringert. Mit zunehmendem Wickeldurchmesser nimmt die Umfangsgeschwindigkeit des Wickelantriebes zu, so daß der Motor 5 vom Motor 4 mitgeschleppt wird. der Strom J des Motors 4 steigt erneut an. Wie in der Skizze angedeutet, erreicht dabei dieser Strom zum Zeitpunkt t3 wieder den gespeicherten Ausgangswert Ja. Die- ser Wert wird zum Zeitpunkt t4 um einen experimentell ermittelten einstellbaren Betrag Δ J überschritten und damit der Auslösebefehl gebildet. Dies geschieht schaltungsmäßig dadurch, daß der Ausgang des Speicherverstärkers 91 und der über Leitung 93 aus dem Filter 92 entnommene aktuelle Augenblickswert J des Motors 4 an einem Komparator 94 liegen, der beim Übereinstimmen beider Werte ein Signal abgibt. Der einstellbare Wert Δ J kann dabei durch entsprechende Ausgestaltung des Komparators 94 oder des Speicherverstärkers 91 berücksichtigt sein.
  • Damit keine zu frühen und damit fehlerhaften Abschaltbefehle ausgelöst werden, wird das Ausgangssignal des Komparators 94 mit dem Ausgangssignal eines Verzögerungsgliedes 98 verknüpft, das ebenfalls beim Schließen des Schalters 31 angestoßen wird und nach der Zeit tv2 eine weitere UND-Bedingung an einem Verknüpfungsglied 95 erfüllt. Zusätzlich ist an diesem Verknüpfungsglied 95 das durch das Schließen des Schalters 31 bewirkte Signal angelegt. Sind alle Verknüpfungsbedingungen erfüllt, so wird vom Melderelais 96 über Leitung 97 der Abschaltbefehl A an den Umrichter 6 gegeben und der Motor 4 durch die Kupplung 41 von der Wickelspule 1 mechanisch getrennt.

Claims (5)

1. Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb, der nach dem Hochlauf und nach dem Beginn des Aufwickelvorganges durch einen infolge des zunehmenden Wickeldurchmessers wirksam werdenden, in der Umfangsgeschwindigkeit synchronisierten Treibwalzenantrieb ablösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Hochlauf und Beginn des Wickelvorganges und vor dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes (5) ein dem Drehmoment des Achsantriebes (4) proportionaler Meßwert (Ja) speicherbar ist und der Abschaltbefehl (A) auslösbar ist, wenn der gemessene Augenblickswert (J) für das Moment nach dem Wirksamwerden des Treibwalzenantriebes (5) den Speicherwert (Ja) um einen vorgegebenen Betrag (Δ J) überschreitet.
2. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, bei der als Achs- und Treibwalzenantrieb von Umrichtern gespeiste Synchronmotoren vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Ersatzgröße für das Moment der im Gleichspannungszwischenkreis oder am Ausgang des Umrichters (6) gemessene Strom (J) dient.
3. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbefehl eine einstellbare Zeitdauer (tv1) nach Beginn des Wickelvorganges auslösbar ist.
4. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingungen für den Abschaltbefehl (A) erst nach einer vorgegebenen Zeit (tv2) wirksam werden.
5. Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert (Ja) in einen Speicherverstärker (91) übernehmbar ist, dessen Ausgangswert mit dem gemessenen Augenblickswert des Stromes (J) in einem den Abschaltbefehl liefernden Komparator (94) verglichen wird.
EP82102120A 1981-03-26 1982-03-16 Abschaltvorrichtung für einen zum Hochfahren einer Wickelspule dienenden elektrischen Achsantrieb als drehzahlveränderbarer Drehstrommotor Expired EP0061646B1 (de)

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