ITMI941453A1

ITMI941453A1 - COMMAND OF A MECHANICAL DRIVE

Info

Publication number: ITMI941453A1
Application number: IT94MI001453A
Authority: IT
Inventors: Horst Wolf
Original assignee: Rieter Ag Maschf
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-01-13
Also published as: JPH0759394A; IT1271656B; DE4420609A1; ITMI941453A0; CN1116373A; CH686677A5

Abstract

Un azionamento elettrico per una macchina operatrice, per esempio un filatoio (10), con un convertitore di frequenza (30) che è collegato con una rete elettrica (36a) e fornisce corrente alternata con una frequenza di alimentazione variabile nel tempo a motori (16, 18), è dotato di un comando (32) che registra disturbi attraverso linee di sensore (40...46). Queste linee (40....46) sono collegate con componenti (18, 30, 36a, 36b) dell'azionamento. Il comando (30) comporta a seconda del caso di disturbo presente differenti stati di comando nel convertitore di frequenza (30). Soltanto al verificarsi di un caso di emergenza o di un disturbo serio che potrebbe portare alla distruzione di un componente elettrico (30), viene provocata una separazione immediata del componente (30) dalla rete elettrica (36a).An electric drive for an operating machine, for example a spinning machine (10), with a frequency converter (30) which is connected to an electrical network (36a) and supplies alternating current with a variable frequency of power to motors (16 , 18), it is equipped with a command (32) which records disturbances through sensor lines (40 ... 46). These lines (40 .... 46) are connected with components (18, 30, 36a, 36b) of the drive. The command (30) involves different command states in the frequency converter (30) depending on the disturbance. Only in the event of an emergency or a serious disturbance which could lead to the destruction of an electrical component (30) is immediate separation of the component (30) from the electrical network (36a) provoked.

Description

Titolo: "Comando di un azionamento meccanico Title: "Control of a mechanical drive

L'invenzione concerne un azionamento elettrico per una macchina operatrice, preferibilmente un filatoio con un convertitore di frequenza che è collegato con una rete elettrica, e fornisce.una corrente alternata a motori con una frequenza di alimentazione variabile nel tempo. The invention relates to an electric drive for an operating machine, preferably a spinning wheel with a frequency converter which is connected to an electrical network, and supplies an alternating current to motors with a time-varying power frequency.

Un azipnamento di questo tipo è noto dalla domanda di brevetto internazionale WO 90-07595. Nella pubblicazione viene spiegato che nel caso della mancanza di corrente uno dei motori collegati nel funzionamento a generatore fornisce di ritorno energia al convertitore, per cui sono ancora comandabili altre utense elettriche o rispettivamente motori anche dopo la mancanza di corrente elettrica e possono essere fatte funzionare ordinate fino alla fermata di tutti i componenti meccanici. An operation of this type is known from the international patent application WO 90-07595. In the publication it is explained that in the event of a power failure one of the motors connected in generator operation supplies energy to the converter, so that other electrical devices or motors can still be controlled even after the power failure and can be operated in an orderly fashion. until all mechanical components stop.

Convertitori per la trasformazione di una data tensione alternata di rete in una tensione di frequenza variabile vengono offerti da numerosi fabbricanti, questi convertitori essendo realizzati in modo che al verificarsi di disturbi abbia luogo una separazione dalla rete elettrica, affinchè non si verifichino danni nel convertitore. Converters for the transformation of a given alternating mains voltage into a voltage of variable frequency are offered by numerous manufacturers, these converters being made in such a way that when disturbances occur a separation from the electrical mains takes place, so that no damage occurs in the converter.

Esistono però stati di funzionamento che sono da classificare come disturbo, non richiedono però un disinserimento immediato della macchina. Questo è da cercare in particolare nel· caso in cui un disinserimento immediato di una macchina dalla rete porta a disturbi consecutivi nella macchina. In un filatoio per esempio un disinserimento incondizionto dell'azionamento elettrico può comportare il fatto che si rompano tutti i fili della filatura, il che rende necessari lunghi lavori di attacco prima della nuova messa in funzione della macchina. However, there are operating states that are to be classified as a disturbance, but do not require an immediate shutdown of the machine. This is to be sought in particular in the case where an immediate disconnection of a machine from the network leads to consecutive disturbances in the machine. In a spinning machine, for example, an unconditional switch-off of the electric drive can lead to all spinning threads breaking, which requires lengthy attachment work before the machine is restarted.

Lo scopo del'la presente invenzione è quello di realizzare un azionamento elettrico per una macchina operatrice, in cui a seconda del disturbo sia possibileun comando selettivo del convertitore. Questo scopo viene raggiunto dalle caratteristiche della rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a perfezionamenti vantaggiosi dell'azionamento. The object of the present invention is to provide an electric drive for an operating machine, in which, depending on the disturbance, a selective control of the converter is possible. This object is achieved by the features of the independent claim. The dependent claims relate to advantageous improvements of the drive.

Con un azionamento elettrico secondo l'invenzione viene nuovamente ridotta la suscettibilità di disturbi di una macchina operatrice. With an electric drive according to the invention, the susceptibility of an operating machine to disturbances is again reduced.

Qui di seguito l'invenzione sarà descritta nel dettaglio con riferimento al disegno, in cui mostrano, Hereinafter the invention will be described in detail with reference to the drawing, in which they show,

la Figura 1 uno schema a blocchi semplificato dell'azionamento elettrico, Figure 1 is a simplified block diagram of the electric drive,

la Figura 2 gli andamenti della frequenza o rispettivamente dei numeri di giri sopra il tempo per diversi stati di funzionamento, e Figure 2 shows the trends of the frequency or respectively of the numbers of revolutions over time for different operating states, and

La Figura 3 una vista d'insieme schematica sull'azionamento di un filatoio. Figure 3 is a schematic overall view of the drive of a spinning machine.

Per Le seguenti spiegazioni a titolo di esempio sarà illustrato un azionamento per un filatoio. Un primo e un secondo motore 16 e rispettivamente 18 sono collegati attraverso un convertitore di frequenza 30 con una rete elettrica 36a. Fra il convertitore di'frequenza 30 e i motori 16 e rispettivamente 18 si trova la cosiddetta rete elettrica 36b della macchina. Un comando 32 per l'azionamento elettrico può essere disposto separatamente dal'convertitore di frequenza 30 o essere integrato in questo. Il cimando 32 è collegato attraverso più linie di sensore 40...46 con i componenti dell'azionamento 30, 16, 18, 36a, 36b. Le l'inie di sensore possono registrare per esempio un sovraccarico di un componente elettrico, una sovrattemperatura, una sottottensione o un guasto della rete. Quali ulteriori disturbi sono da prendere in considerazione punte di sovraccarico o corto- circuiti che sono registrabili parimenti attraverso l'inie di sensore dal comando 32. Il comando 32 e il convertitore di frequenza 30 sono da realizzare in modo che l'alimentazione della corrente elettrica dei motori 16, 18 venga interrotta soltanto nel caso di determinati disturbi, i quali potrebbero portare per esempio alla distruzione di parti costruttive dei componenti. In prima linea in questo caso sono da considerare punti di tensione o corto-circuiti, non però un carico di un componente limitato nel'tempo o rispettivamente che supera lentamente un valore di soglia. Al verificarsi di un disturbo meno grave nell'azionamento elettrico l'elaborazione del disturbo porta al fatto che il comando 32 provoca un arresto lento regolato dell'azionamento. In questo caso la frequenza f del convertitore di frequenza 30 e quindi i numeri di giri n dei motori 16 e 18 vengono abbassati secondo un programma predeterminato, un recupero di energia di un motore 18 potendo essere previsto a favore dell'approvvigionamento di altri componenti 16, 32 secondo la domanda di brevetto internazionale WO 90-07595. Una curva dei numeri di giri per l'arresto graduale ordinato dell'azionamento elettrico è composta dai rami di curva a e b nella Figura 2. Questo significa che nell'esempio di un filatoio i numeri di giri dei motori vengono abbassati proporzionalmente e il1 primo motore 16 per l'azionamento degli alvri 12a, 12b, 12c dello stiratoio secondo la Figura 3 e il secondo motore 18 per l'azionamento di un albero 20 venendo fermati sostanzialmente contemporaneamente. L'albero 20 porta più pulegge 24 che azionano, nel caso di un filatoio ad anelli, attraverso rispettivamente una cinghia 26, fusi 22 per avvolgere filato 28 che viene fornito dagli alberi 12, 12b, 12c dello stiratoio. Se fosse previsto un unico convertitore di frequenza 30 per alimentare più motori 16 e 18, questi scorrono come motori sincroni o asincroni con la stessa frequenza. Una trasmissione 14 fra il· primo motore 16 e gl'i alberi 12a, 12b, 12c degli stiratoi provvede al· necessario adattamento dei numeri di giri. For the following explanations by way of example a drive for a spinning machine will be shown. First and second motors 16 and 18 respectively are connected through a frequency converter 30 to an electrical network 36a. Between the frequency converter 30 and the motors 16 and 18 respectively there is the so-called electrical network 36b of the machine. A control 32 for electrical operation can be arranged separately from the frequency converter 30 or be integrated therein. The trim 32 is connected through multiple sensor lines 40 ... 46 with the drive components 30, 16, 18, 36a, 36b. The sensor inputs can, for example, register an overload of an electrical component, an overtemperature, an undervoltage or a grid failure. Which further disturbances are to be taken into account overload peaks or short circuits which can also be registered via the sensor input from the control 32. The control 32 and the frequency converter 30 are to be implemented so that the power supply motors 16, 18 is interrupted only in the case of certain disturbances, which could lead, for example, to the destruction of constructive parts of the components. In the first line in this case voltage points or short-circuits are to be considered, but not a load of a component limited in time or respectively which slowly exceeds a threshold value. Upon occurrence of a less severe disturbance in the electrical drive, the disturbance processing results in command 32 causing a slow, controlled stop of the drive. In this case the frequency f of the frequency converter 30 and therefore the speeds n of the motors 16 and 18 are lowered according to a predetermined program, an energy recovery of a motor 18 can be foreseen in favor of the supply of other components 16 , 32 according to the international patent application WO 90-07595. A speed curve for the ordered soft stop of the electric drive consists of curve branches a and b in Figure 2. This means that in the example of a spinning machine the motor speeds are lowered proportionally and the first motor 16 for the actuation of the shafts 12a, 12b, 12c of the drawing frame according to Figure 3 and the second motor 18 for the actuation of a shaft 20 being stopped substantially simultaneously. The shaft 20 carries several pulleys 24 which drive, in the case of a ring spinning machine, through a belt 26 respectively, spindles 22 to wind yarn 28 which is supplied by the shafts 12, 12b, 12c of the drawing frame. If a single frequency converter 30 were provided to power several motors 16 and 18, these run as synchronous or asynchronous motors with the same frequency. A transmission 14 between the first motor 16 and the shafts 12a, 12b, 12c of the drawing frames provides for the necessary adaptation of the speeds.

Da una memoria di programma 34 il· comando può prelevare valori nominali per l'abbassamento della frequenza del convertitore. Il comando 32 e il convertitore 80 possono essere suddivisi in moduli. Un'unità di elaborazione 32a analizza segnali provvenienti dalle l'inie di sensore 40...46, una unità di comando 30a sul convertitore 30 è responsabile per 10 stato di funzionamento del convertitore di frequenza 3. Nel caso del secondo tipo di funzionamento dell'azionamento elettrico, il quale prevede nel caso di una sovrattensione o rispettivamente un corto-circuito un disinserimento immediato del convertitore di frequenza 30 dei componenti 16, 18, 32 disposti a valle, diversi azionamenti meccanici possono fermarsi a differenti istanti. Cosi secondo la Figura 2 per 11 primo motore 16 può risultare una curva dei numeri di giri secondo i rami di curva a, d e per il secondo motore 18 un andamento dei numeri di giri secondo i rami di curva a, c cosicché i diversi motori vengono a fermarsi l'uno dopo l'altro. Questo tipo di funzionamento nel caso di filatoi ad anelli eventualmente potrebbe portare alla rottura di tutti i fili. Dall'altro lato può essere evitato il pericolo allo persone o il daneggiamento dell'azionamento elettrico, se tutti i componenti vengono comandati senza tensione dal'comando 32 direttamente dopo il· verificarsi e il rilevamento del· disturbo. Questo è necessario in particolare anche nel· caso del· verificarsi di correnti erronee per via del contatto di componenti elettrici da parte di persone addette. From a program memory 34 the control can take nominal values for lowering the frequency of the converter. Command 32 and converter 80 can be divided into modules. A processing unit 32a analyzes signals coming from the sensor ports 40 ... 46, a control unit 30a on the converter 30 is responsible for the operating state of the frequency converter 3. In the case of the second type of operation of the electric drive, which provides for an immediate disconnection of the frequency converter 30 of the components 16, 18, 32 arranged downstream in the event of an overvoltage or a short-circuit, various mechanical drives can stop at different instants. Thus, according to Figure 2, for the first motor 16 a speed curve can result according to the curve branches a, d and for the second motor 18 a speed trend according to the curve branches a, c so that the different motors are to stop one after the other. This type of operation in the case of ring spinning machines could possibly lead to the breaking of all the threads. On the other hand, danger to persons or damage to the electrical drive can be avoided if all components are operated without voltage by control 32 directly after the occurrence and detection of the disturbance. This is particularly necessary also in the case of erroneous currents due to the contact of electrical components by personnel.

Claims

CLAIMS 1. Electric drive for an operating machine, preferably a spinning machine (10), with a frequency converter (30) which is connected to an electrical network (36a) and supplies alternating current with a time-varying power frequency to motors (16, 18), characterized by the fact that a command (32), suitable for recording disturbances, is connected through sensor lines (40 ... 46) with components (30, 36a, 36b, 18) of the drive which is shaped causing, depending on the disturbance case, different control states in the frequency converter (30).

Drive according to claim 1, characterized in that a program memory (34) is connected to the control (32).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control (32) has a processing unit (32a) which is connected on the input side with the sensor lines (40 ... 46).

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control (32) is connected via a control line (48) to a control unit (30a) of the frequency converter (30), this being so designed that it only inserts the frequency converter (30) in the control line (48) when certain control signals are present and lowers the supply frequency according to a schedule when all other control signals are present.

Drive according to one of the preceding claims, characterized in that one motor (18) is designed for driving spindles (22) and the other motor (16) for driving a drawing frame (12) of a spinning wheel.