BRPI0612829A2 - processo para operar uma unidade de acionamento eletromotriz - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA OPERAR UMA UNIDADE DE ACIONAMENTO ELETROMOTRIZ. A presente invenção refere-se a um processo para a operação de uma unidade de acionamento eletromotriz, especialmente de uma unidade de acionamento avulsa de uma máquina têxtil, compreendendo um rotor (1) apoiado sem contato, no mínimo um mancal de retenção (10), no qual o rotor (1) encosta antes da entrada em operação da unidade de acionamento eletromotriz, bem como um dispositivo regulador que permite reter o rotor (1) em um estado flutuante livre de forças durante a operação estacionária, sendo que são executadas as seguintes etapas: leitura de um sinal de partida (ASI) gerado pelo dispositivo regulador para a conservação do estado flutuante livre de forças durante a operação; cálculo da folga de mancal por meio de avaliação do sinal de partida (ASI); comparação do valor calculado para a folga de mancal com valores limites predetermináveis; desconexão da unidade de acionamento eletromotriz ao serem ultrapassados os valores limites.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA OPERAR UMA UNIDADE DE ACIONAMENTO ELETROMOTRIZ".

A presente invenção refere-se a um processo para operar umaunidade de acionamento eletromotriz segundo o preâmbulo da reivindicação1, bem como refere-se a uma unidade de acionamento eletromotriz segundoo preâmbulo da reivindicação 14.

No caso de se empregar um rotor apoiado sem contato, que sejaconfigurado como rotor que circula com alto número de rotações de umaunidade de acionamento eletromotriz, é particularmente interessante impedirque mancais de retenção sejam tocados pelo rotor devido a forças proces-suais e de interferência que atuam sobre este. O contato do mancai de re-tenção por parte do rotor abriga o risco de que a energia cinética do rotorque se torna livre leve a um desgaste prematuro do mancai de retenção emesmo a uma destruição mecânica do mancai de retenção e/ou de todo oconjunto de acionamento interno.

O conhecimento da distância das folgas de ar de mancai é con-veniente especialmente no caso de forças processuais e de interferência quesurjam, para se introduzir a tempo, antes do contato entre rotor e mancai deretenção, uma desconexão da unidade de acionamento eletromotriz. Umaforça de interferência desse tipo, em rotores que, por exemplo, são empre-gados para máquinas têxteis, pode resultar de um acúmulo de fios que sedepositam na haste do rotor entre os ímãs de mancai, acúmulo este que e-xerce uma força dirigida axialmente sobre o rotor e desloca este a partir deum estado flutuante livre de forças que surge no funcionamento estacionáriona direção de um dos mancais de retenção. Essa força de interferência éenfrentada por meio de um direcionamento correspondente de um dispositi-vo regulador, com a conseqüência de que no caso de desconhecimento dafolga de mancai restante, o rotor pode ser pressionado contra um dos man-cais de retenção, fato este que pode ter como conseqüência a danificaçãoda unidade de acionamento.

Por meio do pedido de patente aberto à inspeção pública DE 3523 344 A1, para a determinação da folga de mancai de um rotor apoiadosem contato de uma unidade de acionamento eletromotriz conhece-se oemprego de sensores de folgas de medição absoluta, os quais estão emcondições de reproduzir, sem retardamento e com exatidão técnica de medi-ção, desvios de folga de cerca de 1% do valor nominal por meio de um sinalelétrico. O emprego de sensores de folgas de medição absoluta configura-secomo sendo desvantajoso porque sensores de folgas de medição absolutacom um pequeno erro de alinhamento (offset) e uma precisão muito alta demedição são muito onerosos e exigem um esforço elevado de ajuste. O errode alinhamento sempre presente nos sensores de folgas faz com que o rotorseja deslocado de seu estado flutuante livre de forças. Disso resulta umacorrente que flui permanentemente para a compensação do erro de alinha-mento.

O emprego de sensores de folgas mais econômicos é acompa-nhado da desvantagem de que eles apresentam um maior erro de alinha-mento. Por um lado, no caso de grandes erros de alinhamento dos sensoresde folgas corre uma corrente muito grande que, em certas circunstâncias,pode ultrapassar os limites de potência do dispositivo regulador. Por outrolado, ocorre um deslocamento de posição do rotor para fora de seu estadoflutuante livre de forças, de tal modo que pode vir a ocorrer uma forte apro-ximação ao mancai de retenção ou, em caso extremo, já pode vir a ocorrerum contato.

Portanto, o objetivo da presente invenção é disponibilizar umprocesso para operar uma unidade de acionamento eletromotriz que possibi-lite, de modo fácil e econômico, a determinação e o monitoramento da folgade mancai durante o funcionamento estacionário, bem como uma unidadede acionamento eletromotriz que se caracterize por uma maior segurançaoperacional.

Esse objetivo, no que diz respeito ao processo, é alcançado pormeio das características apresentadas na parte caracterizante da reivindica-ção 1 e, no que diz respeito à unidade de acionamento eletromotriz, pormeio das características apresentadas na parte caracterizante da reivindica-ção 14.Durante o funcionamento ocorre a leitura de um sinal de partidagerado pelo dispositivo regulador para a conservação do estado flutuantelivre de forças. O cálculo da folga de mancai ocorre, nesse caso, por meio deavaliação do sinal de partida. Os valores obtidos pela avaliação do sinal departida para a folga de mancai são comparados com os valores limites fixa-dos ao início. Sendo ultrapassados os valores limites fixados para a folga demancai, ocorre então a desconexão da unidade de acionamento eletromo-triz, fazendo com que se evite assim amplamente uma danificação do man-cai de retenção ou de todo o conjunto de acionamento interno.

A desconexão efetuada devido à ultrapassagem dos valores limi-tes da folga de mancai pode ser registrada e informada por meios adequa-dos, possibilitando-se assim uma análise do comportamento de desconexãoda unidade de acionamento eletromotriz.

A vantagem essencial do processo de acordo com a invençãoconsiste em que as forças processuais e de interferência que exercem umaforça dirigida axialmente para o rotor, e que portanto o deslocam para forade seu estado flutuante livre de forças (posição neutra), podem ser compen-sadas por meio de um comando correspondente do dispositivo regulador atéo momento em que os valores limites inicialmente fixados para a distânciada folga de mancai sejam ultrapassados, levando assim à desconexão daunidade de acionamento eletromotriz e contribuindo, portanto, para um au-mento da segurança operacional.

Além disso, de acordo com o processo de acordo com a inven-ção, antes de cada subida da unidade de acionamento eletromotriz, para afixação de valores limites predetermináveis pode-se medir os impactos demancai para a determinação de valores extremos da folga de mancai. Nessecaso, o rotor sonda os impactos extremos do mancai de retenção, o que po-de ser obtido por meio de um comando adequado do rotor através do dispo-sitivo regulador. No momento da inicialização, as forças processuais exter-nas que atuam sobre o rotor passam para zero, pois o motor não é acionadono momento da inicialização, de tal modo que o sinal de partida (ASI) geradopelo dispositivo regulador para a conservação do estado flutuante livre deforças se define exclusivamente a partir da rigidez negativa de elementos demancai empregados para o apoio do rotor sem contato.Com isso, os valoresextremos dos impactos de mancai são fixados. Os valores extremos nova-mente determinados antes de cada subida da unidade de acionamento ele-tromotriz, bem como o cálculo das folgas de ar de mancai, possibilitam umaanálise do comportamento operacional da unidade de acionamento eletro-motriz no caso de um registro adequado dos valores determinados.

Nesse caso, os valores limites predetermináveis podem ser fixa-dos abaixo dos valores extremos determinados inicialmente. Desse modo, épossível garantir que, no caso de uma desconexão, até o momento da des-conexão seja assegurada uma distância de segurança suficiente em relaçãoaos mancais de retenção. Para tanto, o valor limite pode ser fixado a partirda diferença das magnitudes da folga de mancai obtida com base nos valo-res extremos medidos e a partir de um impacto predeterminável para o au-mento da segurança operacional, como por exemplo até um terço da magni-tude da folga de mancai.

Além disso, após cada desconexão ocorrida da unidade de acio-namento eletromotriz, a medição dos impactos de mancai pode ser executa-da antes do novo arranque da unidade de acionamento eletromotriz. Dessemodo, com o processo descrito, a cada processo de partida é fixado de novoindividualmente os valores limites de folga de mancai. Além disso, dessemodo os erros de alinhamento sempre presentes são compensados por in-termédio do dispositivo regulador. A nova fixação sempre efetuada dos valo-res limites pode servir de ferramenta de diagnóstico no que se refere aodesgaste dos mancais de retenção e/ou para a avaliação do estado dos e-Iementos de mancai, na medida em que sejam registrados os valores extre-mos medidos para a determinação do valor limite. A alteração dos valoresextremos, por exemplo devido ao desgaste do mancai de retenção, permiteque se tire conclusões sobre o estado dos elementos de mancai emprega-dos e especialmente do mancai de retenção.

Vantajosamente, pode-se prever que, antes da subida do rotor,seja possível fixar um valor de referência de um ponto de operação do rotorsituado no estado flutuante, de tal modo que seja possível detectar um pontode operação que se desvie desse valor de referência e que se estabeleçadurante a operação estacionária. Desse modo pode-se conseguir que umenfraquecimento que ocorra do elemento de mancai empregado para o a-poio sem contato possa ser detectado, o que pode ocorrer no decorrer doenvelhecimento da unidade de acionamento. Para tanto é previsto que o va-lor de referência possa ser determinado a partir do valor médio da distânciado rotor em relação aos mancais de retenção. Esse procedimento possibilitaa avaliação do estado dos elementos de mancai durante a operação em curso.

Em especial, o valor de referência do ponto de operação do rotorsituado em estado flutuante pode ser fixado de novo, quando o rotor tiveralcançado seu número de rotações de operação. Desse modo, as forçasprocessuais que surgem ao ser alcançado o número de rotações de opera-ção, as quais podem levar a um deslocamento do ponto de operação, po-dem ser levadas em consideração sem que o desvio em função das forçasprocessuais em relação ao ponto de operação leve a uma desconexão daunidade de acionamento eletromotriz quando for alcançado o número derotações de operação.

Além disso, através de um desvio definido do ponto de trabalhoque se estabelece em relação ao valor de referência é possível provocar adesconexão da unidade de acionamento eletromotriz, a fim de se excluiruma danificação do mancai de retenção ou de todo o conjunto de aciona-mento interno. Além disso, pode ser previsto que o desvio do ponto de ope-ração que se estabelece em relação ao valor de referência seja sinalizadoadequadamente, para se poder chamar a atenção a tempo sobre tais fenô-menos de desgaste.

Vantajosamente, o sinal de partida (ASI) para pequenas folgasde ar de mancai pode ser tornado linear, fazendo com que o valor de folgade mancai calculado a partir do sinal de partida (ASI) que pode ser tornadolinear possa ser empregado como critério de qualidade no ajuste do mancaide retenção.Além disso, o dispositivo regulador pode ficar em conexão ativacom uma disposição de controle para avaliação do sinal de partida (ASI).

Nesse caso, para a amplificação do sinal de partida (ASI), a disposição decontrole pode apresentar um amplificador. Este pode ser empregado, espe-cialmente no caso de pequenas diferenças entre as posições do rotor, paraamplificar o sinal a ser captado para o monitoramento da folga de mancai,sendo que o amplificador pode desviar o nível do sinal de partida (ASI). Osinal de partida (ASI) assim amplificado do dispositivo regulador situa-se emuma faixa adequada do ponto de vista da técnica de medição, de tal modoque se obtenha uma resolução suficientemente alta do sinal de partida (ASI)do dispositivo regulador, para se obter a precisão de medição necessáriapara o monitoramento.

Em especial, a entrada do amplificador pode ser solicitada porum sinal adicional com modulação de amplitude de pulso, o qual é geradopela disposição de controle. Esse sinal adicional com modulação de amplitu-de de pulso serve para a compensação do alinhamento do sensor de posi-ção, o qual entra no sinal de partida (ASI). O alinhamento corresponde àtensão de compensação da correção de alinhamento do sensor de posição.Nesse caso, trata-se, no essencial, do erro de alinhamento básico do dispo-sitivo regulador.

Além disso, a deriva de temperatura que ocorre adicionalmentepode ser compensada. Para tanto, durante a transição do estado operacio-nal da unidade de acionamento eletromotriz desde o momento da subida atéser alcançado o estado operacional estático, para se compensar os desviosocorridos em relação à posição de equilíbrio no estado flutuante do rotor po-de-se modificar a modulação de amplitude de pulso do sinal adicional, de talmodo que o sinal adicional com modulação de amplitude de pulso atue demodo compensatório na disposição de controle com retardamento temporal.

Desse modo, é efetuada uma compensação com retardamento temporal deuma deriva que ocorra devido a variações de temperatura, ao ocorrer a su-bida do rotor até ser alcançada a temperatura operacional na operação esta-cionária, que tem como conseqüência um deslocamento da posição neutra edo erro de alinhamento do dispositivo regulador. Por exemplo, se surgiremforças axiais devidas a interferências que produzam a ultrapassagem de umdos valores limites, então isso será identificado mesmo apesar da compen-sação da deriva de temperatura, porque essas forças de interferência atuamtemporalmente mais rápido do que a compensação com retardamento tem-poral.

Segundo a reivindicação 14, o dispositivo regulador compreendeum sensor de posição com no mínimo uma bobina de sensor, no mínimouma bobina de atuador definida que pode ser percorrida por corrente, umregulador de posição e um integrador, no qual o sinal de partida (ASI) podeser captado para a avaliação e cálculo da folga de mancai.

Além disso, o dispositivo regulador pode ser conectado a umadisposição de controle para a avaliação e cálculo do sinal de partida (ASI). Adisposição de controle pode incluir uma unidade de controle digital, por e-xemplo na forma de um computador ou microprocessador.

Além disso, a disposição de controle pode compreender um am-plificador, um conversor analógico/digital, bem como um conversor digi-tal/analógico, através dos quais a unidade de controle digital pode ser conec-tada ao circuito regulador. O amplificador é configurado de tal modo que eleeleve ou abaixe o sinal de partida do dispositivo regulador para um nível detensão que corresponda ao da disposição de medição, pois as tensões ope-racionais do dispositivo regulador, por um lado, e da disposição de controlepara a avaliação do sinal de partida (ASI), por outro lado, podem ser diferen-tes. O conversor analógico/digital serve para a conversão dos sinais analógi-cos em sinais digitais que podem ser processados pela disposição de con-trole, desde que sinais digitais já não tenham sido disponibilizados pelo dis-positivo regulador.

Outros desdobramentos vantajosos podem ser deduzidos dasreivindicações 17 a 20.

A seguir, a invenção será explicada detalhadamente com baseem um exemplo de execução. O desenho correspondente mostra uma re-presentação básica de uma disposição de mancai magnético com um dispo-sitivo regulador.

Da representação na figura 1 pode-se deduzir uma disposiçãode mancai de uma unidade de acionamento eletromotriz, especialmente parauma máquina têxtil. A unidade de acionamento eletromotriz pode ser proje-tada como unidade de acionamento avulsa de um dispositivo de fiação, queserve de acionamento de um rotor 1 apoiado sem contato. O rotor 1 é confi-gurado como rotor da unidade de acionamento eletromotriz e se encontraapoiado sem apoio em direção radial e axial no suporte projetado como dis-posição de mancai magnético. A disposição de mancai magnético compre-ende, entre outros, ímãs de mancai 3, 4, 6, 7 projetados como ímãs perma-nentes, os quais apoiam a haste do rotor 1 axialmente. Para a obtenção deuma maior rigidez ou amortecimento da sustentação do rotor 1 podem serprevistos outros ímãs ativos ou passivos. No entanto, também é possível oemprego de um mancai a gás em combinação com uma disposição de man-cal magnético.

A unidade de acionamento eletromotriz compreende ainda doismancais de retenção 10 (dos quais apenas um é mostrado na figura 1), queservem para o apoio axial do rotor 1, quando a unidade de acionamento ele-tromotriz tiver sido colocada fora de operação. Antes da entrada em opera-ção da unidade de acionamento eletromotriz, o rotor 1 encosta em um dosmancais de retenção 10 devido a uma direção de queda preferível do rotor 1condicionada pelo tipo de construção, por meio de um batente 9 disposto norotor 1. Além disso, a unidade de acionamento eletromotriz compreende umestator 2, no qual pode ser disposto um mancai que sirva para a sustentaçãoradial, como por exemplo um mancai magnético ou mancai a gás ativo.

Os ímãs de mancai 4, 7 estão dispostos no estator 2, em frenteaos quais encontram-se, a pequena distância, os correspondentes ímãs demancai 3, 6 do rotor 1. Desse modo são formados pares de ímãs que ser-vem para o apoio axial e radial do rotor 1. Os pares de ímãs formados pelosímãs de mancai 3, 4 e 6, 7 apresentam respectivamente uma polaridade di-recionada de tal modo que o rotor 1 seja mantido em flutuação entre eles pormeio de um dispositivo regulador adequado, de tal modo que em operaçãoestacionária se forme uma folga entre os respectivos pares de ímãs. Comisso, durante a operação estacionária da unidade de acionamento eletromo-triz, o rotor 1 se encontra em um estado flutuante livre de forças, no qual orotor 1 flutua axialmente em torno de um ponto de operação. Esse estadoflutuante livre de forças também é chamado de posição neutra do rotor 1. Naposição neutra, entre o rotor 1 e os mancais de retenção 10 forma-se umadistância essencialmente da mesma dimensão sob a forma de uma folga demancai.

A dimensão da folga de mancai formada entre os mancais deretenção 10 e o rotor 1 é dimensionada menor do que a da folga entre ospares de ímãs do estator 2 e o rotor 1. Isso é conseguido devido ao fato deque pelo menos um dos mancais de retenção 10 é ajustável em direção axialde um modo tal que a magnitude da folga resultante da disposição do rotor 1e do estator 2 entre si, na posição neutra do rotor 1 entre os ímãs de mancai3, 4 e 6, 7, seja ultrapassada para baixo. Isso faz com que os ímãs de man-cai 3, 4 e 6, 7, quando a unidade de acionamento eletromotriz estiver fora deoperação, não se toquem, quando o rotor 1, devido à sua direção de quedapreferencial, estiver encostado com seu batente 9 em um dos mancais deretenção 10. De preferência, o outro mancai de retenção 10 também podeser ajustado axialmente.

O monitoramento e a determinação da folga de mancai que seestabelece durante a operação entre o rotor 9 e os mancais de retenção 10são efetuados por meio do dispositivo regulador, que detecta uma mudançade posição do rotor 1 que se desvia em relação à posição neutra, e com ba-se nisso controla adequadamente contra a mudança de posição ocorrida, afim de conservar o estado flutuante livre de forças do rotor 1 durante a ope-ração estacionária. Tais mudanças de posição devem-se especialmente aforças processuais e de interferência externas que atuam sobre o rotor 1. Domesmo modo, o enfraquecimento devido a envelhecimento ou uma danifica-ção dos ímãs de mancai 3, 4, 6, 7 também influenciam o estado de equilíbriodo rotor 1 durante a operação estacionária da unidade de acionamento ele-tromotriz.Além disso, no estator 2 encontra-se disposta no mínimo umabobina de atuador 5, a qual fica em conexão ativa com o dispositivo regula-dor. A bobina de atuador 5 pode ser comandada pelo dispositivo reguladorde um modo tal que desvios que venham a ocorrer do estado flutuante livrede forças do rotor 1 possam ser compensados por meio de uma passagemde corrente pela bobina de atuador 5.

Além disso, o dispositivo regulador apresenta uma bobina desensor 8, por meio da qual as alterações de posição do rotor 1 em direçãoaxial são identificadas e encaminhadas a um sensor de posição 11 que incluia bobina de sensor 8. O sensor de posição 11 detecta o desvio em relação àposição neutra do rotor 1 que ocorre durante a operação estacionária da u-nidade de acionamento eletromotriz. Além disso, o dispositivo regulador in-clui um regulador de posição 12, um amplificador de potência 13, um amplifi-cador diferencial 14 e um integrador 15. Ao dispositivo regulador conecta-seatravés de uma linha de conexão, uma disposição de controle que compre-ende um amplificador 16, um conversor analógico/digital 17, uma unidade decontrole digital 18, bem como um conversor digital/analógico 19. A unidadede controle digital 18 pode ser projetada como um microprocessador ou co-mo um computador.

O processo de acordo com a invenção prevê que antes da en-trada em operação da unidade de acionamento eletromotriz são ativados,em primeiro lugar, o dispositivo regulador e a disposição de controle. Umsoftware que pode ser empregado por meio da unidade de controle digital 18dispara um processo que faz com que a bobina de atuador 5 seja induzidacom uma corrente definida, de tal modo que o rotor 1 se mova respectiva-mente uma vez para os ímãs de mancai 4 e 7 do estator 2. Nesse caso, orotor 1, conforme sua direção de movimentação, choca-se contra o respecti-vo mancai de retenção 10, respectivamente alcança uma posição distancia-da ao máximo do outro mancai de retenção 10. Isso serve para a fixação dosvalores extremos dos batentes de mancai.

Ao ser alcançado o estado operacional estacionário da unidadede acionamento eletromotriz, no qual o rotor 1 se encontra no estado flutuan-te livre de forças, as forças externas processuais e de interferência que po-dem influenciar o estado flutuante são compensadas pelo dispositivo regula-dor. Nesse caso, o sensor de posição 11 detecta os desvios em relação àposição neutra provocados por forças externas processuais e de interferên-cia e detectados por meio da bobina de sensor 8. O sinal de partida (ASLS)do sensor de posição 11 é encaminhado ao regulador de posição 12, o qualmodifica a corrente para o comando da bobina de atuador 5 de um modo talque seja gerada uma força de reação que compense a força externa proces-sual. A força de reação produz o retorno do rotor 1 para sua posição neutra.Em seguida ao regulador de posição 12 encontra-se conectado o amplifica-dor de potência 13, para amplificar o sinal de partida (ASLR) do regulador deposição 12.

O integrador 15 conectado em paralelo ao regulador de posição12 integra o sinal de partida (ASLR), proporcional à corrente, do reguladorde posição 12, sendo que a adição do sinal de partida (ASI) do integrador 15ao sinal de partida (ASLS) do sensor de posição 11 leva a um deslocamentodo rotor 1 para fora de sua posição neutra original, até que a corrente debobina de atuador solicitada pelo sinal de partida (ASLS) do sensor de posi-ção 11 tenha sido compensada pelo sinal de partida (ASI) do integrador 15.Trata-se, nesse caso, de uma assim chamada regulagem de corrente zero,que se encontra sobreposta à regulagem por parte do regulador de posição12. Nesse caso, o sinal de partida (ASLR) do regulador de posição 12 é for-necido ao integrador 15 através do amplificador diferencial 14. O sinal departida (ASI) do integrador 15, para a compensação do erro de alinhamentodo sensor de posição 11, é encaminhado a este.

De acordo com a invenção, por meio do sinal de partida (ASI) dointegrador 15 é compensado o respectivo sinal de partida (ASLS) aí presentedo sensor de posição 11 até ser alcançada a posição neutra do rotor 1. Des-se modo é possível usar o sinal de partida (ASI) do integrador 15 como valorde medição para o desvio do rotor 1 em relação à posição neutra. A amplitu-de do sinal de partida (ASI) do integrador 15 encontra-se em uma relaçãofixa para com o sinal de partida (ASLS) do sensor de posição 11, emboracom prefixo oposto. Devido à determinação dos valores extremos dos impac-tos de mancai de retenção, efetuada antes da entrada em operação da uni-dade de acionamento eletromotriz, toma-se possível, em conexão com osinal de partida (ASI) do integrador 15 que pode se tornar linear para peque-nas folgas de mancai, determinar a magnitude da folga de mancai e monito-rar suas variações.

Para a determinação e monitoramento da modificação da folgade mancai, o sinal de partida (ASI) do integrador 15 é encaminhado, atravésdo amplificador 16 e do conversor analógico/digital 17, para a unidade decontrole digital 18. A unidade de controle digital 18 é projetada para o pro-cessamento de um algoritmo adequado, que, entre outras coisas, possibilitao depósito dos valores extremos determinados antes da entrada em opera-ção da unidade de acionamento eletromotriz e o monitoramento e avaliaçãodo sinal de partida (ASI) do integrador 15. Com isso, para a determinação dafolga de mancai, os valores do sinal de partida (ASI) do integrador 15 sãocomparados com valores limites fixados inicialmente, os quais podem serdepositados de acordo com a forma de execução da disposição de mancaimagnético.

O conhecimento dos valores extremos definidos ao início, emconexão com o sinal de partida (ASI) do integrador 15, possibilita o monito-ramento da folga de mancai e o cálculo da mesma. A predeterminação dosvalores limites pode ser efetuada mediante a consideração de uma desco-nexão de emergência da unidade de acionamento eletromotriz no sentido deque é previsto um impacto de segurança, por exemplo até um terço da folgade mancai. Os valores limites se definem a partir da diferença entre a folgade mancai medida com base nos valores extremos e o impacto de seguran-ça. Ou seja, no caso dos valores limites serem ultrapassados ocorre a des-conexão da unidade de acionamento eletromotriz e, ao mesmo tempo, épossível inicializar um aviso dessa situação, que pode ocorrer, por exemplo,sob forma acústica ou ótica.

Além disso, o processo de acordo com a invenção possibilita aavaliação do estado da disposição de mancai magnético. Entre os fatoresque influenciam o estado da disposição de mancai magnético consta princi-palmente o enfraquecimento, em função do envelhecimento, dos ímãs demancai 3, 4, 6, 7, que pode levar a um deslocamento do ponto de operaçãodo rotor 1, e o desgaste, não totalmente a ser excluído, do mancai de reten-ção 10 em caso de desconexões de emergência. Para se poder executar aavaliação de estado, são fixados valores de referência que são obtidos apartir dos valores médios dos valores de medição da distância dianteira etraseira do mancai de retenção e que podem ser depositados de um modotal que possam ser solicitados ao ocorrerem o monitoramento e a avaliaçãodo sinal de partida (ASI) do integrador 15. Também nesse caso pode-se pre-ver que em caso de se ultrapassar o valor de referência depositado, a uni-dade de acionamento eletromotriz seja desconectada. Além disso, tambémpodem ser previstos o anúncio e o armazenamento dos valores situados a-baixo do valor de referência, para se poder acusar uma danificação da dis-posição de mancai magnético que se configure a longo prazo.

Como já foi descrito, o sinal de partida (ASI) do integrador 15,através da compensação do erro de alinhamento do sensor de posição 11,regula para zero a corrente que se estabelece na bobina de atuador 5. Aalteração do sinal de partida (ASI) do integrador 15 reproduz, nesse caso, odesvio da posição do rotor 1. Os desvios ocorridos da posição do rotor 1 emrelação à posição neutra são muito pequenos nesse exemplo de execuçãodescrito. O correspondente vale também para a alteração do sinal de partida(ASI) do integrador 15. De preferência, para uma avaliação adequada dosinal de partida (ASI) do integrador 15, ele é amplificado correspondente-mente pelo amplificador 16, para solicitar uma faixa adequada, do ponto devista da técnica de medição, do conversor analógico/digital 17 conectadoantes da unidade de controle digital 18. Uma eliminação do amplificador 16teria como conseqüência uma resolução do sinal de partida (ASI) de tal mo-do reduzida que desse modo a precisão de medição necessária para o moni-toramento da folga de mancai só seria obtida de modo insuficiente.

Ao alinhamento sempre presente do sinal de partida (ASI) dointegrador 15, para a compensação do alinhamento do sensor de posição11, que se situa na entrada do amplificador 16, soma-se adicionalmente osinal de partida do conversor digital/analógico 19. Desse modo, o sinal departida do amplificador 16 é deslocado de tal modo que ele se situe na faixaadequada, do ponto de vista de técnica de medição, da unidade de controledigital 18. O conversor digital/analógico 19, nesse exemplo de execução, éformado por uma passagem tipo passa-baixo em conexão com uma modula-ção de amplitude de pulso na saída da unidade de controle digital 18.

O objetivo do amplificador 16, como já foi descrito, é amplificar osinal de partida (ASI) do integrador 15 de um modo tal que ele se situe emuma faixa adequada quanto à técnica de medição. No entanto, no caso dasubida da unidade de acionamento eletromotriz até alcançar a temperaturade operação no estado operacional estacionário, ocorre uma deriva do sinalde partida (ASLS) do sensor de posição 11. Essa deriva de sinal é provoca-da pela deriva de temperatura do sensor de posição 11 e pelo comportamen-to de temperatura dos componentes da unidade de acionamento eletromo-triz. Isso tem como conseqüência que o sinal de partida amplificado (ASI) dointegrador 15, de modo correspondente à deriva de temperatura do sinal departida (ASLS) do sensor de posição 11, também experimenta um desvio eisso leva a que o ponto de operação definido inicialmente se desvie do pontode operação no estado operacional estacionário. Com isso, é medido umdesvio da posição do rotor 1, que, com base na medição inicial dos valoresextremos, pode levar a uma desconexão da unidade de acionamento ele-tromotriz, que se baseia em uma avaliação defeituosa do ponto de operação.

Devido a mudanças de temperatura, tal como podem ser regis-tradas ao ocorrer uma subida da unidade de acionamento eletromotriz atéser alcançada a temperatura de operação, ocorre uma deriva do sinal departida (ASLS) do sensor de posição 11. Essa deriva de sinal é provocadapela deriva de temperatura do sensor de posição 11 e do comportamento detemperatura dos componentes da unidade de acionamento eletromotriz. Aderiva de temperatura e as variações devidas ao comportamento de tempe-ratura dos componentes da unidade de acionamento eletromotriz são com-pensadas com retardamento de tempo por meio de modificação da modula-ção de amplitude de pulso.

O retardamento é apenas um pouco mais curto do que o retar-damento que ocorre na subida da unidade de acionamento eletromotriz atéser alcançada a temperatura operacional. Com isso, pode-se partir do fatode que as forças processuais e de interferência que surgem, que têm comoconseqüência uma alta influência sobre a folga de mancai, exercem influên-cia com um retardamento substancialmente menor e desse modo podem seridentificadas.

Claims (21)

1. Processo para a operação de uma unidade de acionamentoeletromotriz, especialmente de uma unidade de acionamento avulsa de umamáquina têxtil, compreendendo um rotor (1) apoiado sem contato, mancaisde retenção (10), sendo que o rotor (1) encosta em um dos mancais de re-tenção (10) antes da entrada em operação da unidade de acionamento ele-tromotriz, e em relação aos quais o rotor (1) fica distanciado por meio deuma folga de mancai durante a operação estacionária, bem como um dispo-sitivo regulador que permite reter o rotor (1) em um estado flutuante livre deforças durante a operação estacionária, caracterizado pelas seguintes etapas:- leitura de um sinal de partida (ASI) gerado pelo dispositivo re-gulador para a conservação do estado flutuante livre de forças durante a o-pe ração;- cálculo da folga de mancai por meio de avaliação do sinal departida (ASI);- comparação do valor calculado para a folga de mancai comvalores limites predetermináveis;- desconexão da unidade de acionamento eletromotriz ao seremultrapassados os valores limites.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que antes da partida da unidade de acionamento eletromotriz, para afixação de valores limites, são medidos os impactos de mancai de retençãopara a determinação dos valores extremos da folga de mancai.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que os valores limites predetermináveis são fixados abaixo dos valo-res extremos definidos.

4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, carac-terizado pelo fato de que depois de cada desconexão ocorrida da unidade deacionamento eletromotriz, é executada a medição dos impactos de mancaiantes da nova partida da unidade de acionamento eletromotriz.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, carac-terizado pelo fato de que antes da subida do rotor (1) determina-se um valorde referência de um ponto de operação do rotor (1) que se encontra no es-tado flutuante, de tal modo que se torna possível identificar um desvio de umponto de operação, que se estabelece durante a operação estacionária, emrelação a esse valor de referência.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o valor de referência é determinado a partir do valor médio dasdistâncias de mancai de retenção.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o valor de referência do ponto de operação do rotor (1) situadono estado flutuante é fixado de novo quando o rotor (1) tiver alcançado seunúmero de rotações de operação.

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, carac-terizado pelo fato de que devido a um desvio definido do ponto de operação,que se estabelece respectivamente na operação estacionária, em relação aovalor de referência produz-se a desconexão da unidade de acionamento ele-tromotriz.

9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, carac-terizado pelo fato de que o sinal de partida (ASI) é tornado linear para pe-quenas folgas de mancai.

10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca-racterizado pelo fato de que para a avaliação do sinal de partida (ASI), o dis-positivo regulador fica em conexão ativa com uma disposição de controle.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que para a amplificação do sinal de partida (ASI), a disposiçãode controle apresenta um amplificador diferencial (16).

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que a entrada do amplificador diferencial (16) é solicitada porum sinal adicional com modulação de amplitude de pulso, o qual é geradopela disposição de controle.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que para a compensação dos desvios em relação à posição deequilíbrio no estado flutuante do rotor (1), desvios estes que ocorrem durantea transição do estado operacional da unidade de acionamento eletromotrizdesde o momento da subida até ser alcançado o estado operacional esta-cionário, é efetuada uma alteração da modulação de amplitude de pulso dosinal com um retardamento temporal.

14. Unidade de acionamento eletromotriz, especialmente parauma máquina têxtil, para a execução do processo como definido em umadas reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo regu-lador compreende um sensor de posição (11) com no mínimo uma bobina desensor (7), no mínimo uma bobina de atuador (5) definida que pode ser per-corrida por corrente, um regulador de posição (12) e um integrador (15), noqual pode ser captado o sinal de partida (ASI) para a avaliação e cálculo dafolga de mancai.

15. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com a rei-vindicação 14, caracterizada pelo fato de que o dispositivo regulador encon-tra-se conectado a uma disposição de controle para a avaliação do sinal departida (ASI).

16. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com a rei-vindicação 15, caracterizada pelo fato de que a disposição de controle incluiuma unidade de controle digital (18).

17. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com umadas reivindicações 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que a disposição decontrole compreende um amplificador (16), um conversor analógico/digital(17), bem como um conversor digital/analógico (19), através do qual a uni-dade de controle (18) é conectável ao dispositivo regulador.

18. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com umadas reivindicações 14 a 17, caracterizada pelo fato de que para o apoio semcontato do rotor (1), o apoio é projetado como uma disposição de mancaimagnético.

19. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com umadas reivindicações 14 a 18, caracterizada pelo fato de que para o apoio semcontato do rotor (1), o apoio é projetado como uma combinação de uma dis-posição de mancai magnético e de mancai a gás.

20. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com umadas reivindicações 14 a 19, caracterizada pelo fato de que o rotor (1) é proje-tado como rotor de fiação.

21. Unidade de acionamento eletromotriz de acordo com umadas reivindicações 14 a 20, caracterizada pelo fato de que ela é projetadacomo unidade de acionamento para uma máquina de fiação com rotor.