CH673473A5

CH673473A5 -

Info

Publication number: CH673473A5
Application number: CH2117/87A
Authority: CH
Inventors: Horst Wolf
Original assignee: Zinser Textilmaschinen Gmbh
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-06-04
Publication date: 1990-03-15
Also published as: JPS6321930A; IT1204695B; JPH07111006B2; US4817371A; FR2600083B1; DE3619647A1; FR2600083A1; IT8720828A0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine io Vorrichtung zum einzelmotorischen Antrieb einer Spindel bei einer Spinnmaschine, mit einem ein- und ausschaltbaren Asynchronmotor, welcher von einer Speisestromquelle gespeist wird, mit einer Frequenz, die die Betriebsdrehzahl des Asynchronmotors bestimmt und mit einer Spannung, ls welche einem vorgegebenen Spannungsfrequenzverhältnis entspricht.

Nach Beheben eines Fadenbruches an einer einzelnen Spindel muss ein sehr schnelles Hochlaufen dieser Spindel auf die Betriebsdrehzahl der übrigen weiterlaufenden Spin-20 dein gewährleistet sein, um Fehler im Garn zu vermeiden. Dieser Zeitraum liegt etwa bei 3 sec. ; die Betriebsdrehzahl zwischen etwa 8000 bis 20 000 U/min.

An Spinnmaschinen liegt also allgemein beim Beschleunigen einzelner Spindeln nach Beheben eines Fadenbruches 25 die Aufgabe vor, den Anlaufzeitraum möglichst kurz zu halten.

Bei Textilspindeln, welche durch einen Tangentialriemen angetrieben sind, ist bereits eine mechanische Lösung bekannt, wonach zur Erhöhung der während des Beschleuni-30 gens vom laufenden Tangentialriemen auf den Wirbel eines Arbeitselementes übertragbaren Leistung die Riemenanpresskraft an den Wirtel zumindest über einen grossen Teil der Beschleunigungszeit über den bei normalem Wert vorhandenen Wert hinaus erhöht wird (DE-OS 3 413 764). 35 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Konstruktion der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auf einfache Weise eine Verkürzung der Anlaufphase nach Beheben eines Fadenbruches bei einer einzelmotorisch angetriebenen Spindel einer Spinnmaschine gewähr-40 leistet ist.

Die Erfindung geht von der Tatsache aus, dass jeder Asynchronmotor für ein bestimmtes Spannungs/Frequenz-Verhältnis ausgelegt ist, d. h. dass einer bestimmten Speisefrequenz eine bestimmte Speisespannung zugeordnet ist, bei 45 der der magnetische Fluss im Motor optimal ist. Entsprechend wird bei einer Änderung der Speisefrequenz zum Zwecke der Drehzahländerung des Motors die Speisespannung entsprechend, in der Regel proportional, geändert.

Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, dass zum möglichst so raschen Beschleunigen einer Spindel aus dem Stillstand auf Betriebsdrehzahl dem Asynchronmotor dieser Spindel unter Beibehaltung der der vorgesehenen Betriebsdrehzahl entsprechenden Speisefrequenz eine erhöhte Speisespannung zugeführt wird, das vorgesehene Spannungs/Frequenz-Ver-55 hältnis also zeitbegrenzt über den Normalwert hinaus erhöht wird.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Asynchronmotor über mindestens einen wesentlichen Teil der Zeit, welche er zum Erreichen der 60 durch die Speisefrequenz bestimmten Betriebsdrehzahl aus dem Stillstand benötigt, erhöhte Speisespannung zur Verkürzung der Anlaufzeit geliefert wird.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die erhöhte Speisespannung ein erhöhtes Moment erzwingt, wodurch eine 65 steile Anlaufkurve und damit eine Verkürzung der Anlaufzeit vom Nullpunkt bis zum Erreichen der Betriebsdrehzahl der einzelmotorisch angetriebenen Spindel erreicht wird. Es wird also eine kurzzeitige Erhöhung der Speisespannung in

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der Hochlaufphase vorgesehen, wodurch der Motor drehmo-mentensteifer wird.

Da die Betriebsdrehzahl allein durch die Speisefrequenz bestimmt wird, wird die Betriebsdrehzahl auch bei erhöhter Speisespannung nicht überschritten - ein Vorteil, welcher bei Asynchronmotoren gegeben ist.

Da die erhöhte Speisespannung die Verlustleistung des Motors und damit seine Leistungsaufnahme insoweit unerwünscht erhöht und eine stärkere Erwärmung des Motors verursacht, soll die Erhöhung der Speisespannung erfindungsgemäss nicht länger als notwendig erfolgen, also im wesentlichen nur so lange, wie die zu beschleunigende Spindel braucht, um aus dem Stillstand die Betriebsdrehzahl zu erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Konstruktion, bei welcher mehrere, zu einer Gruppe zusam-mengefasste Asynchronmotoren an eine Speisestromquelle angeschlossen sind, die erhöhte Speisespannung allen Synchronmotoren der Gruppe geliefert werden, zu welcher der zu beschleunigende Motor gehört. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise eine weitere Vereinfachung, da nicht für jeden einzelnen Motor eine individuell spannungsveränderbare Speisestromquelle erforderlich ist; beim Beschleunigen eines Asynchronmotors dieser Gruppe verkürzt die erhöhte

Wie ersichtlich, ist im Betriebszustand die Spindeldrehzahl konstant. Im Punkt I wird nach Auftreten eines Fadenbruches die Spindel ausgeschaltet, so dass die Drehzahl auf Null herabsinkt. Nach Beheben des Fadenbruches erfolgt in s Punkt II das Einschalten der Spindel, wobei die strichpunktierte Linie no den Spindelanlauf ohne Erhöhung der Speisespannung darstellt. Wie ersichtlich, ist erst im Punkt III die Betriebsdrehzahl wieder erreicht.

Um den Zeitraum zum Erreichen der Betriebsdrehzahl 10 vorteilhafterweise zu verkürzen, wird erfindungsgemäss die Speisespannung a im Punkt II auf den Wert ai erhöht, und erst dann wieder auf den normalen Zustand herabgesenkt, wenn die Betriebsdrehzahl der einzelmotorisch angetriebenen Spindel 1 erreicht ist. Wie ersichtlich, ergibt sich 15 hieraus die Kurve m, welche wesentlich steiler ist und bereits im Punkt III' wieder die Betriebsdrehzahl erreicht. Die erhöhte Spannung ai erzwingt vorteilhafterweise ein erhöhtes Moment und damit im Bereich der Anlaufphase zwischen den Punkten II und III' einen kurzen Zeitraum. 20 Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, diese kurzzeitige Erhöhung der Speisespannung einzuleiten und zu beenden. Bezüglich des Einleitens der Erhöhung der Speisespannung ist es vorteilhaft, wenn der Asynchronmotor beim Einschalten bereits die erhöhte Speisespannung vorfindet. Zu

Speisespannung die Hochlaufphase dieses Asynchronmotors, 25 diesem Zweck kann nach Fig. 3 das Steuergerät 7 von dem wohingegen die durch die Speisefrequenz bestimmte Drehzahl der übrigen Motoren der Gruppe keine wesentliche Änderung erfährt. Die auch an den anderen Motoren durch die Erhöhung der Speisespannung bewirkte Erhöhung der Drehzahltätigkeit zieht eine Verminderung des bei Asynchronmotoren sehr geringen Schlupfes nach sich, welche jedoch auf deren Arbeitsweise ohne Einfluss ist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer einzelmotorisch angetriebenen Spindel;

Fig. 2 bis 5 Kennlinien der Speisespannung und der Spindeldrehzahl eines Asynchronmotors.

Nach Fig. 1 ist eine Spindel 1 einer Ringspinnmaschine an einer Spindelbank 10 gelagert, wobei eine Ringbank 2 mit der Spindel 1 zusammenwirkt. Die Spindel 1 wird durch einen Asynchronmotor 3 angetrieben, welcher mit einem Einschalter 8 und einem Ausschalter 9 verbunden ist.

Der Asynchronmotor 3 ist über eine Leitung 6 mit einer Speisestromquelle 4 verbunden, die ihn mit Speisedrehstrom bestimmter Frequenz und veränderbarer Spannung versorgt. Je nachdem, ob die Speisestromquelle 4 ihrerseits mit Gleichstrom oder Drehstrom gespeist wird, enthält sie einen Wechselrichter bzw. einen Frequenzumformer. Auf jeden Fall ist sie so ausgeführt, dass sie eine frequenzunabhängige Einstellung der Speisespannung erlaubt.

Der Einschalter 8 oder der Ausschalter 9 des Asynchronmotors 3 ist erfindungsgemäss mit einem die Speisespannung der Speisestromquelle 4 steuernden Steuergerät 7 verbunden. Hierbei ist die Wirkung dieses Steuergerätes so, dass es die Speisestromquelle 4 veranlasst, für die Zeit der Beschleunigung des Asynchronmotors 3 diesem kurzzeitig eine erhöhte Speisespannung zu liefern, zum Beispiel, um 20 bis 70%, vorzugsweise 30 bis 50%.

In Fig. 2 ist diese Wirkung dargestellt: Die Abszisse der Kurve bedeutet die Zeit t, die Ordinate a die Speisespannung für den Asynchronmotor 3 ; die Ordinate n die Spindeldrehzahl.

Ausschalter 9 betätigt werden, so dass bereits beim Ausschalten der Spindel im Zeitpunkt I eine Erhöhung der Speisespannung auf den Wert ai bewirkt wird, so dass die erhöhte Speisespannung bereits anliegt, wenn der Asynchronmotor 30 bei II wieder eingeschaltet wird. Hierbei ergibt sich jedoch bis zu dem Punkt II, d. h. dem Einschalten der Spindel, eine unnötig lange Erhöhung der Speisespannung, zumal die Zeitspanne zwischen I und II sehr lang sein kann.

Aus diesem Grunde kann das Steuergerät 7 ein Zeitver-35 zögerungsglied aufweisen, das die Erhöhung der Speisespannung um nahezu die Zeit verzögert, welche normalerweise mindestens für das Beheben eines Fadenbruches ab Abschalten der Spindel benötigt wird. Die Erhöhung der Speisespannung wird also gemäss Fig. 4 erst kurz vor dem 40 Einschaltpunkt II wirksam. Hierdurch wird der Zeitraum der Erhöhung der Speisespannung wesentlich herabgesetzt.

Es ist auch möglich, den Einschalter 9 mit dem Steuergerät 7 zu verbinden, so dass im Einschaltzeitpunkt II die Erhöhung der Speisespannung auf den Betrag ai vorgenommen 45 wird.

In diesem Falle dient das Zeitverzögerungsglied des Steuergerätes 7 dazu, das Beaufschlagen des Asynchronmotors 3 um die Zeit zu verzögern, welche die Speisestromquelle 4 benötigt, um die Speisespannung zu erhöhen. Dadurch wird so erreicht, dass einerseits der Motor beim Einschalten schon die erhöhte Speisespannung vorfindet und andererseits die Speisespannung nicht unnötigt lange vorher die anderen Motoren beaufschlagt und durch Erhöhen der Verlustleistung unerwünscht erwärmt.

55 Das Beendigen der Erhöhung der Speisespannung kann durch ein im Steuergerät 7 vorgesehenes Zeitmessglied erfolgen, welches gleichzeitig mit dem Erhöhen der Speisespannung eingeschaltet wird, und bei Ablauf ein Absenken der Speisespannung auf den Normalwert bewirkt. Das Zeit-60 messglied wird dabei auf eine Zeit eingestellt, welche etwas länger ist als die Zeit, welche eine Spindel im Mittel zur Beschleunigung aus dem Stillstand auf Betriebsdrehzahl benötigt.

In anderen Fällen ist es zweckmässig, das Steuergerät 7 mit 65 einem Erfassungskreis auszustatten, mit dem an jeder

Spindel gefühlt werden kann, ob sie die Betriebsdrehzahl aufweist. Die Erhöhung der Speisespannung wird dann rückgängig gemacht, wenn der Erfassungskreis keine Spindel

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fühlt, welche nicht mit der Betriebsdrehzahl läuft. Derartige Vorrichtungen zum Erfassen von Drehzahlen von Spindeln sind bekannt und werden daher hier nicht näher beschrieben.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

673473 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum einzelmotorischen Antrieb einer Spindel bei einer Spinnmaschine, mit einem ein- und ausschaltbaren Asynchronmotor, welcher von einer Speisestromquelle gespeist wird mit einer Frequenz, welche die Betriebsdrehzahl des Asynchronmotors bestimmt und mit einer Spannung, welche einem vorgegebenen Spannungs-Frequenzverhältnis entspricht, dadurch gekennzeichnet,

dass dem Asynchronmotor (3) über mindestens einen Teil der Zeit, die er zum Erreichen der durch die Speisefrequenz bestimmten Betriebsdrehzahl aus dem Stillstand benötigt, erhöhte Speisespannung (ai) zur Verkürzung der Anlaufzeit geliefert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere, zu einer Gruppe zusammengefasste Asynchronmotoren an eine Speisestromquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Speisespannung (ai) allen Asynchronmotoren der Gruppe geliefert wird, zu der der zu beschleunigende Motor gehört.

3. Verfahrennach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Zeit der Lieferung erhöhter Speisespannung durch das Ausschalten des anschliessend zu beschleunigenden Asynchronmotors bestimmt wird (Fig. 3).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Zeit der Lieferung erhöhter Speisespannung zeitverzögert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Zeit der Lieferung erhöhter Speisespannung durch das Einschalten des zu beschleunigenden Asynchronmotors bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisung des zu beschleunigenden Asynchronmotors zeitverzögert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Zeit der Lieferung erhöhter Speisespannung (ai) durch Erreichen der Betriebsdrehzahl (n) durch den zu beschleunigenden Asynchronmotor (3) bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Zeit der Lieferung erhöhter Speisespannung durch ein einstellbares Zeitglied bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung um 20 bis 70% erhöht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung um 30 bis 50% erhöht wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschalter (8) oder ein Ausschalter (9) des Asynchronmotors (3) mit einem mit der Speisestromquelle (4) in Verbindung stehenden, das Erhöhen der Speisespannung bewirkenden Steuergerät (7) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) ein Zeitverzögerungsglied aufweist, durch das entweder die durch den Ausschalter (9) veranlasste Erhöhung der Speisespannung (Fig. 4) oder das durch den Einschalter (8) veranlasste Anlaufen des Asynchronmotors (3) (Fig. 5) zeitverzögert wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) ein Zeitmessglied aufweist, das gleichzeitig mit dem Erhöhen der Speisespannung in Lauf setzbar ist und das bei Ablauf Beendigung der Erhöhung der Speisespannung bewirkt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät einen Erfassungskreis aufweist, der das Erreichen der Betriebsdrehzahl durch den zu beschleunigenden Motor fühlt und daraufhin Beendigung der Erhöhung der Speisespannung bewirkt.