DE102006037074A1 - Procedure for the usage of synchronous motors for operating common working element e.g. ring spinning machine, comprises controlling frequency converter for the supply of the motors by an angular position detector at a rotor of the motors - Google Patents

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Abstract

The procedure for the usage of synchronous motors (3) for operating a common working element e.g. ring spinning machine, comprises providing a common frequency converter (5) for the supply of the synchronous motors and controlling the frequency converter by an angular position detector (6) at a rotor of the synchronous motors. The uniform initial position of the rotor of all synchronous motors is caused independently of the operating-conditioned initial position of the working element. Clutches, which is arranged between the rotor and the working element, are removed. The procedure for the usage of synchronous motors (3) for operating a common working element e.g. ring spinning machine, comprises providing a common frequency converter (5) for the supply of the synchronous motors and controlling the frequency converter by an angular position detector (6) at a rotor of the synchronous motors. The uniform initial position of the rotor of all synchronous motors is caused independently of the operating-conditioned initial position of the working element. Clutches, which is arranged between the rotor and the working element, are removed. The synchronous motors are brought and/or held in a phase angle by subjecting with direct current or regulated supply current in standstill manner and the clutches are closed. Independent claims are included for a procedure for applying a one-piece tangential belt on several pulleys; #a device for the usage of several synchronous motors for operating a common working element; and #a device for applying one-piece tangential belt on several pulleys.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Einsatz von mehreren Synchronmotoren zum Antrieb eines gemeinsamen Arbeitsorganes, wobei für die Speisung der Synchronmotoren nur ein gemeinsamer Frequenzumrichter vorgesehen ist, der durch einen Drehwinkelgeber am Läufer nur eines der Synchronmotoren gesteuert wird.The The invention relates to a method when using multiple synchronous motors for driving a common working organ, wherein for the power supply the synchronous motors provided only a common frequency converter is, by a rotary encoder on the rotor only one of the synchronous motors is controlled.

Wenn mehrerer Synchronmotoren über die von ihnen angetriebenen Arbeitsorgane bspw. an Spinnereimaschinen über einen gemeinsamen Tangentialriemen oder eine Streckwalze an mehreren Stellen entlang ihrer Länge mechanisch in Verbindung stehen, muss sichergestellt werden, dass alle Synchronmotoren an dem von ihnen gemeinsam angetriebenen Arbeitsorgan von einer übereinstimmenden Ausgangs-Winkellage ausgehen, damit sie durch die Speisefrequenz des gemeinsamen FU phasengleich bestromt werden können.If several synchronous motors via the driven by them working organs, for example, on spinning machines on a common Tangentialriemen or a draw roller in several places along its length be mechanically connected, it must be ensured that all synchronous motors on the jointly driven by them working organ from a matching one Starting angular position go out, so they through the feed frequency the common FU can be energized in phase.

Der Erfindung war daher die Aufgabe gestellt, die übereinstimmende Ausgangs-Winkellage aller nur ein gemeinsames Arbeitsorgan antreibender Synchronmotoren zu gewährleisten. Sie löst diese Aufgabe dadurch, dass zwischen den Synchronmotoren und ihren Übertragungsorganen auf das Arbeitsorgan eine lösbare Kupplung insbesondere in Form einer Spannbüchse angeordnet ist. Nach Ausrichten des Arbeitsorgans werden die Synchronmotoren bei gelöster Kupplung durch Gleichstrom oder auf Stillstand eingestelltem Drehstrom beaufschlagt und dadurch in die angestrebte Ausgangs-Winkellage gebracht. In dieser werden dann die Spannbüchsen angezogen und die Ausgangs-Winkellage fixiert.Of the Invention was therefore the task of the matching output angular position of all only a common working organ driving synchronous motors too guarantee. She dissolves this task in that between the synchronous motors and their transmission organs on the working organ a detachable Coupling is arranged in particular in the form of a clamping bush. After aligning of the working organ are the synchronous motors when the clutch is released acted upon by direct current or at standstill set three-phase current and thereby brought into the desired output angular position. In this then the clamping sleeves tightened and fixed the initial angular position.

Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel eines Axialfeldmotors dargestellt und beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Motoren beschränkt, vielmehr kann sie an allen Bauarten von Synchronmotoren verwirklicht werden.The Invention is shown below using the example of a Axialfeldmotors and described. However, the invention is not limited to such engines, but rather It can be realized on all types of synchronous motors.

Unter einem Axialfeldmotor wird im Folgenden ein Motor verstanden, der im Ständer mehrere auf einem Paket von Jochblechen angeordnete, axial ausgerichtete Erregerwicklung und auf dem mindestens einen scheibenförmigen Läufer mit mehreren, der Erregerwicklung gegenüber stehende Permanentmagnete aufweist.Under an axial field motor is understood below an engine that in the stand a plurality of axially aligned on a package of yoke plates arranged Excitation winding and on the at least one disc-shaped rotor with several, the exciter winding opposed permanent magnets having.

Dadurch, dass im Läufer kein Magnetfeld induziert werden muss, da seine Magnetisierung durch die Permanentmagnete gegeben ist, hat der Motor gegenüber einem Asynchronmotor einen besseren Wirkungsgrad. Da die Permanentmagnete dem umlaufenden Erregerfeld schlupffrei folgen, läuft der Motor synchron mit dem umlaufenden Statorfeld. Derartige Axialfeldmotoren weisen einen einfachen Aufbau auf, der wenig Materialeinsatz erfordert und daher kostengünstig zu fertigen ist. Er weist daher auch gegenüber einem Synchronmotor geläufiger Bauart elektrisch Vorteile auf, so dass sein Antriebsumrichter „kleiner" ausgeführt werden kann.Thereby, that in the runner no magnetic field needs to be induced, since its magnetization through the Given permanent magnets, the engine has opposite Asynchronous motor better efficiency. Because the permanent magnets Follow the circulating exciter field slip - free, runs the Motor synchronous with the rotating stator field. Such axial field motors have a simple structure that requires little use of material and therefore inexpensive to be finished. He therefore has also compared to a synchronous motor of common design electrical Advantages, so that its drive converter can be made "smaller".

Die Erfindung wird im Folgenden beim Einsatz derartiger Axialfeldmotoren in einem speziellen Anwendungsfall an Spinnmaschinen dargestellt. Ihre Anwendung ist jedoch nicht auf den Antrieb von Tangentialriemen beschränkt. Vielmehr betrifft sie alle Fälle, in denen von einem gemeinsamen Frequenzgenerator gespeiste Synchronmotoren hinsichtlich ihrer Drehwinkelstellung einerseits durch die Phasenlage ihrer Speisefrequenz elektrisch und andererseits durch das gemeinsam angetriebene Arbeitsorgan mechanisch gekoppelt sind. Sie haben in diesem Falle nicht die Möglichkeit, sich beim Anlauf frei in die Phasenlage zu drehen.The Invention will be described below when using such Axialfeldmotoren represented in a special application to spinning machines. However, their application is not on the drive of tangential belts limited. Rather, it concerns all cases in those powered by a common frequency generator synchronous motors in terms of their angular position on the one hand by the phase position their supply frequency electrically and the other by the common driven working member are mechanically coupled. You have in In this case, it is not possible to to turn freely during startup in the phase position.

Dabei ist vorgesehen, mehrere, bspw. zehn, in annähernd gleichen Abständen entlang eines Tangentialriemens angeordnete Axialfeldmotoren zum Antrieb des gemeinsamen Tangentialriemens einzusetzen. Da alle Axialfeldmotoren synchron laufen, übertragen sie in gleichen Abständen Energie auf den Tangentialriemen und verhindern seine unterschiedliche Dehnung.there is provided, several, for example. Ten, at approximately equal intervals along a Tangentialriemens arranged axial field motors for driving of the common tangential belt. Since all axial field motors run synchronously, transmitted they at equal intervals Energy on the tangential belts and prevent its different Strain.

Ein Auflegen des Tangentialriemens auf seine auf den Wellen der Axialfeldmotoren angeordneten Riemenscheiben erfolgt in aller Regel dadurch, dass mindestens einer der Axialfeldmotoren quer zum Lauf des Tangentialriemens verschoben und der Tangentialriemen dabei gespannt wird. Dabei wird der Riemen unvermeidlich gelängt und verschoben. Dies hätte zur Folge, dass andere Axialfeldmotoren über ihre Riemenscheiben aus der erforderlichen Ausgangslage gedreht würden.One Apply the tangential belt to its on the shafts of the axial field motors arranged pulleys usually takes place in that at least one of the Axialfeldmotoren across the barrel of the tangential moved and the tangential belt is stretched. It is the Belt inevitably lengthened and moved. This would have cause other axial field motors to over their pulleys the required starting position would be rotated.

Um dies zu verhindern, sieht die Erfindung vor, dass alle Axialfeldmotoren im Stillstand durch Bestromung mit Gleichstrom oder auf Drebzahl Null geregeltem Speisestrom in einheitliche Ausgangslage gebracht und bis zum Anziehen der Spannbüchsen in ihr gehalten werden.Around To prevent this, the invention provides that all axial field motors at standstill by current supply with DC or to Drebzahl Zero regulated supply current brought into a uniform starting position and until tightening the clamping sleeves to be held in her.

Der den gemeinsamen FU steuernde Drehfeldgeber bietet die Möglichkeit, auf einen zusätzlichen Drehzahlgeber zu verzichten, der notwendig wäre, um sogenannte Master/Slave-Antriebskonfigurationen zu realisieren.Of the The rotary field transmitter controlling the common FI offers the possibility on an additional To dispense with speed sensor, which would be necessary to so-called master / slave drive configurations to realize.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Bestandteile der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigenIn The figures of the drawing is an embodiment of the components of the invention shown schematically. Show it

1 den Grundriss des Tangentialriemenantriebs einer Ringspinnmaschine mit mehreren, den Tangentialriemen antreibenden Synchronmotoren; 1 the outline of the Tangentialriemenantriebs a ring spinning machine with multiple, driving the tangential synchronous motors;

2 den Querschnitt durch einen Axialfeldmotor; 2 the cross section through an axial field motor;

3 den Querschnitt durch eine Spannbuchse. 3 the cross section through a clamping bush.

Der Tangentialriemen 1 der 1 dient zum Antrieb einer Vielzahl an ihren Wirteln tangential angetriebener, hier nicht dargestellter Spindeln von Ringspinnmaschinen. Der endlose, um vier Umlenkrollen 2 geführte Tangentialriemen ist entlang seines Laufes durch mehrere Elektromotoren 3 angetrieben, um seine Dehnung durch die übertragene Antriebsleistung und dadurch Drehzahlunterschiede zwischen den angetriebenen Spindeln gering zu halten. In der Darstellung sind vier Motoren gezeigt, bei sehr langen Ringspinnmaschinen können noch mehr Motoren vorgesehen sein. Der Tangentialriemen läuft an jedem der Elektromotoren über eine von diesem angetriebene Antriebsscheibe 4.The tangential belt 1 of the 1 serves to drive a variety of their whorls tangentially driven, not shown here spindles of ring spinning machines. The endless, around four pulleys 2 Guided Tangentialriemen is along its course by several electric motors 3 driven to keep its elongation by the transmitted drive power and thereby speed differences between the driven spindles low. In the illustration, four engines are shown, with very long ring spinning machines more engines can be provided. The tangential belt runs on each of the electric motors via a driven by this drive pulley 4 ,

Die Elektromotoren 3 sind als Synchronmotoren ausgeführt und werden durch einen gemeinsamen Frequenzumrichter 5 gespeist. Die Speisefrequenz kann durch einen Drehwinkelgeber 6 am Läufer eines der Elektromotoren vorgegeben werden. Dabei müssen alle an den Frequenzumrichter angeschlossenen Elektromotoren eine möglichst exakt übereinstimmende Rotorposition aufweisen, um der gemeinsamen Speisefrequenz ohne Schwingneigung folgen zu können.The electric motors 3 are designed as synchronous motors and are powered by a common frequency converter 5 fed. The feed frequency can be controlled by a rotary encoder 6 be specified on the runner of one of the electric motors. In this case, all connected to the frequency converter electric motors must have an exact match as possible rotor position to follow the common supply frequency without tendency to oscillate can.

Das Auflegen eines bis zu 100 m langen Tangentialriemens 1 auf die Antriebsscheiben 4 einer Vielzahl von Elektromotoren 3 hinter den Wirteln der Spindeln ist schwierig und verursacht ein Drehen der Antriebsscheiben. Am Ende des Auflegens muss der Tangentialriemen gespannt werden. Dies erfolgt in aller Regel dadurch, dass einer der Elektromotoren 3 quer zum Lauf des Tangentialriemens verschoben wird, wie dies in 1 am Motor 3' mit dem Pfeil angedeutet ist.The placement of up to 100 m long tangential belt 1 on the drive pulleys 4 a variety of electric motors 3 behind the whorls of spindles is difficult and causes a turning of the drive pulleys. At the end of laying, the tangential belt must be tensioned. This is usually done by one of the electric motors 3 is moved transversely to the course of the tangential belt, as in 1 at the engine 3 ' indicated by the arrow.

Zumindest bei diesem Spannen dehnt sich der Tangentialriemen und kann dabei die Antriebsscheiben 4 aller Elektromotoren 3 verdrehen. Dies hätte zur Folge, dass die Elektromotoren nicht die für ihren synchronen Lauf erforderliche übereinstimmende Ausgangslage einnehmen.At least in this tensioning, the tangential belt expands while allowing the drive pulleys 4 all electric motors 3 twist. This would mean that the electric motors do not assume the required starting position for their synchronous running.

Um dies zu gewährleisten, sind zwischen den Wellen 7 der Elektromotoren und den Antriebsscheiben 4 lösbare und feststellbare Kupplungen 8 vorgesehen, die in gelöstem Zustand das freie Verdrehen der Antriebsscheiben auf den Wellen bzw. das freie Verdrehen der Wellen unter den Antriebsscheiben zulassen.To ensure this, are between the waves 7 the electric motors and the drive pulleys 4 detachable and lockable couplings 8th provided that allow in the dissolved state, the free rotation of the drive pulleys on the shafts or the free rotation of the shafts under the drive pulleys.

Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Kupplung ist in 3 wiedergegeben. Sie besteht aus im Querschnitt mäanderförmig angeordneten Sperrringen 9, die mittels mehrerer, die Sperrringe durchsetzender Spannschrauben 10 nach innen und nach außen aufweitbar sind und dabei Kraftschluss zwischen Welle 7 und Antriebsscheibe 4 bewirken.An embodiment of such a coupling is in 3 played. It consists of cross-sectionally meandering locking rings 9 , by means of several, the locking rings enforcing clamping screws 10 can be widened inwards and outwards and thereby traction between shaft 7 and drive pulley 4 cause.

Wenn ein Tangentialriemen 1 nach dem Auflegen gespannt und gedehnt ist, werden die Elektromotoren 3 bei gelösten Kupplungen 8 mit Strom beaufschlagt. Dies kann mit Gleichstrom oder mit auf Drehzahl Null geregeltem Speisestrom erfolgen. Dabei werden die Elektromotoren in eine Ausgangslage gedreht. Wenn sie diese erreicht haben, werden die Kupplungen an ihren Spannschrauben 10 angezogen und Kraftschluss zwischen den Läufern der Elektromotoren und den Antriebsscheiben 4 hergestellt. Die Bestromung kann dann aufgehoben werden.If a tangential belt 1 After laying tensioned and stretched, the electric motors 3 with dissolved couplings 8th energized. This can be done with DC or with zero speed regulated supply current. The electric motors are rotated to a starting position. When they have reached this, the clutches on their clamping screws 10 attracted and traction between the rotors of the electric motors and the drive pulleys 4 produced. The energization can then be canceled.

Diese Vorgehensweise ist bei allen Bauarten von Synchronmotoren sinnvoll und erforderlich, wenn vorgesehen ist, sie durch nur einen gemeinsamen Frequenzumrichter zu speisen. Ein anderer sinnvoller Anwendungsfall wäre der Antrieb einer langen Streckwalze durch mehrere, über ihre Länge verteilte Synchronmotoren. Auch hier wären die Synchronmotoren durch die mechanische Koppelung über die Streckwalze an einem freien Einstellen auf die Phasenlage der Speisefrequenz gehindert.These This approach makes sense in all types of synchronous motors and required if provided by only one common frequency converter to dine. Another useful application would be the drive a long drafting roller by a plurality of synchronous motors distributed over their length. Also here would be the synchronous motors through the mechanical coupling via the draw roll at a free setting on the phase position of the supply frequency prevented.

Eine Ausführungsform von Synchronmotoren sind Axialfeldmotoren nach 3. Bei diesen Motoren 11 sind auf einer mit der Motorachse 7 verbundenen Scheibe 12 mehrere Permanentmagnete 13 im Kreis angeordnet, denen auf Paketen von Jochblechen 14 Erregerwicklungen 15 axial gegenüberstehen. Die Erregerwicklungen werden durch ein umlaufendes Drehfeld beaufschlagt und nehmen die Permanentmagnete und damit die Scheibe 12 synchron mit.An embodiment of synchronous motors are axial field motors according to 3 , With these engines 11 are on one with the motor axle 7 connected disc 12 several permanent magnets 13 arranged in a circle, on which packages of yoke plates 14 exciter windings 15 axially opposed. The excitation windings are acted upon by a rotating rotating field and take the permanent magnets and thus the disc 12 in sync with.

11
Tangentialriementangential
22
Umlenkrollenguide rollers
33
Synchronmotorensynchronous motors
44
Antriebsscheibensheaves
55
Frequenzumrichterfrequency converter
66
DrehwinkelgeberRotary encoder
77
Motorwellemotor shaft
88th
Kupplungclutch
99
Sperrringelock rings
1010
Spannschraubenturnbuckles
1111
Axialfeldmotoraxial field
1212
Scheibedisc
1313
Permanentmagnetepermanent magnets
1414
Jochblecheyokes
1515
Erregerwicklungenexciter windings

Claims (8)

Verfahren zum Einsatz von mehreren Synchronmotoren zum Antrieb eines gemeinsamen Arbeitsorgans, wobei für die Speisung der Synchronmotoren nur ein gemeinsamer Frequenzumrichter vorgesehen ist, der durch einen Drehwinkelgeber am Läufer nur eines der Synchronmotoren gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die einheitliche Ausgangslage der Läufer aller Synchronmotoren unabhängig von der betriebsbedingten Ausgangslage des von ihnen angetriebenen Arbeitsorgans dadurch herbeigeführt wird, dass zwischen den Läufern der Synchronmotoren und dem Arbeitsorgan angeordnete Kupplungen gelöst werden und die Synchronmotoren durch Beaufschlagung mit Gleichstrom oder auf Stillstand geregeltem Speisestrom in übereinstimmende Phasenlage gebracht und/oder gehalten werden und die Kupplungen geschlossen werden.Method for using a plurality of synchronous motors for driving a common work organ, wherein only a common frequency converter is provided for the supply of synchronous motors, which is controlled by a rotary encoder on the rotor only one of the synchronous motors, characterized in that the uniform starting position of the rotor of all synchronous motors independently is caused by the operational starting position of the driven by them working member characterized in that between the rotors of the synchronous motors and the working organ arranged couplings are released and the synchronous motors are brought and / or held by applying DC or standstill regulated supply current in a matching phase position and the clutches getting closed. Verfahren zum Auflegen eines einstückigen Tangentialriemens auf mehrere Riemenscheiben, die von je einem Synchronmotor angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass (a) die Riemenscheiben auf den Synchronmotoren frei drehbar gehalten werden, (b) der Tangentialriemen auf die Riemenscheiben der Synchronmotoren aufgelegt wird, (c) der Tangentialriemen durch Verschieben mindestens einer der Synchronmotoren quer zur Laufrichtung des Tangentialriemens gespannt wird, (d) die Synchronmotoren durch Bestromung in eine Ausgangslage geführt und gehalten werden, (e) die Riemenscheiben auf den Synchronmotoren drehfest befestigt werden und (f) die Bestromung der Synchronmotoren aufgehoben wird.Method for applying a one-piece tangential belt on several pulleys, each powered by a synchronous motor be, characterized in that (a) the pulleys be kept freely rotatable on the synchronous motors, (b) the Tangential belt placed on the pulleys of the synchronous motors becomes, (c) the tangential belt by shifting at least one of the synchronous motors transverse to the direction of the tangential belt is tense, (d) the synchronous motors by energizing in a starting position out and be held (e) the pulleys rotatably on the synchronous motors be attached and (f) the energization of the synchronous motors will be annulled. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, angewendet oder zur Anwendung vorgesehen bei einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine.Method according to claim 1 or 2, applied or intended for use in a spinning machine, in particular a ring spinning machine. Vorrichtung zum Einsatz von mehreren Synchronmotoren zum Antrieb eines gemeinsamen Arbeitsorgans, wobei für die Speisung der Synchronmotoren nur ein gemeinsamer Frequenzumrichter vorgesehen ist, der durch einen Drehwinkelgeber am Läufer nur eines der Synchronmotoren gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen jedem der Synchronmotoren (3) und dem gemeinsamen Arbeitsorgan (4) zwischen frei drehbar und undrehbar umstellbare Kupplungsglieder (8) angeordnet sind und – eine Vorrichtung (5) zum Bestromen der Synchronmotoren (3) vorgesehen ist, um diese in eine Ausgangslage zu führen und in ihr zu halten.Device for using a plurality of synchronous motors for driving a common working member, wherein only one common frequency converter is provided for the supply of synchronous motors, which is controlled by a rotary encoder on the rotor only one of the synchronous motors, characterized in that - between each of the synchronous motors ( 3 ) and the common working body ( 4 ) between freely rotatable and non-rotatably convertible coupling members ( 8th ) and - a device ( 5 ) for energizing the synchronous motors ( 3 ) is provided to guide them into a starting position and to keep in her. Vorrichtung zum Auflegen eines einstückigen Tangentialriemens auf die Riemenscheiben mehrerer Synchronmotoren, die zur Speisung durch einen gemeinsamen Frequenzumrichter vorgesehen sind, der durch einen Drehwinkelgeber am Läufer nur eines der Synchronmotoren gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Läuferwellen (7) der Synchronmotoren (3) und den Riemenscheiben (4) wahlweise von frei drehbar auf drehfest verstellbare Kupplungsglieder (8) angeordnet sind.Device for laying a one-piece tangential belt on the pulleys of a plurality of synchronous motors, which are provided for feeding by a common frequency converter, which is controlled by a rotary encoder on the rotor only one of the synchronous motors, characterized in that between the rotor shafts ( 7 ) of synchronous motors ( 3 ) and the pulleys ( 4 ) optionally from freely rotatable to non-rotatably adjustable coupling members ( 8th ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheiben (4) durch drehwinkelunabhängig festlegbare Spannbüchsen (8) auf den Läuferwellen (7) der Synchronmotoren (3) befestigbar sind.Device according to claim 5, characterized in that the pulleys ( 4 ) by rotation angle independent fixable clamping bushes ( 8th ) on the rotor shafts ( 7 ) of synchronous motors ( 3 ) are fastened. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Synchronmotor ein Axialfeldmotor (11) vorgesehen ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a synchronous motor is an axial field motor ( 11 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, angewendet oder zur Anwendung vorgesehen bei einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine.Device according to one of claims 4 to 7, applied or intended for use in a spinning machine, in particular a ring spinning machine.
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