DE2165666C3

DE2165666C3 - Schaltungsanordnung zur Sollwerteinste lung

Info

Publication number: DE2165666C3
Application number: DE2165666A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Krampe; Wilhelm Dipl.-Ing. Linden
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1975-11-13
Also published as: GB1390949A; CH548693A; JPS4877327A; JPS5332845B2; IT973126B; DE2165666B2; FR2170625A5; DE2165666A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung für die frequenzabhängigen Drehzahlen mehrerer in einem festen einstellbaren Drehzahlverhältnis zueinander stehender, über statitche Umrichter mit Gleichstrom- oder Gleichspannungszwischenkreis gespeister Wechselstrommotoren in der Chemiefaserindustrie, insbesondere bei Spinn-Streck-Spulmaschinen, mit einem einstellbaren Spannungsfrequenzumsetzer, dessen Ausgang über einstellbare Frequenzteiler an die einzelnen Umrichter angeichlossen ist.

Bei den in der Chemiefaserindustrie eingesetzten Spinn-Streck-Spulmaschinen sind mehrere Arbeitsgänge iur Herstellung von Chemiefasern zusammengefaßt: Das Spinnen, das Strecken und das Aufspulen. Wesentlich mitbestimmend für die Qualität dieses technologischen Vorganges ist die Genauigkeit, mit der die Drehzahlen der einzelnen Antriebe sowohl absolut als auch in Relation zueinander eingehalten werden können. Diese Bedingung gilt nicht nur für den Dauerbetriebszustand, sondern ebenso für die An- und Abfahrphase der Arbeitsmaschine.

Sehr genaue Drehzahlen und Drehzahlrelationen erhält man dann, wenn die einzelnen Motoren aus statisehen Umrichtern gespeist werden, deren Steuerfrequenz ihrerseits wieder über einstellbare hyperbolische oder lineare Frequenzteiler aus einem gemeinsamen digitalen Frequenzgeber entnommen wird (vgl. beispielsweise schweizerische Patentschrift 4 62 291).

Verwendet man als Frequenzgeber einen Quarzschwinger, so erhält man zwar eine hohe Ab.solutgenauigkeit, jedoch ist eine stufenlose Frequenzänderung, wenn man nicht zu extrem hohen Quarzfrequenzen greifen will, vor allem beim An- und Abfahrvorgang recht aufwendig.

Bei der Verwendung eines Spannungsfrequenzumsetzers als Frequenzgeber läßt sich hingegen auf relativ einfache Weise die Ausgangsfrequenz variieren; (vgl. schweizerisches Patent 4 62 291); allerdings tritt hier der Nachteil: auf, daß die Langzeitgenauigkeit meist nicht ausreichend ist

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine sowohl für den Dauerbetrieb als auch für das An- und Abfahren der Wechselstrommotoren geeignete Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung für die frequenzabhängigen Drehzahlen mit einfachen Mitteln zu schaben, die eine hohe Genauigkeit im Dauerbetrieb aufweist und einen stoßfreien Übergang voin Dauerbetrieb in den An- und Abfahrbereich ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgertiäß dadurch gelöst, daß die Frequenzteiler über eine Frequenzweiche wahlweise mit dem Ausgang des Spannungsfrequenzumsetzers oder mit dem Ausgang eines Quarzoszillators verbindbar sind und daß die Ausgänge des Spannungsfrequenzumsetzers und des Quarzoszillators außerdem an ein Frequenzvergleichsglied angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Frequenzweiche steuert.

Vorteilhafterweise wird dabei der Ausgang des Frequenzvergleichsgliedes mit einem Eingang des Spannungsfrequenzumsetzers verbunden, so daß bei über die Frequenzweiche durchgeschaltetem Ausgang des Quarzoszillators die Ausgangsfrequenz des Spannungsfrequenzumsetzers der Frequenz des Quarzoszillators nachgeführt ist.

Durch das erfindungsgemäße Zusammenwirken von Spannungsfrequenzumformer und Quarzschwinger läßt sich somit ein Frequenzgeber schaffen, der sowohl im An- und Abfahrbereich variabel ist als auch im Dauerbetrieb eine hohe Genauigkeit bringt, wobei gleichzeitig noch dafür gesorgt ist, daß der Übergang vom einen zum anderen Bereich ohne antriebstechnisch störende Frequenzsprünge vonstatten geht.

An Hand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung der elektrischen Spannungsversorgung der Wechselstrommotoren einer Spulmaschine und

F i g. 2 die Ausbildung der Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung im einzelnen.

Wie aus der schematischen Darstellung nach F i g. 1 ersichtlich, werden bei einer Spinn-Streck-Spulmaschine die aus den Spinndüsen des Spinnkopfes 1 austretenden Kunststoffäden mit Galetten 3 und 4 abgezogen, gestreckt und dann mit Hilfe einer Changiervorrichtung 5 auf einer Spule 6 aufgewickelt. Zum Antrieb der Spinnpumpen 2 der Gaietten 3 und 4 und der Spule 6 sind Wechselstrommotoren in Form von Synchronmotoren 7 bis 10 mit Permanenterregung vorgesehen, die ihrerseits wieder von statischen Umrichtern 11 bis 14 mit Gleichspannungszwischenkreis gespeist werden. Wie dabei durch die Bezugsziffer 19 angedeutet, ist jeweils an einen der Umformer eine Vielzahl von Motoren anschließbar.

Es besteht nun die Forderung, daß sowohl das Drehzahlniveau jedes Antriebes als auch die Drehzahlrelationen der einzelnen Antriebe zueinander genau eingehalten werden. Hierzu werden die statischen Umrichter fl bis 14 über einstellbare hyperbolische oder lineare S Frequenzteiler 15 bis 18 von einer Schaltungsanordnung angesteuert, die aus einem Quarzschwinger 20 und einem Sjnannungsfrequenzumsetzer 21 besteht Der Quarzschwinger 20 liefert über eine Frequenzweiche

23 die Steuerfrequenz für den Dauerbetrieb. Beim An- und Abfahren der Anlage wird dagegen die Steuerfrequenz über die Frequenzweiche 23 von einem Spannungsfrequenzumsetzer 21 abgegeben, dessen Eingangsspannung durch eine an Spannung liegende Potentiometeranordnung 24 kontinuierlich verstellbar ist Die Umschaltung der Frequenzweiche zwischen Spannungsfrequenzteiler 21 und Quarzschwinger 20 wird durch eine Frequenzrege]- und Vergleichsvorrichtung 22 vorgenommen, die im Zusammenhang mit F i g. 2 näher beschrieben ist ao

Erwähnt sei noch, daß als Frequenzteiler lineare oder hyperbolische Teiler benutzt werden können, z. B. Zähler, die jeweils beim Erreichen eines vorgegebenen Wertes einen impuls abgeben und so für eine äquidistante Verteilung der einzelnen Steuerimpulse sorgen. »5 je nach der Einstellung der Potentiometeranordnung

24 läßt sich am Ausgang des Spannungsfrequenzumsetzers 21 eine beliebige Frequenz zwischen 20 kHz und 2 MHz der Frequenz des Quarzschwingers 20 einstellen, die beim An- oder Abfahren der Anlage über die NOR-Gatter 32 und 30 den Frequenzteilern 15 bis 18 zugeführt wird.

Während des eigentlichen Betriebszustandes wird die vom Quarzschwinger 20 gelieferte Pulsfolge mit einer Frequenz A" = 2 MHz über NOR-Gatter 28 und 30 den einzelnen Frequenzteilern 15 bis 18 zugeführt Die jeweilige Umschaltung der Frequenzweiche 23 vom Quarzschwinger 20 auf den Spannungsfrequenzumsetzer 21 wird dabei durch eine Frequenz-Vergleichs- und Regelanordnung 22 vorgenommen. Hierzu werden laufend die Impulsfolgen des Quarzschwingers 20 und des Spannungsfrequenzumsetzers 21 in Zähler 29 und 25 eingegeben. Sobald bzw. solange das Vergleichsglied 26 die Gleichheit der Pulsfolgen A' bzw. A" feststellt, wird am Ausgang des Vergleichsgliedes 26 ein Signal erzeugt, welches über NOR-Gatter 31 das Gatter 32 sperrt und das Gatter 28 öffnet, so daß lediglich die Pulsfolge A" weitergegeben wird. Sobald oder solange diese Gleichheit nicht mehr vorliegt, ist die Pulsfolge A' wirksam.

Während des Dauerbetriebs wird die Frequenz des Spannungsfrequenzumsetzers 21 laufend der Frequenz des Quarzschwingers 20 nachgeführt, damit beim Umschaltvorgang und damit Abfahren der Anlage keine unzulässigen Frequenzsprünge auftreten, die unerwünschte regeltechnische Folgen haben können. Hierzu dient ebenfalls das Vergleichsglied 26, dessen Ausgangssignal über einen Integrator 27 derart auf den Spannungsfrequenzumsetzer 21 einwirkt, daß dessen Ausgangsfrequenz der Frequenz des Quarzschwingers 20 nachgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung für die frequenzabhängigen Drehzahlen mehrerei in einem festen einsteilbaren Drehzahlverhältnis zueinander stehender, über statische Umrichter mit Gleichstrom- oder Gleichspannungszwischenkreis gespeister Wechselstrommotoren in der Chemiefaserindustrie, insbesondere bei Spinn-Streck-Spulmaschinen, mit einem einstellbaren Spannungsfrequenzumsetzer, dessen Ausgang über einstellbare Frequenzteiler an die einzelnen Umrichter angeschlossen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzteiler (15 bis 18) über eine Frequenzweiche (23) wahlweise mit dem Ausgang des Spannungsfrequenzumsetzers (21) oder mit dem Ausgang eines Quarzoszillators (20) verbindbar sind und daß die Ausgänge des Spannungsfrequenzumsetzers und des Quarzoszillators außerdem an ein ao Frequenzvergleichsglied (25, 26, 29) angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Frequenzweiche (23)steuert

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Fre- «5 quenzvergleichsgliedes (26) mit einem Eingang des Spannungsfrequenzumsetzers (21) verbunden ist so daß bei über die Frequenzweiche (23) durchgeschaltetem Ausgang des Quarzoszillators (20) die Ausgangsfrequenz (k!) des Spannungsfrequenzumsetzers (21) der Frequenz (k") des Quarzoszillators (20) nachgeführt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Vergleichsgliedes (26) und dem Eingang des Spannungsfrequenzumsetzers (21) sin Integrator (27) geschaltet ist