DE2602290A1

DE2602290A1 - Zugspannungsregeleinrichtung fuer eine mittels eines drehstrom-asynchronmotors mit erhoehtem ankerwiderstand angetriebene wickelvorrichtung, insbesondere zum aufwickeln von duennen textil- oder kunststoff- faeden oder -baendchen

Info

Publication number: DE2602290A1
Application number: DE19762602290
Authority: DE
Inventors: Werner Zeggert
Original assignee: MASCHINENFABRIK STAHLKONTOR WESER LENZE KG
Current assignee: MASCHINENFABRIK STAHLKONTOR WESER LENZE KG
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1977-07-28

Description

Zugspannungsregeleinrichtung für eine mittels eines Brenstrom-Asynckronmotors mit erhöhtem Ankerwiderstand angetriebene Wickelvorrichtung, insb. zum Aufwickeln von dünnen Textil- oder Kunststoff-Fäden oder -Bändchen.
Es ist bekannt, daß für das Aufwickeln von Wickelgut dem die Wickelvorrchtung antreibenden Wickelmotor eine Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie abverlangt wird, die genau einer mathematischen Hyperbel folgen muß, wenn der Zug im Wickelgut konstant bleiben soll.
Es ist weiterhin bekannt, daß die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie eines Drehstrom-Asynchronmotors durch Erhöhung des Ankerwiderstandes dieses Iotors so verschoben werden kann, daß das Kippmoment des Motors erst bei Abbremsen des Rotors auf die Drehzahl Null oder aber überhauptnicht erreicht wird.
Die dadurch erreichten Kennlinien entsprechen den in Fig. 1 der Zeichnung mit A,B und C dargestellten Kurven. Hierbei kann eine Veränderung der Kurven in der Weise erreicht werden, daß das Maximal-Drehmoment durch Änderung der dem Motor zugeführten Spannung herabgesetzt wird. In Fig.1 der Zeichnung ist dies für drei Größen der Speisespannung des Lotors dargestellt, Der idealen Wickelcharakteristik würden die in Fig. 1 dargestellten, den Kurven A,B und C zugeordneten Kurven A', B-' und C' entsprechen. Ein Vergleich dieser beiden Kurvenscharen macht deutlich, daß beim Aufwickeln des Wickelgutes mittels eines Drehstrom-Asynchronmotors mit den Kennlinien A,B und C das Drehmoment im Bereich niedriger Drehzahlen kleiner ist als dos Drehmoment der entsprechenden idealen Kennlinie, d.h.
daß beim Aufwickeln mittels eines 1Jrehstrom-Asynchrontnotors die Zugspannung im Wickelgut mit abnehmender Drehzahl, also auch mit zunehmendem Wickelspulendurchmesser abfällt. Der vergleich der beiden Kurvenscharen zeigt aber auch, daß die idealen Wickelkurven in zwei punkten die kurven des Asynchronmotors schneiden und über einen großen ereich nicht wesentlich von ihnen abweichen.
In bekannter weise wird dies dadurch ausgenutzt, daß über einen im Wickelgut anseordneten Tänzer beispielsweise ein Stelltransformator zur Einspeisung des Asynchron-iotors in AbhänJiSkeit von der Tänzerlage so nachgeführt wird, daß die Drehzahl-Drehmoment-Kurve des Asynchronmotors zu einer Hyperbel umgeformt wird.
Das Nachführen eines Stelltransformators, der hierbei oft hin- und herbewegt, d.h. aus seiner Bewegung in der einen Kichtung bis auf Null Verzögert und dann in der anderen Richtung beschleunigt werden muß, erfordert jedoch viel Zeit, die viel zu groß ist, um Änderungen der Zugspannung genügend schnell auszugleichen, und es kommt zu überregelungen und Pendelungen. bedingt durch die trägheit der hin- und her zu belegenden Massen kann mit dem Nachführen des Stell-Transformotors also nur eine ungenaue Grobregelung der Zugspannung erreicht werden, die besonders für dünne Textil- oder Kunststoff-Fäden, bei denen nur eine kleine maximale Zugspannung bis 50 g und nur geringe Abweichungen von dem konstant zu haltenden vert der Zugspannung zulässig sind, nicht brauchbar ist0 Die erfindung bezweckt, mit ruhenden und leicht beweglichen Mitteln eine schnell wirkende Feinreglung der Zugspannung auf den @ gewünschten konstanten liert zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Zugspannungsregeleinrichtung für mitt els eines Drehstrom-Asynchronmot ors mit erhöhtem Ankerwiderstand angetriebene Wickelvorrichtungen ein von einer zur Messung der Zugspannung im Wickelgut dienenden Tänzer- oder Pendelvorrichtung gesteuerter, nur in einer phase des vvickelmotors angeordneter Vollweg-Thyristor zur Änderung der dem Wickelmotor über einen zur Grund ein Stellung der Speisespannung dienenden Stell-Transformator sugeführten Speisespannung entsprochend der Abweichung der Zugspr.nung von dem konstant zu haltenden Wert vorgesehen ist Die Brfindung geht von der Erkenntnis aus, d bei einem in Stern geschalteten Asynchronmotor mit erhöhtem Ankerwiderstand sich durch Änderung der Spannung nur tiner Phase eine Drehmomentänderung von ca. 50 % erreichen lä3t, die zur Umformung der Eigen-Charakteristik des Asynchronmotors in eine Hyperbel ausreichend groß ist, wenn die Speisesparrnung für den Asynchronmotor so eingestellt wird, daL die Eigenkurve der gewünschten Hyperbel nahe kommt. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nach Grundeinstellung der Speisespannung des wicfelnlotors mittels des Stell-Transformators zum Ausgleich der abweichungen der Sigenkurve des igickelmotors von der Hyperbel in einfacher @eise ohne Verzögerung mittels ruhender und leicht beweglicher mittel die Spannung nur einer Phase des Wickelmotors verändert zu werden braucht.
Nach einem vorteilhaften Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist eine mit einer Tänzer- oder Pendelvorrichtung gekuppelte, leicht bewegliche Blechscheibe in Form einer archimedischen Spirale zur Aussteuerung eines Induktivgebers vorgesehen, dessen Ausgangssignal zur Änderung der Zeit-Zündimpulsfolge für den nur in einer ihase des Wickelmotors angeordneten Vollweg-Thyristors dient. Diese leicht bewegliche Blechscheibe, die da einzige nicht ruhende Mittel bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, kann auch durch nur kleine Änderungen der Zugspannung bedingten kleinen Lagenänderungen der Tänzer- oder Pendelvorrichtung trägheitslos folgen und ist daher zur Feinreglung der Zugspannung in dünnen Textil- oder Kunststoff-Fäden oder -Bändchen besonders gut geeignet.
In Fig.2 und 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig.2 stellt die Schaltungsanordnung dar, und Fig.3 zeigt schematisch die Steuerung des Induktivgebers durch eine Tänzerwalze.
Der Ständer des zum Antrieb der Wickelspule Sp dienenden Drehstrom-Asynchronmotors M, dessen Anker mit dem in bekannter Weise erhöhten Ankerwiderstand nickt dargestell ist, wird über den zur Grundeinstellung der Speisespannung dienenden Stell-Transformator Tr aus dem Drehatromn@tz R,S,T gespeist. In einer Phase des @otors M ist ein Vollweg-Thyristor T angeordnet, der zur Knderung der Speisespannung entsprechend der Änderung der Zugapannung im Wickelgut dient Die Zugspannung im Wickelgut wird durch die in ;ickelrut vor der Wickelspule Sp angeordnete Tänzerwalze P gemessen, die zur @instellung einer Blechseheibe B in Form einer archimedischen Spirale gegenüber einem Induktivgeber S dient, dessen Ausgangssignal proportional seiner Entfernung von dem höchsten Funkt der archimedischen Spirale ist. er Ausgang des Induktivgebers S ist mit dem Elns-ang eines Impulsgebers IG verbunden, dessen Ausgangssignale die Zünd-Zeitpunkte des Vollweg-Thyristors bestimmen.
Die Betriebsspannung für den Impulsgeber IG wird über den @renn-fransformator TT zwischen dem Schleifer des Stellfransformators Tr und dem Sternpunkt des otors abgenommen und in einem Gleichrichter N zu einer Gleichspannung umgeformt. Über einen widerstand Wi und eine Zenerdiode Z wird sie so weit zuriickgeschnitten, daß sie an den klemmen 1 und 2 des Impuls-Generators IG auch bei weitestgehender Verstellung des Stell-iransformators Tr konstant bleibt.
Der Stell-Transformator Tr und damit die Speisespannung für den Wickelmotor M werden zunächst von Hand so eingestellt, daß dessen Drehmoment der gewünschten Zugspannung im Wickelgut entspricht und seine Eigen-Charakteristik der gewünschten Hyperbel nahe kommt. Die Yänzerwalze P und die Blechscheibe B werden so einsestellt, daß sich die Tänzerwalze ungefähr in der kitte ihres Verstellhubes und die Blechscheibe B in der Mittellage gegenüber dem Induktivgeber S befinden. Damit ist auch das Ausgangssignal des Induktivgebers S sowie die von diesem Abhängige zeitliche Lage der von dem Impulsgeber IG ausgehenden Steuerimpulse für den Vollweg-Thyristor T auf einen ILittelwert eingestellt.
Zeigt sich die Tendenz, daß sich die Zugspannung im Wickelgut ändert, beispielsweise auf einen höheren als den konstant zu haltenden Wert, dann wird die Wlänzerwälze P angehoben und damit die Blechscheibe B so verdreht, daß sich der höch ste Punkt der archimedischen Spirale aus seiner mittellage eegen-ber deri Induktivgeber S weiter entfernt. Damit wird das Ausgangssignal des Induktivgebers S verkleinert und infolgedessen die zeitliche Lage der von oem Impulsgeber IG ausgebenden Steuerimpulse für den Vollweg-Thyristor T so geändert, daß dessen Zünd-Zeitpunkte auf einen kleineren Wert der Speisespannu8ng für den Wickelmotor eingestellt werden. Damit wird (as Drehmoment des Wickelmotors LT auf den zur Konstanthaltung der Zugspannung erforderlichen @ert zurückgeführt.
Will die Zugspannung im Wickelgut auf einen kleineren als den konstant zuhaltenden wort absinken, spielen sich die Regelvorgänge im entgegengesetzten 5inne ab Es wird damit also erreicht, dai; das Drehmoment des Motors X in jedem Falle so eingestellt wird, wie es bei der jewiligen Größe des Wickeldurchmessers und der diesem entsprechenden Drehzahl zur Konstanthaltung der Zugspannung erforderlich ist; mit anderen worten werden durch die beschriebene legeleinrichtung die Speisespannung und damit das Drehmoment des Wickelmotors trägheitslos so variiert, daß die gewünschte hyperbolische Wichel-Charakteristik erreicht wird.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Zugspannungsregeleinrichtung für eine mittels eines Drehstrom-Asynchronmotors mit erhöhtem Ankerwiderstand angetriebene Wickelvorrichtung, insb. zum Aufwickeln von dünnen Textil- oder Kunststoff-Fäden oder -Bändchen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß ein von einer zur Messung der Zugspannung im Wickelgut dienenden Fänzer- oder Fendelvorrichtung (P) gesteuerter, nur in einer Phase des Wickelmotors (M) angeordneter Vollweg-Thyristor (T) zur Anderung der dem Wickelmotor über einen zur Grundeinstellung der Speisespanung dienenden Stell-Transformator (Tr) zugeführten Speisespannung entsprechend der Abweichung der Zugspannung von dem konstant zu haltenden Wert vorgesehen ist.
2. Zugspannungsregeleinrichtung nach @nspruch 1, d a d u r c h g ekennzeichnet, dass das Ausgangssignal eines von der Tänzer-oder Pondelvorrich@ung (P) angesteuerten Induktivgebers (S) zur Änderung der Zünd-Zeit-Impulsfolge für den Vollweg-Thyrotor (T) dient.
3. Zugspsnnungsregeleinrichtung nach anspruch 2, dadurch gekennzcichnet, daß zur Ansteuerung des Induktivgebers (S) eine mit der 'Eänzer- oder Pendelvorrichtung (p) gekuppelte Blechscheibe (B) in Form einer archimedischen Spirale vorgesehen ist0