DE3633627C2 - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine

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DE3633627C2 DE19863633627 DE3633627A DE3633627C2 DE 3633627 C2 DE3633627 C2 DE 3633627C2 DE 19863633627 DE19863633627 DE 19863633627 DE 3633627 A DE3633627 A DE 3633627A DE 3633627 C2 DE3633627 C2 DE 3633627C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine, entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Anspruchs sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend den Merkmalen des dritten Anspruchs.
Eine derartige Maschine kann beispielsweise als Spinnmaschine oder Spulautomat ausgebildet sein.
Bei derartigen Maschinen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß bei Netzspannungsausfällen, auch wenn sie nur sehr kurz sind, erhebliche Produktionsstörungen beispielsweise dadurch auftreten, daß Schaltschütze oder Steuerschütze abfallen, Kupplungen ausschalten oder dergleichen und sich damit ein unkontrollierter Auslauf mit anschließendem Stillstand der Maschine ergibt.
Netzspannungsausfälle dauern oft nicht länger als zwei Sekunden. Sie werden häufig durch Netzumschaltungen oder durch Blitzeinschläge hervorgerufen und sie treten in bestimmten Gegenden und zu bestimmten Zeiten häufig auf.
Aus diesem Grund wird es für erforderlich gehalten, während der Zeit des Netzspannungsausfalls die Spannung im Steuerspannungsnetz nicht zusammenbrechen zu lassen. Dies geschah bisher durch Batterien oder Generatoren.
Generatorbetrieb und Batteriebetrieb haben ihre Nachteile, sind aufwendig in der Anschaffung und erfordern eine regelmäßige Pflege und Überwachung.
Aus der DE 15 13 517 C2 ist es bekannt, wie bei einer aus einem Umrichter mit variabler Zwischenkreisspannung gespeisten Drehstrommaschine ein Ausfall der Anlage bei kurzzeitigen Netzspannungsschwankungen oder bei Netzspannungsausfall verhindert wird. Mit der bekannten Einrichtung wird nur die Aufrechterhaltung des Antriebs eines Motors sichergestellt. Ein Steuerspannungsnetz zur Versorgung von Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise Schaltschütze oder Steuerschütze, Kupplungen und Steuereinrichtungen, ist nicht vorhanden.
Die in der DE 30 29 358 A1 vorgestellte Einrichtung stellt eine Weiterentwicklung der oben genannten Einrichtung dar. Es soll die Aufrechterhaltung des Antriebs mehrerer Motoren sichergestellt werden. Allerdings ist auch dieser Schrift nicht zu entnehmen, daß bei einem Netzausfall oder Netzspannungsabfall die Versorgung von Hilfseinrichtungen über ein Steuerspannungsnetz sichergestellt wird.
Aus der JP 58-36172 A ist es ebenfalls bekannt, die in den Antrieben gespeicherte kinetische Energie in elektrische Energie zurückzuwandeln. Bei dieser bekannten Einrichtung wird aber bei einem Spannungsabfall im Gleichspannungszwischenkreis eine Spannungsquelle an einen Glättungskondensator angeschlossen. Das Bereithalten einer zusätzlichen Spannungsquelle bedingt aber die bereits genannten Nachteile. Außerdem ist auch dieser bekannten Einrichtung nicht zu entnehmen, wie in einem Steuerspannungsnetz zur Versorgung von Hilfseinrichtungen die Spannung aufrechterhalten werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine auf einfachere Weise sicher zu machen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Abfall der Betriebsspannung unter dem vorgegebenen Wert das Steuerspannungsnetz aus dem Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist wird und daß der Umrichter so geregelt wird, daß die Gleichspannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis im wesentlichen konstantgehalten wird.
Bei Netzspannungsausfall oder Netzspannungsabfall wird nunmehr automatisch das Bremsen der Antriebsmotoren eingeleitet, und zwar in solchem Ausmaß, daß die Spannung im Zwischenkreis im wesentlichen kontantgehalten wird, was ohne weiteres einige Sekunden lang möglich ist. Bis dahin ist die Netzspannung wieder vorhanden und die Maschine hat nur einen kurzzeitigen, geringen Drehzahlabfall hinnehmen müssen, was im allgemeinen völlig unschädlich ist.
Sollte der Netzspannungsausfall oder Netzspannungsabfall jedoch so lange dauern, bis die rückgeführte Energie den Zwischenkreis nicht mehr stützen kann, fallen entweder die Schaltschütze der Antriebsmotoren von selber ab oder es kann für diesen Fall auch beispielsweise der Umrichter rechtzeitig vom Netz getrennt beziehungsweise außer Betrieb genommen werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerspannungsnetz anderweitig, beispielsweise vom Drehstromnetz her, gespeist und erst bei Abfall der Betriebsspannung, das heißt im Störungsfall beziehungsweise erst bei Abfall der Spannung des Drehstromnetzes aus dem Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist wird. Der Gleichspannungs-Zwischenkreis übernimmt somit nur die Notstromversorgung des Steuerspannungsnetzes. Der Vorteil liegt hierbei unter anderem darin, daß im Normalbetrieb keine Rückwirkungen vom Steuerspannungsnetz auf den Gleichspannungs-Zwischenkreis auftreten können.
Erfindungsgemäß ist zum Durchführen des Verfahrens vorgesehen, daß der Umrichter einen Umkehr-Stromrichter aufweist, daß ein Steuereingang des Umkehr-Stromrichters an eine Energierückspeise-Steuervorrichtung anschließbar ist, daß die Energierückspeise-Steuervorrichtung eine Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung besitzt, daß der Umkehr-Stromrichter durch die Energierückspeise-Steuer­ vorrichtung auf Energierücklieferung stellbar und auf konstante Zwischenkreis-Gleichspannung regelbar ist und daß das Steuerspannungsnetz an den Gleichspannungs-Zwischen­ kreis angeschlossen beziehungsweise anschließbar ist.
Die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung kann beispielsweise auf die im Gleichspannungs-Zwischenkreis vorhandene Spannung ansprechen. Nach dem Abfall der Netzspannung fällt auch die Spannung im Zwischenkreis, so daß daraufhin die Konstantspannungs-Regelung einsetzen kann.
Die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung kann aber auch an das Drehstromnetz angeschlossen sein, so daß die Energierückspeise-Steuervorrichtung nach Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes der Netzspannung durch die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung aktivierbar ist. Die Energierückspeisung kann in diesem Fall schon dann einsetzen, wenn die Spannung im Zwischenkreis noch nicht bemerkbar abgefallen ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerspannungsnetz über eine vorzugsweise die galvanische Trennung bewirkende Kopplungsvorrichtung an den Gleichspannungs-Zwischenkreis angeschlossen ist. Bei der Kopplungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Netzgerät, einen Wechselrichter, einen Gleichspannungswandler oder dergleichen handeln. Das Steuerspannungsnetz kann eine andere Spannung haben als der Gleichspannungs-Zwischenkreis.
Sobald die Netzspannung wiederkehrt, geht der Umrichter wieder automatisch auf normalen treibenden Betrieb über.
Anhand der schematischen Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Die Maschine (1) wickelt einen in einem der Rotoren (7, 7′) hergestellten textilen Faden (2) auf einen Wickelkern (3). Es handelt sich um eine Spinnmaschine mit Antriebsmotoren (4, 5, 6) für beispielsweise Rotoren (7, 7′) und Wickelkerne (3). Weitere Einzelheiten sind hier der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die Antriebsmotoren (4, 5, 6) werden aus einem Drehstromnetz (8) über einen Umrichter (9) mit Gleichrichter (10), Gleichspannungs-Zwischenkreis (11) und Umkehr-Stromrichter (12) gespeist. Das Drehstromnetz (8) ist an einen Transformator (13) angeschlossen. Die Maschine (1) besitzt außerdem ein Steuerspannungsnetz (14) zur Versorgung von Hilfseinrichtungen, die beispielsweise durch ein Schaltschütz (15) symbolisiert sind.
Ein Steuereingang (16) des Umkehr-Stromrichters (12) ist an eine Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) angeschlossen. Die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) besitzt eine Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18). Die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18) ist durch eine Leitung (19) an das Drehstromnetz (8) angeschlossen. Über eine Leitung (20) und eine Kopplungsvorrichtung (23) ist das Steuerspannungsnetz (14) an den Gleichspannungs-Zwischenkreis (11) angeschlossen. Durch eine Leitung (21) ist die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) an den Gleichspannungs-Zwischenkreis (11) angeschlossen. Die Eigenversorgung der Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) und der Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18) erfolgt über eine Leitung (22) vom Steuerspannungsnetz (14) aus. Der Ausfall der Netzspannung ist durch eine offene Trennstelle (24) symbolisiert.
Sobald die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18) den Abfall der Netzspannung festgestellt hat, aktiviert sie unverzögert die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17), die ihrerseits über den Steuereingang (16) den Umrichter (9) auf Energierücklieferung stellt und dabei so regelt, daß die Gleichspannung im Zwischenkreis (11) im wesentlichen konstantgehalten wird. Hierzu überwacht die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) auch die im Gleichspannungs-Zwischenkreis (11) vorhandene Betriebsspannung über eine Leitung (21).
Da die Kopplungsvorrichtung (23) als Wechselrichter mit galvanischer Trennung ausgebildet sein kann, bleibt die im Steuerspannungsnetz (14) vorhandene Steuerwechselspannung im wesentlichen konstant, so daß die Hilfseinrichtungen (15) durch einen kurzzeitigen Netzspannungszusammenbruch unbeeinflußt bleiben. Das gilt beispielsweise auch für die hier zeichnerisch nicht dargestellten Schaltschütze der Antriebsmotoren (4 bis 6). Nach Rückkehr der Netzspannung macht die Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18) die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) wieder inaktiv, so daß der Umrichter (9) wieder auf normalen treibenden Betrieb übergeht, wozu gegebenenfalls eine besondere Steuervorrichtung, die hier aber nicht dargestellt ist, den Umrichter (9) beziehungsweise den Umkehr-Stromrichter (12) steuert.
Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, das Steuerspannungsnetz (14) betriebsmäßig anderweitig, beispielsweise vom Drehstromnetz (8) her, zu speisen und erst im Störungsfall an den Zwischenkreis (11) anzuschließen, beispielsweise dadurch, daß die Kopplungsvorrichtung (23) eingeschaltet und gegebenenfalls die anderweitige Versorgung abgeschaltet wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine, die ein Steuerspannungsnetz zur Versorgung von Hilfseinrichtungen besitzt und deren Antriebsmotoren aus einem Drehstromnetz über einen Umrichter mit Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist werden, wobei die Betriebsspannung laufend überwacht wird und bei Abfall der Betriebsspannung unter einen vorgegebenen Wert der Umrichter automatisch auf Energierücklieferung in den Gleichspannungs-Zwi­ schenkreis gestellt wird, wobei die rückgelieferte Energie aus der gespeicherten Bewegungsenergie der im Bremsbetrieb laufenden Motoren gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abfall der Betriebsspannung unter den vorgegebenen Wert das Steuerspannungsnetz aus dem Gleichspannungs-Zwi­ schenkreis gespeist wird und daß der Umrichter so geregelt wird, daß die Gleichspannung im Gleichspannungs-Zwi­ schenkreis im wesentlichen konstantgehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerspannungsnetz im normalen Betrieb nicht aus dem Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist wird, sondern zum Beispiel aus dem Drehstromnetz versorgt wird und erst dann auf Speisung aus dem Gleichspannungs-Zwischenkreis umgeschaltet wird, wenn die Betriebsspannung beziehungsweise die Spannung des Drehstromnetzes abfällt.
3. Einrichtung zum Betrieb einer textile Fäden erzeugenden und/oder die Fäden auf Wickelkerne aufwickelnden Maschine, deren Antriebsmotoren aus einem Drehstromnetz über einen Umrichter mit Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist werden und die ein Steuerspannungsnetz zur Versorgung von Hilfseinrichtungen besitzt, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (9) einen Umkehr-Stromrichter (12) aufweist, daß ein Steuereingang (16) des Umkehr-Stromrichters (12) an eine Energierückspeise- Steuervorrichtung (17) anschließbar ist, daß die Energierückspeise-Steuervorrichtung (17) eine Betriebsspannungs-Überwachungsvorrichtung (18) besitzt, daß der Umkehr-Stromrichter (12) durch die Energierückspeise-Steu­ ervorrichtung (17) auf Energierücklieferung stellbar und auf konstante Zwischenkreis-Gleichspannung regelbar ist und daß das Steuerspannungsnetz (14) an den Gleichspannungs-Zwi­ schenkreis (11) angeschlossen beziehungsweise anschließbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerspannungsnetz (14) über eine die galvanische Trennung bewirkende Kopplungsvorrichtung (23) an den Gleichspan­ nungs-Zwischenkreis (11) angeschlossen ist.
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