DE1292909B

DE1292909B - Method for controlling a direct current compound motor driving a tape winding device

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Publication number: DE1292909B
Application number: DE1961G0033723
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-06-15
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1969-04-17
Also published as: CH387758A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines eine Bandaufwickelvorrichtung treibenden Gleichstrom-Compoundmotors, dessen Nebenschlußfeld zur Erzielung vorgeschriebener Bandspannungswerte vom Ankerstrom gesteuert wird. The invention relates to a method for controlling a Tape winder driving DC compound motor, its shunt field is controlled by the armature current to achieve the prescribed tape tension values.

Der Ausdruck »Band« ist hier als ein Sammelbegriff für Bahnen von Papier, Textilien, Kunststoffen, Metallen usw. zu verstehen, die durch Produktionsmaschinen der Aufwickelstelle zugeführt werden. The term "band" is used here as a collective term for orbits of Paper, textiles, plastics, metals, etc. to be understood by production machines are fed to the winding point.

Solche Compoundmotoren zum Antrieb von Aufwickelvorrichtungen, deren Nebenschlußfeld zwecks Erzielung vorgeschriebener Bandspannungswerte vom Ankerstrom gesteuert wird, wodurch diesen Motoren eine Reihenschlußcharakteristik verliehen wird, haben die Eigenschaft, nach erfolgtem Fernbleiben des Bandes, beispielsweise nach einem Bandriß, ihre Drehzahl zu erhöhen. Dieses Verhalten macht ein Wiederauflegen des Bandes an den Wickelballen, dessen Umfangsgeschwindigkeit unter diesen Umständen ein Mehrfaches der Bandgeschwindigkeit erreichen kann, unmöglich. Such compound motors for driving winders, their Shunt field for the purpose of achieving prescribed tape tension values from the armature current is controlled, giving these motors a series characteristic will have the property, after the tape has been removed, for example after a tape rupture to increase their speed. This behavior makes a hang-up of the tape to the bale, its peripheral speed under these circumstances can reach a multiple of the belt speed is impossible.

Bei Hauptschlußmotoren, die ebenfalls ein solches Verhalten besitzen, ist bereits eine derart arbeitende Vorrichtung vorgeschlagen worden, daß im Falle eines Bandrisses die Ankerspannung zur Vermeidung eines Drehzahlanstieges im Sinne einer Absenkung mit Hilfe einer Spannungsdifferenz gesteuert wird, welche zwischen der augenblicklichen Spannung eines mit dem Motor gekuppelten Tachogenerators und der im Augenblick des Bandrisses von dem Tachogenerator erzeugten und mittels eines Kondensators gespeicherten Spannung auftritt, wenn die augenblickliche Tachogeneratorspannung größer als die Kondensatorspannung ist. In the case of main trailing motors, which also have this behavior, such a working device has already been proposed that in the case a rupture of the band the armature tension to avoid a speed increase in the sense a lowering is controlled with the help of a voltage difference, which between the instantaneous voltage of a tachometer generator coupled to the motor and generated by the tachometer generator at the moment the tape ruptured and by means of a Capacitor stored voltage occurs when the instantaneous tachometer generator voltage is greater than the capacitor voltage.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zur Regelung eines Compoundmotors das gleiche Problem dadurch gelöst, daß im Falle des Fernbleibens des Bandes das Nebenschlußfeld zur Vermeidung eines Drehzahlanstieges mit Hilfe einer Spannungsdifferenz gesteuert wird, welche zwischen der augenblicklichen Spannung eines mit dem Gleichstrommotor gekuppelten Tachogenerators und der im Augenblick des Fernbleibens des Bandes von dem Tachogenerator erzeugten und mittels eines Kondensators gespeicherten Spannung auftritt, wenn die augenblickliche Tachogeneratorspannung größer als die Kondensatorspannung ist. According to the invention, in a method of the type mentioned at the beginning to control a compound motor solved the same problem in that in the case the absence of the tape the shunt field to avoid an increase in speed is controlled with the help of a voltage difference, which between the instantaneous Voltage of a tachometer generator coupled to the DC motor and the current one the absence of the tape from the tachogenerator generated and by means of a capacitor stored voltage occurs when the instantaneous tacho generator voltage is greater than the capacitor voltage.

Damit wird beim Fernbleiben des Bandes die Notwendigkeit einer Ankerspannungsänderung, wie sie bei der für Hauptschlußmotoren vorgeschlagenen Lösung vorgesehen ist, vermieden. Ist der Wickelmotor beispielsweise an einen Leonard-Umformer angeschlossen, von dem aus auch die Hauptmotoren der Maschine gespeist werden, so wären die Mittel zur Senkung der Ankerspannung sehr aufwendig und unwirtschaftlich. This eliminates the need to change the armature tension if the tape is not present. as it is provided in the solution proposed for main circuit motors, avoided. For example, if the winding motor is connected to a Leonard converter, from from which the main motors of the machine are also fed, that would be the means very expensive and uneconomical to lower the armature voltage.

Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Schema eines Compoundmotors mit einer Regeleinrichtung. The drawing shows a simplified scheme of a compound engine with a control device.

An Hand dieses Ausführungsbeispieles wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.The method according to the invention is illustrated using this exemplary embodiment explained in more detail.

Mit 1 ist der Anker des Compoundmotors bezeichnet, der in Serie mit seinem Hauptstrom-Magnetfeld 2 und einem Vorschaltwiderstand 3 von einer Stromquelle4, z. B. einem Leonardgenerator, gespeist wird. Sein Nebenschluß-Magnetfeld 5 erfährt eine Speisung von einer zweiten Stromquelle 6, während eine dritte Stromquelle 7 zum Anschluß eines Sollwert-Potentiometers 8 verwendet ist. 1 with the armature of the compound motor is referred to in series with its main current magnetic field 2 and a series resistor 3 from a current source4, z. B. a Leonard generator is fed. His shunt magnetic field 5 experiences one Feeding from a second current source 6, while a third current source 7 to Connection of a setpoint potentiometer 8 is used.

Aus Gründen einer weitestgehenden Vereinfachung der Darstellung ist als Verstärker ein einziger Transistor 9 in Emitterschaltung gezeichnet, der sowohl Meßglied als auch Stellglied zweier Regelkreise ist. Im ersten Regelkreis wird der Spannungsabfall in der Wicklung des Hauptstromfeldes 2 und im Vorschaltwiderstand 3 als Istwert für den Ankerstrom mit dem am Abgriff des Potentiometers 8 eingestellten Sollwert verglichen, wobei sich die Überschreitung des Sollwertes in einem Strom vom Emitter zur Basis des Transistors 9 auswirkt. In Abhängigkeit von diesem Strom verkleinert sich der Widerstand zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 9 und dadurch wird auch das Nebenschlußfeld 5 stärker erregt. For the sake of simplifying the representation as much as possible drawn as an amplifier a single transistor 9 in common emitter circuit, the both The measuring element as well as the actuator of two control loops is. In the first control loop, the Voltage drop in the winding of the main current field 2 and in the series resistor 3 as the actual value for the armature current with that set at the tap of potentiometer 8 Setpoint compared, the exceeding of the setpoint in a current from the emitter to the base of the transistor 9. Depending on this current the resistance between the emitter and collector of the transistor 9 decreases and thereby the shunt field 5 is also more strongly excited.

Bei ganz gesperrtem Transistor 9 erhält das Feld 5 die Spannung über einen Widerstand 10 und wird nur sehr schwach erregt. Die Folge davon ist eine hohe Anfangsdrehzahl des Wickelmotors. Sobald der Wickel-Durchmesser zunimmt, sinkt die Drehzahl, der Ankerstrom aber wächst und übersteigt schließlich den Sollwert, wodurch der Transistor 9 zwischen Emitter und Kollektor stromführend wird. Damit wird der Widerstand 10 immer mehr überbrückt und das Feld 5 verstärkt. Dieser Vorgang ist kontinuierlich und führt die Steuerung des Magnetfeldes durch den Ankerstrom vor Augen. When the transistor 9 is completely blocked, the field 5 receives the voltage above a resistor 10 and is only very weakly excited. The consequence of this is a high one Initial speed of the winding motor. As soon as the winding diameter increases, it decreases Speed, but the armature current grows and finally exceeds the setpoint, whereby the transistor 9 is energized between the emitter and collector. This becomes the Resistance 10 is bridged more and more and field 5 is strengthened. This process is continuously and demonstrates the control of the magnetic field by the armature current Eyes.

Infolge eines hohen Verstärkungsgrades des Transistors 9 genügt eine ganz kleine Überschreitung des Sollwertes, um eine volle Aussteuerung, d. h. eine maximale Stärke des Feldes 5 zu erreichen. Der gleiche Effekt kann mit anderen Verstärkern, z. B. As a result of a high degree of amplification of the transistor 9, one is sufficient very small overshoot of the setpoint in order to achieve full modulation, d. H. one to achieve the maximum strength of the field 5. The same effect can be achieved with other amplifiers, z. B.

Thyratronröhren, Transduktoren oder Tunneldioden, erreicht werden. Wenn auch infolge Kleinheit der Abweichung vom Sollwert der Strom praktisch über den ganzen Wickelbereich als konstant angesehen werden kann, bleibt das Nebenschlußfeld nichtsdestoweniger stets in Steuer-Abhängigkeit vom augenblicklichen Wert des Ankerstromes; sollte sich dieser vermindern, so würde der Transistor 9 für eine entsprechende Schwächung des Magnetfeldes sorgen.Thyratron tubes, transducers or tunnel diodes can be achieved. Even if due to the smallness of the deviation from the setpoint, the current is practically over the entire winding area can be regarded as constant, the shunt field remains nonetheless, always depending on the control of the instantaneous value of the armature current; should this decrease, the transistor 9 would for a corresponding Ensure a weakening of the magnetic field.

Dieser Fall kann dann eintreten, wenn das Band plötzlich abreißt. Die Drehzahl des Motors würde zufolge Feldschwächung dabei ansteigen, was aber unerwünscht ist, wenn die Absicht besteht, das Band wieder an den Ballen anzulegen. Dieses Problem kann auch dann auftreten, wenn ein Band fertig aufgewickelt ist und ein neues an den Ballen angelegt werden muß. This can happen if the tape suddenly breaks. The speed of the motor would increase as a result of the field weakening, but this is undesirable is when the intention is to reattach the strap to the bale. This problem can also occur when a tape is finished and a new one is on the bale must be applied.

Um eine solche unerwünschte Beschleunigung auszuschalten, ist ein Kondensator 11 vorgesehen, der an die Klemmen eines mit dem Gleichstrommotor gekuppelten Tachogenerators 12 über ein Ventil 13 angeschlossen ist. Mittels eines Schalters 14 kann dieses Ventil 13 überbrückt werden. Während des Hochlaufens des Motors bleibt dieser Schalter geschlossen, bis die höchste Drehzahl erreicht ist. To turn off such unwanted acceleration is a Capacitor 11 is provided, which is coupled to the terminals of a DC motor Tachogenerator 12 is connected via a valve 13. By means of a switch 14, this valve 13 can be bridged. Remains while the motor is running up this switch is closed until the highest speed is reached.

Dadurch wird der Kondensator 11 mit der Spannung des Tachogenerators 12 aufgeladen.This causes the capacitor 11 to match the voltage of the tachometer generator 12 charged.

Vor Beginn der Wickel arbeit wird der Schalter 14 geöffnet. Sinkt nun die Drehzahl mit dem Größerwerden des Wickeldurchmessers, so fällt die Spannung des Tachogenerators allmählich ab und das Ventil 13 hindert den Kondensatorll nicht daran, sich entsprechend dieser sinkenden Spannung zu entladen, was einleuchtend ist, wenn man die Polaritäten und die Sperrichtung des Ventils 13 betrachtet. Before the start of the winding work, the switch 14 is opened. Sinks If the speed increases as the winding diameter increases, the voltage drops of the tachometer generator gradually and the valve 13 does not prevent the capacitor II to adapt to this decreasing tension unload, which is evident if one considers the polarities and the blocking direction of the valve 13 considered.

Kommt es aber zu einem Bandriß oder bleibt das Band aus anderen Gründen fort, so beginnt die Spannung des Tachogenerators infolge einer einsetzenden Beschleunigung des Motors zu steigen. However, if the tape breaks or if the tape remains for other reasons continues, the voltage of the tachometer generator begins as a result of the onset of acceleration of the engine to rise.

Das Ventil 13 gestattet dabei dem Kondensator nicht mehr, diese erhöhte Spannung anzunehmen, d. h. sich entsprechend aufzuladen; es entsteht somit eine Spannungsdifferenz am Ventil 13. Wie im Schema gezeigt ist, liegt diese Differenzspannung zwischen Emitter und Basis des Transistors9 und kann ihn genau so aussteuern, wie es bezüglich der Differenz zwischen Istwert und Sollwert des Ankerstromes bereits beschrieben wurde. Dadurch wird also das Feld 5 wieder verstärkt und der Drehzahlanstieg verhindert.The valve 13 no longer allows the condenser to increase this Accept tension, d. H. to charge oneself accordingly; thus a Voltage difference at valve 13. As shown in the diagram, this difference voltage is present between the emitter and base of the transistor9 and can control it exactly as it already has to do with the difference between the actual value and the nominal value of the armature current has been described. As a result, the field 5 is strengthened again and the speed increase prevented.

Wohl kann sich nunmehr der Kondensator 11 mit Hilfe des über Emitter und Basis des Transistors 9 fließenden Stromes aufladen, doch läßt sich dieser Strom durch einen Widerstand 15 auf außerordentlich geringen Werten halten. Außerdem muß der Kondensator 11 über eine genügend große Kapazität verfügen, damit die Aufladezeit möglichst groß wird. Well the capacitor 11 can now with the help of the emitter and the base of the transistor 9 to charge the current flowing, but this current can keep it at extremely low values by means of a resistor 15. Also must the capacitor 11 have a sufficiently large capacity to allow the charging time becomes as large as possible.

Sein Spannungspegel erhöht sich demnach nur sehr langsam und sichert dem Bedienungspersonal ausreichend Zeit, um das Band an den mit fast unveränderter Geschwindigkeit weiterlaufenden Wikkelballen wieder anzulegen. Der andere im Schema gezeichnete Widerstand und weitere Ventile dienen zur Strombegrenzung und zur Sperrung der Ausgleichsströme.Its voltage level therefore increases only very slowly and is safe the operator enough time to apply the tape to the with almost unchanged Speed to re-apply the roll bale that continues to run. The other in the scheme Drawn resistance and other valves are used to limit the current and to block of equalizing currents.

Kondensator 11, Tachogenerator 12 und Transistor 9, der das Feld 5 steuert, bilden den zweiten Regelkreis der Anlage, der zum ersten Regelkreis hinzukommt. Capacitor 11, tachogenerator 12 and transistor 9 that make up the field 5 controls, form the second control loop of the system, which is added to the first control loop.

Claims

Claim: Method for controlling a tape on winding device driving DC compound motor, whose shunt field to achieve prescribed Band tension values are controlled by the armature current, d a d u rc h g e - indicates, that in the case of missing the tape the shunt field to avoid a Speed increase is controlled with the help of a voltage difference, which between the instantaneous voltage of a tachometer generator coupled to the DC motor and that generated at the moment the tape was removed from the tachometer generator and by means of a capacitor stored voltage occurs when the instantaneous The tacho generator voltage is greater than the capacitor voltage.