WO2001043271A2 - Verfahren zum antreiben von antriebsmotoren von wenigstens zwei maschinen und gruppe von maschinen - Google Patents

Abstract

Zum Antreiben von elektrischen Antriebsmotoren (8) von wenigstens zwei Maschinen (2, 3, 4), deren Antriebsmotoren mit einem periodischen Bewegungsverlauf arbeiten, wird vorgesehen, dass diese periodischen Bewegungsverläufe derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein für den Betrieb der Maschinen repräsentativer Parameter beeinflusst wird.

Description

Verfahren zum Antreiben von Antriebsmotoren von wengistens zwei Maschinen und Gruppe von Maschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben von elektrischen Antriebsmotoren einer Gruppe von wenigstens zwei Maschinen, deren Antriebsmotoren mit einem periodischen Bewegungsverlauf arbeiten und denen Energie aus wenigstens einem elektrischen Speisesystem zugeführt wird, und eine Gruppe von Maschinen .

Maschinen mit einem periodischen Bewegungsverlauf sind beispielsweise Webmaschinen, die mehrere Bauelemente enthalten, die sich nach einem vorgegebenen, wiederholenden Bewegungsverlauf bewegen. Ein solches Bauelement ist beispielsweise eine Weblade, die zu bestimmten Zeitpunkten in die eine und in die andere Richtung bewegt wird. Zu den Bauelementen gehören auch Fachbildungsmittel, die zu bestimmten Zeitpunkten nach oben und nach unten bewegt werden. Des weiteren gehören bei Greiferwebmaschinen beispielsweise Greifer und deren Antriebselemente zu diesen Bauelementen, die die Greifer zu vorgegebenen Zeitpunkten in ein Webfach hinein- und wieder herausbewegen. Wenn mehrere derartiger Bauelemente mit dem sich periodisch wiederholenden Bewegungsverlauf von einem Antriebsmotor angetrieben werden, so bewegt sich dieser An- triebsmotor ebenfalls nach einem sich wiederholenden periodischen Bewegungsverlauf. Bei Webmaschinen wird die Periode des Bewegungsverlaufs durch die Anzahl von Webzyklen bestimmt, aus denen ein Webmuster besteht. Ein Webmuster ist die Art und Weise, in welcher Kettfäden und Schussfäden nach einem sich wiederholenden Muster verwebt werden. Der periodische Bewegungsverlauf der einzelnen Bauelemente hat üblicherweise zur Folge, dass auch die Energiezufuhr von einem Speisesystem zu dem Antriebsmotor periodisch variiert. Dieser periodische Verlauf der Energiezufuhr ist notwendig, damit sich die Geschwindigkeit des Antriebsmotors nur in einem relativ geringen Maß verändert. Die Energiezufuhr zu dem Antriebsmotor einer Webmaschine variiert somit zwischen einem kleinsten Wert und einem größten Wert. Die von einem Speisesystem an die Antriebsmotoren einer Gruppe von Webmaschinen zu liefernde E- nergie variiert somit ebenfalls. Ein derartiges Speisesystem muss deshalb in der Lage sein, die Summe der Maximalwerte der von den Antriebsmotoren einer Gruppe von Webmaschinen geforderten Energie zu liefern. Das macht ein aufwendiges und teures Speisesystem erforderlich, das jedoch wegen der variierenden zu liefernden Menge an Energie mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeitet und somit zu hohen Nutzungskosten führt.

Bei einer Kämmmaschine mit mehreren synchron anzutreibenden Achsen, die jeweils elektrische Einzelantriebe aufweisen, ist es bekannt DE 195 09 209 AI, an einem ersten Antriebsmotor einen Lage-Ist-Wertgeber vorzusehen, der mit einer Steuerung verbunden ist. Die Steuerung bildet aus den Lage-Ist-Werten des ersten Antriebes Stellgrößen als Lage-Soll-Werte für die übrigen Antriebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Antreiben von elektrischen Antriebsmotoren von Maschinen einer Gruppe zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die periodischen Bewegungsverläufe der wenigstens zwei Maschinen derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein für den Betrieb der wenigs- tens zwei Maschinen repräsentativer Parameter beeinflusst wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass der repräsentative Parameter auf einen maximalen Wert begrenzt wird und/oder eine Veränderung des repräsentativen Parameters auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass als repräsentativer Parameter die Summe der den Antriebsmotoren zugeführten elektrischen Energie und/oder die Höhe des von den Maschinen erzeugten Geräusches und/oder von den Maschinen verursachte Schwingungen dienen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird das Zuführen von Energie zu den Antriebsmotoren der Maschinen einem aufeinander abgestimmten Verlauf gesteuert. Dadurch ist es möglich, den Verlauf der gesamten zugeführten Energie so zu steuern, dass sie sich nur relativ gering verändert. Dadurch lassen sich Stromverluste im Speisesystem verringern und eine Verbesserung des Wirkungsgrades erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass der Bewegungsverlauf des elektrischen Antriebsmotors von wenigstens einer Maschine und vorzugsweise die Bewegungsverläufe der elektrischen Antriebsmotoren aller Maschinen einer Gruppe von Maschinen in Abhängigkeit von dem periodischen Bewegungsverlauf des Antriebsmotors von wenigstens einer anderen Maschine der Gruppe und vorzugsweise in Abhängigkeit der Bewegungsverläufe der Antriebsmotoren aller anderen Maschinen der Gruppe gesteuert wird. Dadurch lässt sich der Energieverbrauch und/oder die Schwingungen und/oder der Geräuschpegel aller Maschinen eines Websaals beeinflussen und wesentlich verbessern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass der Antriebsmotor jeder Maschine einer Gruppe von Maschinen gemäß dem gleichen periodischen Bewegungsverlauf gesteuert w rd, und dass diese periodischen Bewegungsverlaufe der Antriebsmotoren der Maschinen dieser Gruppe zueinander phasenversetzt sind. Das Antreiben von Maschinen einer Gruppe mit gleichen periodischen Bewegungsverlaufen geschieht beispielsweise dann, wenn mehrere oder alle Webmaschinen eines Maschi- nensaals Gewebe mit gleichem Muster herstellen. Mittels des phasenversetzten Betriebes ist es möglich, sowohl die Energiezufuhr zu optimieren als auch die auftretenden Schwingungen und Geräusche zu reduzieren.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass bei einer Gruppe von Maschinen, die jeweils einen mit periodischem Bewegungsverlauf arbeitenden elektrischen Arbeitsmotor aufweisen, der an wenigstens ein Speisesystem angeschlossen ist, das zum Steuern von elektrischer Energie dient, Mittel vorgesehen sind, die die Bewegungsverlaufe von wenigstens zwei Maschinen der Gruppe zum Beeinflussen eines für den Betrieb repräsentativen Parameters aufeinander abstimmen. Besonders vorteilhaft wird vorgesehen, dass die Maschinen mit einer die Antriebsmotoren mit einem konstanten Drehmoment betreibenden Steuerung versehen sind. Bei diesen Maschinen ist der periodische Bewegungsverlauf besonders ausgeprägt.

Bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform wird vorgesehen, dass für die Antriebsmotoren der Maschinen mehrere Speisesysteme vorgesehen sind, die miteinander verbunden sind. Bei einer Ausfuhrungsform kann dabei für jede Maschine ein Speisesystem vorgesehen sein, das mit dem Speisesystem der anderen Maschine oder Maschinen verbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Speisesystem ein Gleichstromsystem, das vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Energiepuffer enthalt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Antriebsmotoren schaltbare Reluktanzmotoren sind, die mittels Schalteinheiten mit wenigstens einem Speisesystem verbunden sind. Derartige Reluktanzmotoren eignen sich msbe- sondere in Kombination mit einem Gleichstromsystem als Speisesystem.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Maschinen Webmaschinen sind, deren Hauptantriebswellen direkt mit den Wellen der zugehörigen Antriebsmotoren verbunden sind. Die Winkelstellung der Antriebswelle des Antriebsmotors entspricht somit der Winkelstellung der Webmaschine, die die periodische Bewegung der Webmaschine entsprechend dem Webmuster definiert. Dadurch ist in einfacher Weise der Bewegungsverlauf der einzelnen Webmaschinen einer Webmaschinengruppe im Verhältnis zueinander steuerbar.

Aufgrund der Erfindung lasst sich der Vorteil bei Gruppen von Webmaschinen verwirklichen, dass aufgrund von Interferenz entstehende Überlagerungen oder Aufschaukelungen vermieden werden können. Derartige Überlagerungen können in einem Websaal deshalb entstehen, weil die Webmaschinen, die jeweils einen kleinen Geschwindigkeitsunterschied zueinander aufweisen, zu gewissen Zeitpunkt in Phase und zu anderen Zeitpunkten in Gegenphase geraten. Derartige Überlagerungen werden jedoch aufgrund der Erfindung vermieden, da der Bewegungsverlauf des Antriebsmotors jeder Webmaschine unter Berücksichtigung des Bewegungsverlaufs der anderen Webmaschinen gesteuert wird, so dass vermieden werden kann, dass diese Maschinen miteinander in Phase gelangen. Für die Energiezufuhr bedeutet das, dass das wenigstens eine Speisesystem nicht in der Lage sein muss, zu irgendeinem Zeitpunkt einen Spitzenstrom und zu einem anderen Zeitpunkt nur eine geringe Energiemenge liefern zu müssen. Das Vermeiden von Überlagerungen hat auch den Vorteil, dass der Gerauschpegel und die von einer Webmaschinengruppe erzeugten Schwingungen weniger schwanken, so dass auch der Höchstwert dieser Schwingungen und des Gerauschpegels gesenkt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsformen. Fig. 1 zeigt eine Steuerung der Antriebsmotoren einer Gruppe von Webmaschinen,

Fig. 2 ein Diagramm mit einem periodischen Bewegungsverlauf der Antriebsmotoren einer Gruppe von Maschinen entsprechend Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewandelte Steuerung für die Versorgung von Antriebsmotoren einer Gruppe von Maschinen und

Fig. 4 eine weitere Ausfuhrungsform einer Steuerung der Antriebsmotoren einer Gruppe von Maschinen.

Das Steuerungssystem 1 enthält eine Gruppe von Maschinen 2, 3, 4, beispielsweise Webmaschinen, und ein elektrisches Speisesystem 5 mit einer Speiseleitung 6. Jede Maschine 2, 3, 4 enthält wenigstens ein Bauteil 7, das eine periodische Bewegung ausführt und das mit einem elektrischen Antriebsmotor 8 entsprechend einem periodischen Bewegungsverlauf angetrieben wird. Hierzu wird die Energiezufuhr zu dem Antriebsmotor 8 mit einem periodischen Verlauf gesteuert. Für jede Maschine 2, 3, 4 sind steuerbare Mittel 9 für das Zuführen von Energie von dem Speisesystem 5 zu dem jeweiligen Antriebsmotor 8 vorgesehen.

Bei der Verwendung eines schaltbaren Reluktanzmotors als Antriebsmotor 8 sind die Mittel 9 jeweils eine Schalteinheit, die mit dem schaltbaren Reluktanzmotor verbunden ist und die durch die Speiseleitung 6 hindurch von dem Speisesystem 5 gespeist wird. Das Speisesystem 5 besteht in diesem Fall aus einer Gleichstromversorgung. Die Schalteinheit 9 wird mittels einer gemeinsamen Steuereinheit 11 gesteuert, die die Steuerparameter ausgibt, um die schaltbaren Reluktanzmotoren nach einem periodischen Verlauf zu steuern. Hierzu wird die Winkelstellung der schaltbaren Reluktanzmotoren entsprechend den vorgegebenem Bewegungsverlauf gesteuert, indem mit Hilfe der Schalteinheit 9 bestimmte Wicklungen des schaltbaren Reluktanzmotors zu vorgegebenen Zeitpunkten an das Speisesystem 5 angeschlossen werden. Unter den Bewegungsverlauf werden die Positionen und die Veränderung der Position des schaltbaren Reluktanzmotors verstanden, dessen Bewegungsverlauf beispielsweise an die natürliche Bewegung der Maschinenteile an- gepasst ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Maschinen 2, 3, 4 Webmaschinen, deren Hauptantriebswelle direkt von der Antriebswelle des jeweiligen Antriebsmotors 8 angetrieben wird oder die mit dieser Antriebswelle einstückig ausgeführt ist. Dadurch ist die Winkelstellung der Antriebswelle des Antriebsmotors gleich der Winkelstellung der Hauptantriebswelle der Webmaschine. Mittels dieser Winkelstellung wird der periodische Bewegungsverlauf der Webmaschine bestimmt. Derartige Webmaschinen sind aus der WO 98/31856 und der WO 99/27426 der Anmelderin bekannt. Auf den Inhalt dieser beiden Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen. In der WO 99/27426 wird das Verfahren beschrieben, mittels dessen ein Antriebsmotor entsprechend einem bestimmten Bewegungsverlauf angetrieben wird, indem die Energiezufuhr zu dem Antriebsmotor periodisch in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Maschine gesteuert wird. Dieses Verfahren kann hier angewandt werden, um die Steuerparameter der Antriebsmotoren 8 periodisch abzustufen. Dieses Verfahren wird hier nicht im einzelnen wiedergegeben, da es aus der WO 99/27426 bekannt ist.

Die Maschinen 2, 3 und 4 weisen jeweils eine Winkelmessvorrichtung 10 auf, mit der die Winkelstellung der Hauptantriebswelle der Maschinen 2, 3, 4 erfasst wird. Die Winkelmessvorrichtung 10 jeder Maschine 2, 3, 4 ist mit der Steuereinheit 11 der Gruppe von Maschinen verbunden. Dadurch ist es möglich, die Schalteinheit 9 jeder Maschine 2, 3, 4 in Abhängigkeit von den Signalen der Winkelmessvorrichtungen 10 zu steuern, die die Winkelstellung der Maschinen 2, 3, 4 bestimmen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird die Winkelstellung der Maschinen 2, 3, 4 mittels der elektrischen Stellung des Antriebsmotors 8 selbst bestimmt. Der periodische Bewegungsverlauf eines Antriebsmotors 8 einer Maschine 2, 3 oder 4 wird in Abhängigkeit von dem periodischen Bewegungsverlauf eines Antriebsmotors 8 einer anderen Maschine der Gruppe gesteuert. Vorzugsweise werden die elektrischen Antriebsmotoren 8 aller Maschinen 2, 3, 4 in Abhängigkeit von dem Bewegungsverlauf der Antriebsmotoren 8 aller Maschinen 2, 3, 4 der Gruppe gesteuert. Hierbei wird auch die Energiezufuhr von dem Speisesystem 5 zu den elektrischen Antriebsmotoren 8 jeder Maschine 2, 3 und 4 in Abhängigkeit von der Energiezufuhr von dem Speisesystem 5 zu dem elektrischen Antriebsmotor 8 einer oder mehrere anderer Maschinen 2, 3, 4 der Gruppe gesteuert. Da die Winkelstellung der jeweiligen Maschine die Energiezufuhr bestimmt, kann der Antriebsmotor jeder Maschine 2, 3, 4 in Abhängigkeit von der Winkelstellung einer oder mehrerer der anderen Maschinen gesteuert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird der periodische Bewegungsverlauf jeder der Maschinen 2, 3 und 4 in Abhängigkeit von dem periodischen Bewegungsverlauf der anderen Maschinen 2, 3, 4 der Gruppe so bestimmt, dass der Höchstwert und/oder eine Änderung des Wertes der Gesamtenergiezufuhr zu den elektrischen Antriebsmotoren 8 der Maschinen 2, 3, 4 der Gruppe begrenzt werden. Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 wird angenommen, dass die Periode des Bewegungsverlaufes jeder der Maschinen 2, 3, 4 zwei Umdrehungen oder 720° betragt und dass die Maschinen 2, 3, 4 mit dem gleichen Bewegungsverlauf angetrieben werden. Dies ist bei Webmaschinen beispielsweise dann der Fall, wenn ein sich nach zwei Schüssen wiederholendes Webmuster vorhanden ist und wenn identische Webmaschinen den gleichen Stoff weben.

Wie das aus der WO 99/27426 bekannt ist, wird zu jedem Antriebsmotor 8 der Maschinen 2, 3 und 4 der Gruppe Energie in Abhängigkeit von der Winkelstellung der betreffenden Maschine zugeführt. Dazu werden die Steuerparameter durch die Steuereinheit 11 bestimmt und in Abhängigkeit von der Winkelstellung jeder der Maschinen 2, 3, 4 gespeichert, um jeden Antriebsmotor in jeder Winkelstellung entsprechend den gespei- cherten Steuerparametern zu steuern. Diese Steuerparameter sind beispielsweise der Wert und/oder der Zeitpunkt des an den Antriebsmotor 8 gelieferten Stroms und/oder der gelieferten Spannung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise bei einer Referenzwinkelstellung gestartet, die der Zeitpunkt ist, zu welchem der Schussfaden des vorausgegangenen Webzyklus angeschlagen wird. Bei dem Beispiel ist aus Gründen der Einfachheit angenommen worden, dass der Verlauf der Energiezufuhr in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Antriebsmotors 8 jeder Maschine 2, 3 und 4 gleich ist.

Die Steuereinheit 11 berechnet in jeder Periode des Bewegungsverlaufs die gesamte Energiezufuhr zu den Antriebsmotoren 8 der Maschinen 2, 3 und 4 der Gruppe. Beispielsweise wird die Referenzposition der Maschinen 3 und 4 relativ zu der Referenzposition der Maschine 2 so lange verschoben, bis der Höchstwert der gesamten Energiezufuhr zu allen Maschinen 2, 3 und 4 ein Minimum ist. Auf diese Weise werden die Phasen der Antriebsmotoren zeitlich in Abhängigkeit zueinander verschoben. Auf diese Weise wird der periodische Bewegungsverlauf jeder Maschine an den periodischen Bewegungsverlauf der anderen Maschinen der Gruppe angepasst.

Bei einem abgewandelten Vorgehen zum Einstellen wird die Referenzposition des Bewegungsverlaufs der Maschinen 3 und/oder 4 so lange verschoben, bis die Abweichung des Wertes der gesamten Energiezufuhr von einem Mittelwert ein Minimum ist. Das Ergebnis beider Einstellungen sollte sich nur geringfügig voneinander unterscheiden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ergibt sich aufgrund der vorstehend erläuterten Auslegungsweise, dass der Bewegungsverlauf 12 der Maschine 2 bei 0° beginnt, der Bewegungsverlauf 13 der Maschine 3 bei 150° und der Bewegungsverlauf 14 der Maschine 4 bei 600°. Die Energiezufuhr zu den einzelnen Maschinen 2, 3 und 4 ist entsprechend phasenverschoben. Dabei erfolgt die maximale Energiezufuhr zu den Antriebsmotoren 8 der einzelnen Maschinen 2, 3 und 4 zu unterschiedlichen Winkeln oder Zeitpunkten, so dass die gesamte Energiezufuhr des Speisesystems 5 annähernd konstant bleibt.

Wenn ein Webmuster gewoben wird, das sich über mehrere Zyklen erstreckt, erstreckt sich der periodische Bewegungsverlauf ebenfalls über mehrere Webzyklen. Dabei kann für jede Periode des Webmusters für den Antriebsmotor einer Webmaschine in Abhängigkeit von der Winkelstellung der betreffenden Webmaschine ein Verlauf der Energiezufuhr erstellt werden. Wenn bei Webmaschinen einer Gruppe die Anzahl von Webzyklen des Webmusters unterschiedlich ist und außerdem die durchschnittliche Drehzahl der Webmaschinen verschieden ist, kann die Periode des Bewegungsverlaufs der verschiedenen Webmaschinen als das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl von Webzyklen und der durchschnittlichen Drehzahl der Webmaschinen bestimmt werden. In Abhängigkeit von diesem Bewegungsverlauf kann pro Periode der Verlauf der Energiezufuhr zu den Webmaschinen bestimmt werden. Dabei ist dann der Verlauf der Energiezufuhr zu den einzelnen Webmaschinen pro Periode für jede Webmaschine unterschiedlich. Wenn beispielsweise eine erste Webmaschine mit 600 Schüssen pro Minute (10 Hz) webt und ein Webmuster drei Schüsse umfasst, eine zweite Webmaschine mit 720 Schüssen pro Minute (12 Hz) webt und ein Webmuster sechs Schüsse umfasst und eine dritte Webmaschine mit 900 Schüssen pro Minute (15 Hz) webt und ein Webmuster drei Schüsse umfasst, ist die Periode der ersten Webmaschine 0,3 Sekunden, die Periode der zweiten Webmaschine 0,5 Sekunden und die Periode der dritten Webmaschine 0,2 Sekunden. Als Periode kann das kleinste gemeinsame Vielfache von drei Sekunden bestimmt werden, d.h. das kleinste gemeinsame Vielfache aus 0,3, 0,5 und 0,2. In diesem Fall kann pro Periode von drei Sekunden ein periodischer Bewegungsverlauf für jede Webmaschine der Gruppe aufgestellt werden. Die verschiedenen Bewegungsverläufe können entsprechend der vorstehenden Erläuterungen gegeneinander phasenversetzt werden, bis der Höchstwert oder die Abweichung vom Mittelwert der gesamten Energiezufuhr zur Webmaschinengruppe ein Minimum wird.

Die vorstehend erläuterte Vorgehensweise ging von einem angenommenen Bewegungsverlauf pro Maschine und einer gegenseitigen Anpassung der Phasen der verschiedenen Maschinen aus. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Bewegungsverlauf pro Maschine anzupassen. Wenn die gesamte Energiezufuhr zu den einzelnen Maschinen zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Maximum ist, kann die Energiezufuhr zu einer der Maschinen zu diesem Zeitpunkt etwas verringert werden. Selbstverständlich muss, um die durchschnittliche Geschwindigkeit der Maschine konstant zu halten, dann die Energiezufuhr zu einem anderen Zeitpunkt erhöht werden, um die durchschnittliche Geschwindigkeit der Maschine konstant zu halten.

Aus der WO 99/27426 ist bekannt, einen geänderten Verlauf der Energiezufuhr festzulegen, mit welchem die Maschine mit der gleichen durchschnittlichen Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Der Inhalt der WO 99/27426 wird zur Erläuterung dieser Festlegung zu der vorliegenden Anmeldung herangezogen. Aus dieser Druckschrift ist es ebenfalls bekannt, aus dem Verlauf der Energiezufuhr den geänderten Bewegungsverlauf festzulegen. Unter Berücksichtigung des geänderten Verlaufs der Energiezufuhr und somit des geänderten Bewegungsverlaufs kann das oben beschriebene Vorgehen für mehrere Höchstwerte und für mehrere Maschinen wiederholt werden. Durch dieses Vorgehen wird zusätzlich erreicht, dass der Bewegungsverlauf einer bestimmten Maschine an den Bewegungsverlauf einer anderen Maschine der Gruppe angepasst wird und ein bestimmter Wert der Energiezufuhr zu der Gruppe der Maschinen begrenzt wird. Bei Webmaschinen wird beispielsweise dafür gesorgt, dass der Bewegungsverlauf der Webmaschine beim Anschlagen des Schussfadens immer nahezu konstant bleibt, jedoch können zwischen zwei Anschlägen Änderungen im Bewegungsverlauf zugelassen werden. Diese Maßnahme ist wichtig, um Streifen in einem Gewebe zu vermeiden. Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird die gesamte Energiezufuhr mittels der Steuereinheit 11 festgelegt oder berechnet. Es ist naturlich auch möglich, die gesamte Energiezufuhr während des Betriebes der einzelnen Maschinen zu messen. In Abhängigkeit von einer solchen Messung kann dann der Phasenversatz der Bewegungsverlaufe der einzelnen Maschinen der Gruppe optimiert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Phase des Bewegungsverlaufs einer Maschine zeitlich etwas abgeändert wird, wahrend die Maschinen arbeiten. Auf diese Weise kann der Einfluss auf den Wert der gemessenen Gesamtenergiezufuhr wahrend des Betriebs der Maschinen bestimmt werden, ohne dass sich der Wert der gesamten Energiezufuhr wesentlich ändert. In entsprechender Weise kann der Bewegungsverlauf der betreffenden Maschine optimal m Abhängigkeit von dem Bewegungsverlauf der anderen Maschine eingestellt werden. Wenn eine Abänderung in einer bestimmten Richtung die gemessene Gesamtenergiezufuhr verringert oder weniger variiert, kann weiterhin in dieser Richtung verändert werden, bis eine weitere Änderung die gemessene Gesamtenergiezufuhr erhöht oder starker variiert. Wenn eine Änderung in einer Richtung die gemessene Gesamtenergiezufuhr erhöht oder starker variiert, kann die Änderung in entgegengesetzter Richtung vorgenommen werden, bis eine weitere Änderung in dieser Richtung die gemessene Gesamtenergie wieder erhöht oder starker variiert. Dieser Vorgang kann hintereinander für alle Maschinen wiederholt werden, bis ein Optimum gefunden wird.

Zweckmäßigerweise wird das Messen der Energiezufuhr erst dann durchgeführt, nachdem eine Einstellung entsprechend der berechneten Energiezufuhr durchgeführt wird. Da es möglich ist, die Energiezufuhr gemäß der WO 99/27426 sehr genau zu bestimmen, hat das Vorgehen, bei welchem die Energiezufuhr berechnet wird, Vorrang gegenüber dem Vorgehen, bei dem die Energiezufuhr gemessen wird.

Es ist nach der Erfindung möglich, zusatzlich zu der Berücksichtigung der Energiezufuhr aus dem Speisesystem die Bewe- gungsverläufe der verschiedenen Maschinen auch in Abhängigkeit von anderen repräsentativen Parametern einzustellen. Die Wahl der repräsentativen Parameter kann von der Gewichtung abhängig sein, die diesen Parametern gegeben wird. In entsprechender Weise, wie dies oben beschrieben wurde, können beispielsweise die Bewegungsverläufe in Abhängigkeit von einem Wert des gemessenen Geräuschpegels aneinander angepasst werden, der von den Maschinen erzeugt wird. Dieser Geräuschpegel wird beispielsweise mit einem Messgerät gemessen, das zwischen zwei Maschinen aufgestellt wird. In entsprechender Weise kann auch der Wert von Schwingungen gemessen werden, die von den Maschinen erzeugt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Schwingungsmessgerät auf dem Boden aufgestellt wird, auf dem die einzelnen Maschinen einer Gruppe entstehen und in dem das Signal dieses Messgerätes verarbeitet wird.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher das Steuersystem 1 zwei elektrische Speisesysteme 5 und 15 aufweist, die miteinander verbunden sind und die die Gruppe der Maschinen 2, 3 und 4 versorgen. Die Speisesysteme 5 und 15 bestehen beispielsweise aus einer Gleichstromversorgung. Das Steuersystem 1 umfaßt bei dieser Ausführungsform auch einen elektrischen Energiepuffer 16, der mit der Versorgungsleitung 6 verbunden ist, die die beiden Speisesysteme 5 und

15 mit den Maschinen 2, 3 und 4 verbindet. Der Energiepuffer

16 ist beispielsweise eine Kapazität, aus der Energie entnommen oder in der Energie gespeichert werden kann, um Änderungen bei der Energiezufuhr mittels der Speisesysteme 5 und 15 kleiner zu halten als die Veränderungen der gesamten, den Maschinen 2, 3 und 4 zugeführten Energiemenge. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird die Funktion der zentralen Steuereinheit 11 und der Schaltmittel 9 nach Fig. 1 von drei lokalen Steuereinheiten 17 übernommen, die den einzelnen Antriebsmotoren 8 zugeordnet sind. Diese Steuereinheiten 17 sind miteinander verbunden und können Signale austauschen, damit sie die Funktion der zentralen Steuereinheit 11 übernehmen können. Jede Steuereinheit 17 ist zudem mit einer ent- sprechenden Winkelmessvorrichtung 10 und einem Antriebsmotor 8 verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 enthält das Steuersystem 1 pro Maschine 2, 3 und 4 ein elektrisches Speisesystem 18. Die elektrischen Speisesysteme 18 der Gruppe der Maschinen 2, 3 und 4 sind über Verbindungsleitungen 19 miteinander verbunden. Wenn die Speisesysteme 18 aus einer Gleichstromversorgung bestehen, wird bevorzugt zusätzlich ein elektrischer Energiepuffer 20 für jede Maschine 2, 3 und 4 vorgesehen. Die Verbindungsleitungen 19 verbinden zudem die Energiepuffer 20 miteinander. Dadurch ist es möglich, die in den einzelnen Energiepuffern 20 vorhandene Energie jedem der Antriebsmotore 8 einer der Maschinen 2, 3 oder 4 zuzuführen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine Gruppe von drei Maschinen begrenzt. Eine Gruppe enthält mindestens zwei Maschinen. Falls nur zwei Maschinen vorhanden sind, ist es möglich, dem Antriebsmotor der ersten Maschinen zu einem Zeitpunkt eine maximale Energiemenge zuzuführen, zu welchem der Antriebsmotor der anderen Maschine gerade eine minimale Menge an Energie benötigt. Dadurch wird erreicht, dass die Summe der Energie, die von dem mindestens einen Speisesystem zu den beiden Antriebsmotoren zugeführt wird, wenig variiert. Die Vorteile der Erfindung sind allerdings größer, wenn mehrere Maschinen zu einer Gruppe gehören, deren Antriebsmotoren erfindungsgemäß gesteuert werden.

Bei den dargestellten Beispielen weist jede Maschine nur einen Antriebsmotor auf. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, jede Maschine mit mehreren Antriebsmotoren auszurüsten, die beispielsweise jeweils ein bestimmtes Bauteil dieser Maschine mit einem periodischen Bewegungsverlauf antreiben. Die periodischen Bewegungsverläufe der verschiedenen Bauteile können dabei im wesentlichen synchron über einen entsprechenden Antriebsmotor angetrieben werden, so dass die Energiezufuhr von dem Speisesystem zu den einzelnen Antriebsmotoren der Maschine als eine Energiezufuhr zu einem einzelnen fikti- ven Antriebsmotor betrachtet werden kann, der die gesamte Energiezufuhr der einzelnen Antriebsmotoren dieser Maschine aufnimmt .

Die Erfindung ist nicht auf die erläuterten Parameter begrenzt. Es können andere Parameter verwendet werden, die für die Webmaschinen einer Gruppe repräsentativ sind. Beispielsweise kann die von der Gruppe der Webmaschinen erzeugte Wärme als repräsentative Parameter gewählt werden. Es ist auch ohne weiteres möglich, mittels der Begrenzung eines einzelnen repräsentativen Parameters zu erreichen, dass ein oder mehrere weitere Parameter begrenzt werden. Beispielsweise wird durch die Begrenzung des Maximalwertes der Energiezufuhr zusätzlich die erzeugte Wärme sowie üblicherweise auch das Auftreten von Schwingungen und der Geräuschpegel begrenzt. Selbstverständlich kann der repräsentative Parameter auch aus einer Kombination der zugeführten Energie und/oder dem Geräuschpegel und/oder den Schwingungen bestehen. Als Parameter kann auch der elektrische Wirkungsgrad des oder der Speisesysteme gewählt werden. Es ist auch möglich, als Parameter den Formfaktor oder "Power Factor" des Speisesystem zu wählen, d.h. dem Verhältnis der durchschnittlich erbrachten Leistung zum Produkt aus der durchschnittlich gelieferten Spannung und dem durchschnittlich gelieferten Strom.

Es versteht sich von selbst, dass Kombinationen der vorstehend erläuterten Ausfuhrungsformen im Rahmen der Erfindung sind. Die Erfindung ist auch nicht nur auf Webmaschinen beschränkt. Vielmehr können andere, von einem oder mehreren E- lektromotoren angetriebene Maschinen vorhanden sein, die eine periodische Bewegung ausführen, beispielsweise von einem elektrischen Antriebsmotor angetriebene Kompressoren.

Die Maschinengruppe kann aus allen in einem Raum aufgestellte Maschinen oder aber auch nur aus einem Teil der in einem Raum installierten Maschinen bestehen. Die Steuereinheit 11 kann auch außerhalb des Maschinenraums in Entfernung zu den Maschinen untergebracht sein. Die Steuereinheit kann auch über eine Netzwerkverbindung wie beispielsweise das Internet mit den Steuereinheiten der Maschine verbunden sein.

Das Steuersystem und das Verfahren nach der Erfindung sind allerdings besonders gut für die Anwendung bei Webmaschinen geeignet. Es wird nicht nur eine Verbesserung des elektrischen Wirkungsgrades der Gruppe von Webmaschinen erhalten, sondern auch eine Verringerung der Schwingungen und des Geräuschpegels, die die Webmaschinengruppe insgesamt in einem Websaal erzeugt. Das sind wesentliche Vorteile für Webereien.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Steuersystem und das beschriebene Verfahren beschränkt. Abwandlungen gegenüber den Ausführungsbeispielen liegen ohne weiteres im Rahmen der Erfindung.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Antreiben von elektrischen Antriebsmotoren

(8) einer Gruppe von wenigstens zwei Maschinen (2, 3, 4), deren Antriebsmotoren mit einem periodischen Bewegungsverlauf arbeiten und denen Energie aus wenigstens einem elektrischen Speisesystem (5, 15, 18) zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die periodischen Bewegungsverläufe der wenigstens zwei Maschinen (2, 3, 4) derart aufeinander abgestimmt werden, dass ein für den Betrieb der wenigstens zwei Maschinen repräsentativer Parameter beeinflusst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der repräsentative Parameter auf einen maximalen Wert begrenzt wird und/oder eine Veränderung des repr sentativen Parameters auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als repräsentativer Parameter die Summe der den Antriebsmotoren (8) zugefuhrten elektrischen Energie und/oder die Hohe des von den Maschinen (2, 3, 4) erzeugten Gerauschpegels und/oder von den Maschinen verursachten Schwingungen dienen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsverlauf des elektrischen Antriebsmotors (8) von wenigstens einer Maschine (2, 3, 4) und vorzugsweise die Bewegungsverlaufe der elektrischen Antriebsmotoren aller Maschinen einer Gruppe von Maschinen in Abhängigkeit von dem periodischen Bewegungs- verlauf des Antriebsmotors von wenigstens einer anderen Maschine der Gruppe und vorzugsweise in Abhängigkeit der Bewegungsverlaufe der Antriebsmotoren aller anderen Maschinen der Gruppe gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhren von Energie zu den An- triebsmotoren (8) der Maschinen (2, 3, 4) gemäß einem aufeinander abgestimmten Verlauf gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen von Energie zu den Antriebsmotoren (8) der Maschinen (2, 3, 4) mit einem periodischen Verlauf in Abhängigkeit von Winkelpositionen der Maschinen (2, 3, 4) gesteuert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern des periodischen Verlaufs des Zuführens von Energie zu den Antriebsmotoren (8) mittels Abrufen von Steuerparametern aus einem Speicher einer Steuerung erfolgt .

8. Verfahren nach einem Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern des periodischen Verlaufs des Zuführens von Energie zu wenigstens einem Antriebsmotor (8) in Abhängigkeit von der Winkelposition wenigstens einer anderen Maschine variiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (8) jeder Maschine (2, 3, 4) einer Gruppe von Maschinen gemäß dem gleichen periodischen Bewegungsablauf gesteuert wird und dass diese periodischen Bewegungsverläufe der Antriebsmotoren der Maschinen dieser Gruppe zueinander phasenversetzt sind.

10. Gruppe von Maschinen (2, 3, 4), die jeweils mit einem mit periodischem Bewegungsverlauf arbeitenden elektrischen Antriebsmotor (8) versehen sind, der an wenigstens ein Speisesystem (5, 15, 18) angeschlossen ist, das zum Zuführen von elektrischer Energie dient, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (9, 11, 17) vorgesehen sind, die die Bewegungsverläufe von den Antriebsmotoren (8) von wenigstens zwei Maschinen (2, 3, 4) der Gruppe zum Beeinflussen eines für den Betrieb repräsentativen Parameters aufeinander abstimmen.

11. Gruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinen mit einer die Antriebsmotoren (8) mit einem konstanten Drehmoment betreibenden Steuerung (11, 17) versehen sind.

12. Gruppe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Antriebsmotoren (8) der Maschinen (2, 3, 4) mehrere Speisesysteme (5, 15; 18) vorgesehen sind, die miteinander verbunden sind.

13. Gruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Maschine (2, 3, 4) ein Speisesystem (18) vorgesehen ist, das mit dem Speisesystem der anderen Maschine oder Maschinen verbunden ist.

14. Gruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Speisesystem (5, 15; 18) ein Gleichstromversorgungssystem ist und vorzugsweise wenigstens einen elektrischen Energiepuffer (16, 20) enthält.

15. Gruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (8) schaltbare Reluktanzmotoren sind, die mittels Schalteinheiten (9, 17) mit wenigstens einem Speisesystem (5, 15, 18) verbunden sind.

16. Gruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinen (2, 3, 4) Webmaschinen sind, deren Hauptantriebswellen direkt mit den Wellen der zugehörigen Antriebsmotoren (8) verbunden sind.