Streckenantrieb mit Frequenzumrichter und Verfahren zum Umrüsten einer Strecke

Abstract

 Eine Strecke (1), insbesondere eine Regulierstrecke, weist einen Hauptmotor (15) zum Antrieb von Einzugswalzen (8), Mittelwalzen (9) und Lieferwalzen (10) des Streckwerks (7) auf. Der Hauptmotor (15) ist jeweils durch ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis mit den Walzen (7, 8, 9) verbunden, wobei der Hauptmotor (15) mittels eines Frequenzumrichters (2) angetrieben ist, welchem eine Steuereinheit (16) zugeordnet ist. Bei einem Verfahren zum Umrüsten einer Strecke (1), insbesondere Regulierstrecke, für einen energiesparenden Betrieb, wobei die Strecke (1) einen am festen Netz betriebenen, polumschaltbaren Hauptmotor (15) aufweist, welcher über ein Stufenscheibengetriebe zumindest die Einzugswalzen (8), Mittelwalzen (9) und Lieferwalzen (10) des Streckwerks (7) antreibt, werden dem Hauptmotor (15) ein Frequenzumrichter (2) sowie eine Steuereinheit (16) zur Erzeugung eines Sollwertes für den Frequenzumrichter (2) zugeordnet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke, mit einem Hauptmotor zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen des Streckwerkes.

[0002] Derartige Strecken, insbesondere Regulierstrecken, wie beispielsweise die RSB D-35 der Firma Rieter Ingolstadt, weisen ein Streckwerk mit Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen sowie einen Hauptmotor und einen Regelmotor auf. Der Hauptmotor treibt hierbei über ein Stufenscheibengetriebe mit einstellbarer, konstanter Übersetzung die Lieferwalzen der Strecke an und bewirkt somit eine konstante Liefergeschwindigkeit der Strecke. Die Einzugs- und Lieferwalzen sind hingegen über ein Differentialgetriebe mit dem Hauptmotor verbunden. Das Differentialgetriebe ist andererseits mit einem Regelmotor verbunden, so dass die Grunddrehzahl des Hauptmotors durch den Regelmotor überlagert ist. Die Drehzahlen des Eingangswalzenpaares und des Mittelwalzenpaares sind somit veränderbar, so dass Dickeschwankungen des einlaufenden Faserbandes hierdurch ausgeglichen werden können. Die Regulierung erfolgt bei diesen Strecken somit durch eine sich verändernde Einzugsgeschwindigkeit der Faserbänder, wobei eine konstante, von der Regulierung unabhängige Liefergeschwindigkeit vorliegt. Die Erfindung geht somit von Streckwerken aus, bei denen sämtliche Walzen des Streckwerkes durch einen Hauptmotor angetrieben sind und, im Falle einer Regulierstrecke, ein weiterer Antrieb lediglich als Regulierantrieb vorgesehen ist.

[0003] Derartige Strecken werden üblicherweise mittels eines polumschaltbaren Motors angetrieben. Die Strecke ist somit mit einer Betriebsdrehzahl und zusätzlich im Langsamlauf mit einer weit geringeren Drehzahl antreibbar, um Einstellarbeiten und das Einlegen des Bandes zu ermöglichen. Anpassungen der Liefergeschwindigkeit an das zu verziehende Fasermaterial können durch die verschiedenen Stufenscheiben des Antriebes realisiert werden. Mit dem beschriebenen Antrieb steht ein sehr kostengünstiger und zuverlässiger Antrieb zur Verfügung, welcher gute Möglichkeiten zur Einstellung der Liefergeschwindigkeit für die verschiedensten Anwendungsfälle bietet. Da eine derartige Strecke über einen längeren Zeitraum mit demselben Fasermaterial beschickt wird, ist der Antrieb mittels des beschriebenen polumschaltbaren Motors günstig, da dieser bei Speisung durch ein festes Netz die gewünschte konstante Drehzahl liefert.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer derartigen Strecke mit einem Hauptantriebsmotor energiesparend und wirtschaftlich zu gestalten. Weiterhin soll ein Verfahren zum Umrüsten einer derartigen Strecke für einen energiesparenden Betrieb vorgeschlagen werden.

[0005] Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke, weist einen Hauptantriebsmotor zum Antrieb von Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen des Streckwerkes auf. Erfindungsgemäß ist der Hauptmotor mittels eines Frequenzumrichters angetrieben. Vorzugsweise weist die Strecke hierbei einen Regulierantrieb zum überlagerten Antrieb wenigstens der Einzugswalzen auf. Der erfindungsgemäße Antrieb mittels eines Frequenzumrichters ist jedoch auch bei unregulierten Streckwerken möglich.

[0006] Nach einer ersten Ausführung der Erfindung ist der Hauptmotor jeweils durch ein Getriebe mit festem, nicht einstellbarem Übersetzungsverhältnis mit den Walzen des Streckwerkes verbunden, wobei der Hauptmotor mittels eines Frequenzumrichters angetrieben ist, welchem eine Steuereinheit zugeordnet ist.

[0007] Ein Verfahren zum Umrüsten einer Strecke, insbesondere einer Regulierstrecke, für einen energiesparenden Betrieb, sieht vor, dem Hauptmotor einen Frequenzumrichter sowie eine Steuereinheit zur Erzeugung eines Sollwertes für den Frequenzumrichter zuzuordnen. Die Strecke weist hierbei einen am festen Netz betriebenen, polumschaltbaren Hauptmotor auf, welcher über ein Stufenscheibengetriebe zumindest die Walzen des Streckwerks antreibt.

[0008] Üblicherweise werden im Stand der Technik Frequenzumrichter zur Speisung von Antriebsmotoren nur dann verwendet, wenn weitreichende oder stufenlose Einstellmöglichkeiten der Drehzahlen erwünscht sind. Dies ist bei dem vorliegenden Streckwerk mit konstanter Liefergeschwindigkeit nicht der Fall, da während des Betriebes stets eine konstante Drehzahl erwünscht wird und mittels der Stufenscheiben ausreichende Einstellmöglichkeiten der Liefergeschwindigkeit gegeben sind, sofern auf der Strecke ein anderes Fasermaterial verzogen werden soll. Daneben ist bei Bremsvorgängen die entstehende elektrische Energie durch einen Bremswiderstand abzuleiten, um eine Zerstörung des Umrichters zu vermeiden. Aufgrund dieser technischen Nachteile und der vergleichsweise hohen Preise von Frequenzumrichtern wurden im Stand der Technik häufig selbst dort kostengünstigere polumschaltbare Motoren vorgesehen, wo eine Drehzahlsteuerung der Motoren in mehreren Stufen gewünscht war.

[0009] Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Antrieb des Hauptmotors einer Strecke mittels eines Frequenzumrichters trotz der hohen Anschaffungskosten des Frequenzumrichters wirtschaftlich und insbesondere energiesparend sein kann, da durch den Frequenzumrichter der Antriebsmotor stets in seinem optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann. Zudem kann eine Blindleistungsaufnahme des Motors nahezu vollständig vermieden werden. Einsparungen sind darüber hinaus auch dadurch möglich, dass nunmehr kein Stufenscheibengetriebe mehr erforderlich ist, sondern ein Getriebe mit einem festen Übersetzungsverhältnis völlig ausreichend ist, da der Frequenzumrichter die stufenlose Einstellung der Drehzahl des Hauptantriebes ermöglicht. Weiterhin kann anstelle eines polumschaltbaren Motors aufgrund der frei einstellbaren Drehzahl des Antriebsmotors auch ein einfacher Asynchronmotor verwendet werden, dessen Kosten wesentlich geringer sind als die eines polumschaltbaren Motors.

[0010] Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung einer Strecke können daher sowohl bei der Fertigung einer derartigen Strecke als auch beim Umbau bestehender Strecken mit einem polumschaltbaren Motor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden. Alleine durch den Einsatz eines Frequenzumrichters mit einer Steuereinheit sind bereits Energieeinsparungen im Bereich von bis zu 10% möglich.

[0011] Bei einem Verfahren zum Umrüsten einer Strecke ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Stufenscheibengetriebe durch ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis ersetzt wird. Durch die frei einstellbare Drehzahl ist das Einstellen der Liefergeschwindigkeit mittels der Stufenscheiben nicht mehr erforderlich.

[0012] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der polumschaltbare Hauptmotor durch einen einfachen Drehstrommotor ersetzt wird. Dieser ist kostengünstiger als ein polumschaltbarer Motor und kann nach der Umrüstung für andere Antriebe verwendet werden.

[0013] Bei einer erfindungsgemäßen Strecke ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Frequenzumrichter über eine Einrichtung zum Rückspeisen von Bremsenergie des Hauptmotors verfügt.

[0014] Nach einer zweiten Ausführung der Erfindung weist eine Strecke, insbesondere eine Regulierstrecke, einen Hauptmotor zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen, Mittelwalzen und Lieferwalzen des Streckwerks auf. Erfindungsgemäß ist der Hauptmotor mittels eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters angetrieben. Es hat sich gezeigt, dass eine erhebliche Reduzierung des Energieverbrauches einer Strecke erzielt werden kann, wenn ein rückspeisefähiger Frequenzumrichter eingesetzt wird.

[0015] Die beschriebenen Strecken müssen sehr häufig aus voller Produktion abgestellt werden, weil beispielsweise ein Bandbruch vorliegt oder Kannen, in welchen das verstreckte Fasermaterial abgelegt wird, ausgewechselt werden müssen. Weiterhin muss eine Strecke auch bei verschiedensten Störungen abgestellt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Einsatzes eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters ist es nunmehr möglich, die beim Abbremsen entstehende elektrische Energie in ein Wechselstromnetz zurück zu speisen oder auch zu speichern. Da mittels des Hauptmotors neben den Streckwerkswalzen auch eine Vielzahl weiterer Komponenten wie Einzugswalzen, Tastrollen, Kalanderwalzen sowie Baugruppen der Bandablage und des Kannenantriebs angetrieben werden, ist die beim Abbremsen der Strecke entstehende Energie entsprechend hoch. Somit werden durch das Rückspeisen erhebliche weitere Energieeinsparungen ermöglicht.

[0016] Zugleich werden durch den Einsatz des rückspeisefähigen Frequenzumrichters weitere Vorteile erreicht, so dass der Einsatz eines Frequenzumrichters am Hauptantrieb einer Strecke nunmehr auch wirtschaftlich rentabel ist. Neben den oben bereits genannten Vorteilen können weitere Einsparungen dadurch erzielt werden, dass mittels des Frequenzumrichters der Hauptantriebsmotor unabhängig von der Netzspannung des Kunden betrieben werden kann. Das Vorhalten von Motoren mit unterschiedlichen Spannungen entsprechend der Kundennetzspannungen in verschiedenen Ländern ist hierdurch nicht mehr erforderlich. Der Einsatz eines Frequenzumrichters ist somit trotz des technischen Aufwandes und des Anschaffungspreises nunmehr auch an einer Strecke mit konstanter Liefergeschwindigkeit wirtschaftlich möglich.

[0017] Bei den erfindungsgemäßen Strecken ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Hauptmotor ein einfacher Asynchronmotor ist. Dieser ist wesentlich günstiger als ein polumschaltbarer Motor und benötigt im Gegensatz zu einem polumschaltbaren Motor weniger Platz, so dass die erfindungsgemäße Strecke hierdurch auch kompakter gestaltet werden kann.

[0018] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt der Frequenzumrichter über eine Einrichtung zum Rückspeisen von Antriebsenergie des Hauptmotors in das öffentliche Wechselstromnetz. Sofern hierdurch Einspeisevergütungen erzielt werden können, kann der Betrieb einer Strecke mittels eines Frequenzumrichters hierdurch noch wirtschaftlicher gestaltet werden. Es ist jedoch auch möglich, an andere Verbraucher desselben Wechselstromnetzes innerhalb der jeweiligen Anlage zu speisen. Auch hierdurch sind Energieeinsparungen möglich, da die Verbraucher in diesem Falle keine Energie aus dem öffentlichen Netz ziehen.

[0019] Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist dem Frequenzumrichter eine Einrichtung zu Speichern von Bremsenergie des Hauptmotors zugeordnet. Diese kann beispielsweise zur Versorgung elektronischer Komponenten verwendet werden und kurzfristige Netzausfälle überbrücken.

[0020] Vorteilhafterweise ist der Frequenzumrichter ein Umrichter mit einem Gleichspannungszwischenkreis. Derartige Umrichter können Ausgangsfrequenzen erzeugen, die oberhalb der Eingangsfrequenz liegen und bieten hierdurch weitreichende Möglichkeiten der Drehzahleinstellung.

[0021] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Frequenzumrichter einen Motorwechselrichter mit selbstoptimierender Pulsbreitenmodulation umfasst. Die Schaltfrequenzen der Transistoren ist hierbei nicht fest, sondern statistisch verteilt, so dass sich nur eine geringe Geräuschentwicklung ergibt.

[0022] Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Frequenzumrichter netzseitig einen Netzwechselrichter umfasst, welcher eine Rückspeisung aus dem Gleichspannungskreis in das Wechselstromnetz ermöglicht. Es ist jedoch auch möglich, einen Frequenzumrichter mit einer separaten Rückspeiseeinheit zu verwenden.

[0023] Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strecke, welche durch einen rückspeisefähigen Frequenzumrichter angetrieben ist und

Figur 2

ein Prinzipschaltbild des eingesetzten rückspeisefähigen Frequenzumrichters.

[0024] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Strecke 1, welche als Regulierstrecke ausgebildet ist und mittels eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2 angetrieben ist. In der Strecke 1 werden ein oder mehrere zugeführte Faserbänder 3 vergleichmäßigt und verstreckt und anschließend in einer hier nicht dargestellten Kanne abgelegt. Das Faserband bzw. die Faserbänder 3 werden durch einen hier nicht dargestellten Bandeinzug über einen Verdichter 4 in bekannter Weise über ein Tastrollenpaar 6 dem eigentlichen Streckwerk 7 zugeführt. Das Streckwerk 7 ist vorliegend nur schematisch dargestellt und besteht aus einem Eingangswalzenpaar 8, einem Mittelwalzenpaar 9 und einem Ausgangswalzenpaar 10. Häufig ist das Streckwerk 7 als Vier-über-Drei-Streckwerk ausgeführt, wobei bei dem Ausgangswalzenpaar 10 noch eine weitere hier nicht dargestellte Umlenkwalze angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Streckwerke mit drei Walzenpaaren beschränkt. Ebenso sind mehrere Walzenpaare oder andere Walzenkombinationen, beispielsweise mit zwei Oberwalzen und einer Unterwalze, möglich.

[0025] Die Strecke 1 der vorliegenden Darstellung ist hierbei als Regulierstrecke ausgebildet und weist einen Regulierantrieb 11 auf, welcher in bekannter Weise aus einem Regelmotor 12 und einem Differentialgetriebe 13 besteht. Das Eingangs- und das Mittelwalzenpaar 8 und 9 bilden hierbei ein Vorverzugsfeld, wobei der Verzug des Vorverzugsfeldes durch den Regulierantrieb 11 reguliert werden kann, während die Mittelwalzen 9 und die Ausgangswalzen 10 ein Hauptverzugsfeld bilden, wobei die Liefergeschwindigkeit, welche durch die Drehzahl der Ausgangswalzen 10 bestimmt wird, konstant ist.

[0026] Das verstreckte und vergleichmäßigte Faserband 3' wird schließlich über einen Bandformer 5 weiter verdichtet, mittels des Kalanderwalzenpaares 14 abgezogen und in hier nicht dargestellte Kannen abgelegt. Der Antrieb der Walzenpaare 8, 9, 10 erfolgt hierbei in bekannter Weise über einen Hauptantriebsmotor 15, welcher das Lieferwalzenpaar 10 bzw. den Ausgangszylinder des Lieferwalzenpaares mit konstanter Drehzahl antreibt. Die Walzenpaare 8 und 9 werden durch den Hauptantriebsmotor 15 über hier nicht dargestellte Getriebe sowie das Differentialgetriebe 13 mit einer Grunddrehzahl derart angetrieben, dass sich zwischen den Walzenpaaren 8 und 9 ein Vorverzug und zwischen den Walzenpaaren 9 und 10 ein Hauptverzug ergibt. Um Dickenschwankungen der einlaufenden Faserbänder 3 ausgleichen zu können, wird die Grunddrehzahl, welche durch den Hauptantriebsmotor 15 bereitgestellt wird, durch den Regelmotor 12 über das Differentialgetriebe 13 überlagert. Der Regelmotor 12 ist beispielsweise ein spannungsgeregelter Gleichstrommotor, welcher ein Signal von einer Steuereinheit 16 entsprechend der von dem Tastwalzenpaar 6 gemessenen Dicke erhält. Hierdurch können Dickenschwankungen des einlaufenden Fasermaterials 3 ausreguliert werden, so das ein besonders gleichmäßiges verstrecktes Faserband 3' erhalten werden kann.

[0027] Die Strecke wird somit mit konstanter Liefergeschwindigkeit bzw. einer konstanten Drehzahl des Hauptantriebsmotors 15 betrieben. Anpassungen der Liefergeschwindigkeit an das zu verstreckende Fasermaterial 3 können, sofern erforderlich, mittels eines Stufenscheibengetriebes, welches hier nicht dargestellt ist, vorgenommen werden. Als Hauptantriebsmotor 15 kommt im Stand der Technik ein polumschaltbarer Drehstrommotor zum Einsatz, so daß die Strecke auch im Langsamlauf betrieben werden kann, um das Einlegen des Bandes und Einstellarbeiten zu ermöglichen. Der Hauptmotor 15 ist hierbei als Zentralantrieb für fast alle Komponenten der Strecke 1 ausgebildet. Durch den Hauptmotor 15 werden Bandeinzugswalzen, das Tastrollenpaar 6, Kalanderwalzen 14 sowie hier nicht dargestellte Baugruppen der Bandablage und des Kannenantriebs angetrieben.

[0028] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, den Hauptantriebsmotor 15 mittels eines Frequenzumrichters 2 zu betreiben, welchem eine Steuereinheit 16 zur Erzeugung eines Sollwertes für den Frequenzumrichter 2 zugeordnet ist. Aufgrund der Anschaffungskosten eines Frequenzumrichters wurden allgemein im Stand der Technik Antriebe mit Frequenzumrichtern 2 nur bei Anwendungen vorgesehen, welche sehr weite Variationen von Drehzahleinstellungen auch während des Betriebes benötigen. Durch den Frequenzumrichter 2 ist es nunmehr möglich, den Antriebsmotor stets in seinem optimalen Betriebspunkt zu betreiben und zudem die Blindleistungsaufnahme des Motors zu minimieren. Da ein Leistungsfaktor von cosϕ=1 erreicht werden kann, kann der Motor sehr energiesparend betrieben werden.

[0029] Wird ein rückspeisefähiger Frequenzumrichter 2 verwendet, sind aufgrund der häufigen Stoppvorgänge und der Vielzahl der angetriebenen Bauteile der Strecke 1 erhebliche weitere Energieeinsparungen möglich, welche den Einsatz eines Frequenzumrichters 2 nunmehr auch für eine Strecke 1 wirtschaftlich machen, da die hierbei entstehende elektrische Energie in ein Wechselstromnetz zurückgespeist werden kann. Da die Strecke 1 sehr häufig abgestellt werden muss, beispielsweise bei Bandbruch, Kannenwechsel oder Störungen, können insgesamt Energieeinsparungen von über 10% erreicht werden.

[0030] Die beim Bremsen entstehende elektrische Energie kann hierbei in einfacher Weise innerhalb des Netzes der Anlage rückgespeist werden, wie durch den gepunkteten Pfeil P1 angedeutet. Wie in Figur 1 dargestellt sind mehrere Strecken 1 jeweils über einen Frequenzumrichter 2 an ein Wechselstromnetz 17 einer Spinnereianlage angeschlossen, welches wiederum über Sicherungen 19 an ein öffentliches Netz 18 angeschlossen ist. Die Bremsenergie einer Strecke kann somit an einer anderen Strecke 1 oder Textilmaschine benutzt werden, welche gerade in Betrieb ist. Die andere Textilmaschine bzw. Strecke 1 zieht in diesem Fall keine Energie aus dem öffentlichen Netz 18, so dass hierdurch Energieeinsparungen möglich sind.

[0031] Ebenso kann die Bremsenergie jedoch auch innerhalb der Strecke bzw. Textilmaschine verwendet werden, um weitere Bauteile 25 der Strecke, beispielsweise den Kannenwechsler oder auch elektronische Komponenten, zu speisen. Dies ist durch den Pfeil P3 beschrieben. Weiterhin ist es auch möglich, die entstehende elektrische Energie in einer geeigneten Einrichtung 24 zu speichern (Pfeil P4). Je nach Anordnung und Kapazität kann diese dann wiederum Netzausfälle kurzzeitig überbrücken oder zur Speisung anderer Einrichtungen verwendet werden.

[0032] Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Frequenzumrichter 2 über eine Einrichtung zum Rückspeisen von Bremsenergie des Hauptmotors 15 in das öffentliche Netz 18 verfügt, wie durch den gepunkteten Pfeil P2 dargestellt. Die entstehende elektrische Energie kann somit auch dann genutzt werden, wenn keine weitere Strecke 1 oder andere Verbraucher diese benötigen. Zudem können durch Einspeisevergütungen weitere wirtschaftliche Vorteile erreicht werden.

[0033] Zugleich bietet der Antrieb des Hauptmotors 15 mittels eines Frequenzumrichters 2 den Vorteil, dass die Liefergeschwindigkeit der Strecke 1 mittels des Frequenzumrichters 2 eingestellt werden kann. Ein Stufenscheibengetriebe wie im Stand der Technik kann hierdurch entfallen. Ebenso müssen auch keine verschiedenen Motoren für verschiedene Netzspannungen bereitgehalten werden. Auch der Einsatz eines polumschaltbaren Motors ist nicht erforderlich, da durch den Frequenzumrichter 2 die Strecke auch im Langsamlauf betrieben werden kann. Durch die beschriebenen Energieeinsparungen sowie Einsparungen bei den Bauteilen ist es hierdurch trotz der Anschaffungskosten eines Frequenzumrichters 2 möglich, die Strecke 1 wirtschaftlich zu betreiben.

[0034] Zugleich ist durch den Betrieb mit einem Frequenzumrichter 2 ein gesteuertes Hochfahren bzw. Herunterfahren des Hauptantriebsmotors möglich, so dass weitere Möglichkeiten bestehen, Dickeschwankungen des verstreckten Faserbandes 3', welche beim Abstellen und Hochfahren der Strecke 1 entstehen können, zu vermeiden. Die beim Abstellen der Strecke 1 entstehende Bremsenergie kann nahezu vollständig zurückgewonnen werden, was bei steigenden Energiekosten von großem Vorteil ist.

[0035] Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2, mittels welchem die Strecke 1 betrieben werden kann. Im gezeigten Bild handelt es sich um einen Frequenzumrichter 2 mit einem Gleichspannungszwischenkreis 20 mit fester Spannung. Dieser ist in der Lage, auch Ausgangsfrequenzen zu erzeugen, welche oberhalb der Frequenz des speisenden Netzes 17 liegen und somit weitreichende Möglichkeiten der Drehzahlvariation bieten.

[0036] Anstelle eines herkömmlichen Gleichrichters beinhaltet der rückspeisefähige Frequenzumrichter 2 einen Netzwechselrichter 21, welcher sowohl den Gleichspannungszwischenkreis 20 mittels einer Gleichrichterschaltung aus dem Netz 17 speist wie auch eine Rückspeisung aus dem Gleichspannungszwischenkreis in das Wechselstromnetz 17 ermöglicht, wie durch den Pfeil angedeutet. Hierdurch ist es möglich, die beim Abbremsen des Hauptantriebsmotors 15 freiwerdenden Energie wirtschaftlich in das Netz 17 bzw. 18 zurückzuführen und nutzbar zu machen. Eine nutzlose Umsetzung der freiwerdenden Energie in Wärme mittels Bremswiderständen wie bei herkömmlichen Frequenzumrichtern 2 ist nicht erforderlich. Weiterhin umfasst der Frequenzumrichter 2 einen aus dem Zwischenkreis 20 gespeisten Motorwechselrichter 22, welcher eine Brückenschaltung aus IGBT-Transistoren beinhaltet. Durch entsprechende Schaltung der Transistoren (hier nicht dargestellt) wird hierbei eine pulsbreitenmodulierte Spannung erzeugt, die in ihrem Mittelwert eine Wechselspannung einstellbarer Frequenz und Spannung ergibt. Mittels der frei einstellbaren Frequenz und Spannung, welche durch den Wechselrichter 22 erzeugt wird, kann wiederum der Hauptantriebsmotor 15 mit der jeweils gewünschten Drehzahl betrieben werden.

[0037] Vorzugsweise wird hierbei eine selbstoptimierende Pulsbreitenmodulation verwendet, wobei die Schaltfrequenzen der Transistoren nicht fest sind, sondern statistisch verteilt. Der Frequenzumrichter 2 kann hierbei zwischen einer unteren Mindestdrehzahl und einer oberen Maximaldrehzahl betrieben werden. Die Hochlaufbeschleunigung sowie die Auslaufverzögerung sind einstellbar, so dass ein gesteuertes Hochfahren des Antriebsmotors 15 bzw. ein gesteuertes Bremsen in einfacher Weise erfolgen können. Der Netzwechselrichter 21 wird wiederum über einen Netzfilter 23 aus einem Wechselstromnetz 17 gespeist.

[0038] Anstelle des hier gezeigten rückspeisefähigen Frequenzumrichters 2 ist es auch möglich, einen herkömmlichen Frequenzumrichter 2 in Verbindung mit einer separaten Rückspeiseeinheit zu verwenden. Die separate Rückspeiseeinheit wird anstelle eines Bremswiderstandes an den Gleichspannungszwischenkreis 20 des Frequenzumrichters 2 angeschlossen.

[0039] Neben den Energieeinsparungen bietet der Einsatz eines Frequenzumrichters 2 eine Reihe weiterer Vorteile. So können die Antriebseinheiten der Strecke 1 kompakter ausgeführt werden, da ein einfacher Antriebsmotor 15 im Vergleich zu einem polumschaltbaren Motor einen wesentlich geringeren Platzbedarf aufweist. Weiterhin ist es mittels des Frequenzumrichters 2 auch möglich, die Liefergeschwindigkeit des Streckwerkes 7, welche an sich konstant gehalten werden soll, zu verändern, sofern dies bei bestimmten Gegebenheiten möglich ist. So kann beispielsweise die Liefergeschwindigkeit herabgesetzt werden, wenn ein Faserband 3 gebrochen ist, wobei der Betrieb zunächst weitergeführt werden kann und dennoch keine Dickeschwankungen des verstreckten Faserbandes 3' auftreten.

[0040] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen und Kombinationen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter die Erfindung.

Ansprüche

1. Strecke (1), insbesondere Regulierstrecke, mit einem Hauptmotor (15) zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen (8), Mittelwalzen (9) und Lieferwalzen (10) des Streckwerks (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmotor (15) mittels eines rückspeisefähigen Frequenzumrichters (2) angetrieben ist.

2. Strecke (1), insbesondere Regulierstrecke, mit einem Hauptmotor (15) zum Antrieb von wenigstens der Einzugswalzen (8), Mittelwalzen (9) und Lieferwalzen (10) des Streckwerks (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmotor (15) jeweils durch ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis mit den Walzen (7, 8, 9) verbunden ist, wobei der Hauptmotor (15) mittels eines Frequenzumrichters (2) angetrieben ist, welchem eine Steuereinheit (16) zugeordnet ist.

3. Strecke nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) über eine Einrichtung zum Rückspeisen von Bremsenergie des Hauptmotors (15) verfügt.

4. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmotor (15) ein einfacher Asynchronmotor ist.

5. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) über eine Einrichtung zum Rückspeisen von Bremsenergie des Hauptmotors (15) in das öffentliche Wechselstromnetz (18) verfügt.

6. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Frequenzumrichter (2) eine Einrichtung (24) zum Speichern von Bremsenergie des Hauptmotors (15) zugeordnet ist.

7. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke (1) einen Regulierantrieb (11) zum überlagerten Antrieb wenigstens der Einzugswalzen (8) aufweist.

8. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) einen Gleichspannungszwischenkreis (20) beinhaltet.

9. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) einen Motorwechselrichter (22) mit selbstoptimierender Pulsbreitenmodulation umfasst.

10. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) netzseitig einen Netzwechselrichter (21) umfasst.

11. Strecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (2) netzseitig einen Gleichrichter und eine separate Rückspeiseeinheit umfasst.

12. Verfahren zum Umrüsten einer Strecke (1), insbesondere Regulierstrecke, für einen energiesparenden Betrieb, wobei die Strecke (1 ) einen am festen Netz betriebenen, polumschaltbaren Hauptmotor (15) aufweist, welcher über ein Stufenscheibengetriebe zumindest die Einzugswalzen (8), Mittelwalzen (9) und Lieferwalzen (10) des Streckwerks (7) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptmotor (15) ein Frequenzumrichter (2) sowie eine Steuereinheit (16) zur Erzeugung eines Sollwertes für den Frequenzumrichter (2) zugeordnet werden.

13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stufenscheibengetriebe durch ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis ersetzt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der polumschaltbare Hauptmotor (15) durch einen einfachen Asynchronmotor ersetzt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Frequenzumrichter (2) eine Einrichtung zum Rückspeisen von Bremsenergie des Hauptmotors (15) zugeordnet wird.

Zeichnung