Brevet FR2600083A1 — publié le 19871218

-- 1 -L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'entraînement d'une broche par moteur individuel dans un métier à filer, comportant un moteur asynchrone pouvant être branché et débranché qui est alimenté par une source de courant d'alimentation avec une fréquence qui détermine la vitesse de fonctionnement du moteur asynchrone et avec une tension qui correspond à un rapport 'tension-fréquence prescrit. Une fois qu'on a remédié à une rupture de fil sur une broche individuelle, il faut qu'il soit assuré que cette broche accélère rapidement jusqu'à la vitesse de fonctionnement des autres broches qui continuent de tourner, afin d'éviter des défauts dans le fil. Ce laps de temps est d'environ 3 secondes; la vitesse de rotation en service est d'environ 8000 à 20 000 tours/mn. Donc, sur les métiers à filer, un problème qui se pose généralement lors de l'accélération de broches individuelles apres qu'il ait été remédié à une rupture de fil est de maintenir le temps d'accélération aussi court que possible. Dans le cas de broches textiles qui sont entraînées par une courroie tangentielle, on connaît déjà une solution mécanique selon laquelle, pour augmenter la puissance qui peut être transmise par la courroie tangentielle en marche à la noix d'un élément de travail pendant l'accélération, on augmente la force de poussée de la courroie sur la noix, au moins sur une grande partie du temps d'accélération, au-delà de la grandeur qui existe dans les conditions normales (DE-OS 34 13 764). A la différence de cela, l'invention vise à perfectionner une construction de l'espèce indiquée au début de façon telle que, dans le cas d'une broche de métier à filer entraînée par moteur individuel, un raccourcissement de la phase d'accélération soit assuré de façon simple après qu'il ait été remédié à une rupture de fil. L'invention part du fait que chaque moteur asynchrone est conçu pour un rapport tension/fréquence déterminé, c'est-à-dire qu'à une fréquence déterminée d'alimenta- 26'S0083 -2 tion est adjointe une tension déterminée d'alimentation à laquelle le flux magnétique dans le moteur est optimal. De façon correspondante, lors d'une modification de la fréquence d'alimentation en vue de modifier la vitesse de rotation du moteur, la tension d'alimentation est modifiée de façon correspondante, en général proportionnellement. Selon l'invention, il est maintenant prévu que pour accélérer une broche aussi rapidement que possible en partant de l'arrêt, on amène au moteur asynchrone de cette broche une tension d'alimentation accrue en maintenant la fréquence d'alimentation correspondant à la vitesse de rotation prévue en service, donc, que l'on augmente le rapport tension/fréquence prévu au-delà de la valeur normale, de façon limitée dans le temps. Le problème susdit est résolu selon l'invention par le fait que l'on fournit au moteur asynchrone, au moins sur une part notable du temps dont il a besoin pour atteindre en partant de l'arrêt la vitesse de rotation de service déterminée par la fréquence d'alimentation, une tension d'alimentation accrue pour raccourcir le temps d'accélération. Par suite, on obtient cet avantage que la tension d'alimentation accrue impose un moment accru, de sorte que l'on obtient une courbe de démarrage raide et donc un raccourcissement du temps d'accélération, depuis le point zéro jusqu'à ce que la vitesse de rotation de service de la broche entraînée par un seul moteur soit atteinte. Ainsi, on prévoit une brève élévation de la tension d'alimentation à la phase d'accélération, de sorte que le moteur prend -un plus grand couple. Etant donné que la vitesse de rotation de service est seulement déterminée par- la fréquence d'alimentation, la vitesse de rotation de service n'est pas dépassée même quand. la tension d'alimentation est accrue, avantage qui existe dans les moteurs asynchrones. Etant donné que la tension d'alimentation accrue augmente indésirablement la dissipation du moteur et donc son absorption de puissance et cause un échauffement plus -- 3 -prononcé du moteur, il ne faut pas, selon l'invention, que l'augmentation de la tension d'alimentation s'effectue plus longtemps qu'il n'est nécessaire, donc, pratiquement, il faut qu'elle s'effectue seulement pendant le temps dont la broche à accélérer a besoin pour atteindre, en partant de l'arrêt, la vitesse de rotation de service. Selon un développement de l'invention, dans le cas d'une construction dans laquelle plusieurs moteurs asynchrones réunis en un groupe sont raccordés à une source de courant d'alimentation, la tension d'alimentation accrue peut être fournie à tous les moteurs synchrones du groupe auquel appartient le moteur à accélérer. Par suite, on obtient avantageusement une nouvelle simplification, puisqu'une source de courant d'alimentation à tension variable individuellement n'est pas nécessaire pour chacun des moteurs; lors de l'accélération d'un moteur asynchrone de ce groupe, la tension d'alimentation accrue abrège la phase d'accélération de ce moteur tandis que la vitesse de rotation des autres moteurs du groupe, déterminée par la fréquence d'alimentation, ne subit pas de modification notable. L'augmentation de la vitesse de rotation, provoquée aussi sur les autres moteurs par l'augmentation de la tension d'alimentation, entraîne une diminution du glissement, très faible dans les moteurs asynchrones, qui, cependant, est sans influence sur leur mode de fonctionnement. Des développements avantageux sont indiqués plus loin. On décrit l'invention plus précisément ci-après à propos d'exemples d'exécution représentés par les dessins sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale schématique d'une broche entraînée par moteur individuel; les figures 2 à 5 montrent des courbes caractéristiques de la tension d'alimentation et de la vitesse de rotation de broche d'un moteur asynchrone. Selon la figure 1, une broche 1 d'un métier à filer à anneaux est montée sur une traverse porte-broches 10, une plate-bande porte-anneaux 2 coopérant avec la broche 1. -4 La broche 1 est entraînée par un moteur asynchrone 3 qui est relié à un contacteur 8 et à un disjoncteur 9. Le moteur asynchrone 3 est relié par une ligne 6 à une source de courant d'alimentation qui l'alimente en courant triphasé de fréquence déterminée et de tension variable. Selon que la source de courant d'alimentation, de son coôté, est alimentée par du courant continu ou du courant triphasé, elle contient un onduleur ou un convertisseur de fréquence. En tout cas, elle est exécutée de telle sorte qu'elle permet un réglage de la tension d'alimentation indépendamment de la fréquence. Le contacteur 8 ou le disjoncteur 9 du moteur asynchrone 3 est relié selon l'invention à un appareil de commande 7 qui commande la tension d'alimentation de la source 4. Le fonctionnement de cet appareil de commande est tel qu'il amène la source de courant d'alimentation 4 à fournir brièvement au moteur asynchrone 3, pendant le temps d'accélération de celui-ci, une tension d'alimentation accrue, par exemple de 20 à 70 %, de préférence de 30 à 50 %. Sur la figure 2, cette action est représentée: on a porté en abscisses le temps t, en ordonnées la tension d'alimentation a du moteur asynchrone 3 ainsi que la vitesse de rotation n de la broche. Comme on peut le voir, dans l'état de service, la vitesse de rotation de la broche est constante. Au point I, après apparition d'une rupture de fil, la broche est mise hors d'action de sorte que la vitesse de rotation tombe à zéro. Une fois que l'on a remédié à la rupture de fil, au point II, la broche est mise en action, le trait mixte no0 représentant l'accélération de la broche sans augmentation de la tension d'alimentation. Comme on peut le voir, seulement au point III, la vitesse de rotation de service est à nouveau atteinte. Pour raccourcir avantageusement le laps de temps nécessaire pour atteindre la vitesse de rotation de service, selon l'invention, au point II, on augmente la tension d'alimentation a à la valeur a1 et on l'abaisse seulement à nouveau à la grandeur normale quand la vitesse de rotation 26,' 0 0 8 3 de service de la broche 1 entraînée par moteur individuel est atteinte. Comme on peut le voir, il en résulte la courbe ni qui est notablement plus raide et atteint à nouveau, déjà au point III', la vitesse de rotation de service. La tension accrue a1 impose avantageusement un moment accru et donc, dans le domaine de la phase d'accélération compris entre les points II et III', un court laps de temps. Il existe maintenant différentes possibilités d'amorcer et de terminer cette brève augmentation de la tension d'alimentation. En ce qui concerne l'amorçage de l'augmentation de la tension d'alimentation, il est avantageux que lors du branchement, le moteur asynchrone trouve déjà la tension d'alimentation accrue. A cet effet, selon la figure 3, l'appareil de commande 7 peut être actionné par le disjoncteur 9 de sorte que déjà lors de la mise hors d'action de la broche, au moment I, une augmentation de la tension d'alimentation à la valeur a1 est provoquée de sorte que la tension d'alimentation accrue est déjà appliquée lorsque, en II, le moteur asynchrone est à nouveau branché. Toutefois, il en résulte, jusqu'au point II, c'est-à-dire jusqu'à la mise en action de la broche, une augmentation inutilement longue de la tension d'alimentation, d'autant plus que le laps de temps entre I et II peut être très long. Pour cette raison, l'appareil de commande 7 peut présenter un organe de retard qui retarde l'augmentation de la tension d'alimentation, à peu près du temps qui est normalement nécessaire au minimum pour remédier à une rupture de fil à partir de la mise hors d'action de la broche. Ainsi, l'augmentation de la tension d'alimentation n'entre en action, selon la figure 4, qu'un peu avant le point de mise en action II. Par suite, le laps de temps d'augmentation de la tension d'alimentation est notablement diminué. Il est possible aussi de relier le contacteur 8 à l'appareil de commande 7 de sorte qu'au moment de mise en action II, l'augmentation de la tension d'alimentation à la grandeur a1 s'effectue. Dans ce cas, l'organe de retard de l'appareil de commande 7 sert à retarder l'alimentation du moteur asyn- - 6 - chrone 3 à raison du temps dont la mesure de courant d'alimentation 4 a besoin pour augmenter-la tension d'alimentation. Par suite, on arrive à ce que, d'une part, le moteur, lors du branchement, trouve déjà la tension d'alimentation augmentée et à ce que, d'autre part, la tension d'alimentation n'alimente pas inutilement longtemps à l'avance les autres moteurs et ne les échauffe pas de façon indésirable par augmentation de la dissipation. L'arrêt de l'augmentation de la tension d'alimentation peut être effectué par un organe de mesure de temps prévu dans l'appareil de commande 7 et qui est branché en même temps que la tension d'alimentation est augmentée et, lors du déroulement, provoque un abaissement de la tension d'alimentation à la-valeur normale. On réglera l'organe de mesure de temps à un temps qui est un peu plus long que le temps dont une broche a besoin en moyenne pour l'accélération à la vitesse de rotation de service, en partant de l'arrêt. Dans d'autres cas, il est avantageux d'équiper l'appareil de commande 7 d'un circuit de détection avec lequel on peut détecter, sur chaque broche, si elle présente la vitesse de rotation de service. L'augmentation de la tension d'alimentation est annulée lorsque le circuit de détection ne détecte aucune broche qui ne tourne pas à la vitesse de rotation de service. Des dispositifs de ce genre, pour la détection de vitesses de rotation de broches, sont connus et par conséquent, ne sont pas décrits ici plus précisément. - 7 - RE V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour l'entraînement d'une broche par moteur individuel dans un métier à filer, comportant un moteur asynchrone pouvant être branché et débranché qui est alimenté par une source de courant d'alimentation avec une fréquence qui détermine la vitesse de fonctionnement du moteur et avec une tension qui correspond à un rapport tension-fréquence prescrit, caractérisé en ce que l'on fournit au moteur asynchrone (3), au moins sur une part notable du temps dont il a besoin pour atteindre en partant de l'arrêt la vitesse de rotation de service déterminée par la fréquence d'alimentation, une tension d'alimentation accrue (a1) pour raccourcir le temps d'accélération. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel plusieurs moteurs asynchrones réunis enun groupe sont raccordés à une source de courant d'alimentation, caractérisé en ce que la tension d'alimentation accrue (a1) est fournie à tous les moteurs asynchrones du groupe auquel appartient le moteur à accélérer. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, coaractérisé en ce que le commencement du temps de fourniture de tension d'alimentation accrue est déterminé par le débranchement du moteur asynchrone à accélérer ensuite. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le début du temps de fourniture de tension d'alimentation accrue est retardé. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le début du temps de fourniture de tension d'alimentation accrue est déterminé par le branchement du moteur asynchrone à accélérer. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation du moteur asynchrone à accélérer est retardée. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fin du temps de fourniture de tension d'alimentation accrue (a 1) est déterminée par le fait que le moteur asynchrone à accélérer (3) atteigne la vitesse de rotation de service (n). - 8 8. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fin du temps de fourniture de tension d'alimentation accrue est déterminée par l'écoulement du temps. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on augmente la tension d'alimentation de 20 à 70 %. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on augmente la tension d'alimentation de 30 à 50 %. 11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un contacteur (8) ou un disjoncteur (9) du-moteur asynchrone (3) est relié à un appareil de commande (7) relié à la source de courant d'alimentation (4) et assurant l'augmentation de la tension d'alimentation. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareil de commande (7) présente un organe de retard qui retarde ou bien l'augmentation de la tension d'alimentation causée par le disjoncteur ou bien le démarrage du moteur asynchrone (3) causé par le contacteur (8). 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareil de commande (7) présente un organe de mesure de temps qui peut être mis en action en même temps que la tension d'alimentation est accrue et qui lors du déroulement, assure la fin de l'augmentation de la tension d'alimentation. 14. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareil de commande présente un circuit de détection qui détecte le fait que le moteur à accélérer atteigne la vitesse de rotation et ensuite cause la fin de l'augmentation de la tension d'alimentation.