變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用是紡織設(shè)備工業(yè)發(fā)展必然趨勢
| 1 引言 近年來隨著激烈的市場競爭，隨著紡織機械機電一體化技術(shù)水平的不斷提高，國內(nèi)外紡機廠家采用了變頻調(diào)速技術(shù)，取代了傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，從清花、梳棉、條并、粗紗、細紗、絡(luò)筒、整經(jīng)、漿紗、無梭織機等均已采用，而且在大多數(shù)新開發(fā)的紡織機械中幾乎無一例外地應(yīng)用了交流變頻調(diào)速技術(shù)，大大地提高了紡機設(shè)備的可靠性，提高了紡織質(zhì)量和自動化程度。 2 交流變頻調(diào)速技術(shù)是紡織機械中應(yīng)用的必然趨勢 它具備以下明顯的優(yōu)點: (1)減少功耗降低成本，具有顯著的節(jié)電效果; (2)可以使異步電機實現(xiàn)無級調(diào)速; (3)簡化了機械結(jié)構(gòu)，提高了生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率; (4)啟動平滑，消除了機械的沖擊力，提高了紡機設(shè)備的可靠性。 3 交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用 3.1 變頻器控制的紡織機械所采用的變頻器 電機主要使用的是三相感應(yīng)交流異步電機，下面簡述一下不同形式的變頻器: (1)采用變頻器開環(huán)控制異步電機調(diào)速稱為v/f形式 該種形式電路簡單可靠，但調(diào)速范圍小，調(diào)速精度低，而且低速性能不理想，因此多用 于針織機或性能要求不高的紡織機械上; (2)采用無速度傳感器矢量控制變頻器 該變頻器具備優(yōu)良的低速性能，電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，同時具有較好的加速特性、轉(zhuǎn)矩特性以及電流限制特性等，適用于印染機械的調(diào)速等; (3)采用帶速度反饋的矢量變頻控制異步電機，閉環(huán)控制變頻調(diào)速 應(yīng)用功率絕緣柵雙級型晶體管(igbt)代替一般的大功率管(gtr)，提高了變頻器的開關(guān)頻率。實現(xiàn)了高頻響應(yīng)、高精度、智能化，適用于調(diào)速性能要求較高且恒張力、恒線速的紡織機械上。 3.2 紡織機械上應(yīng)用的三種類型 (1)一臺主機選用一臺變頻器控制一臺電機，如細紗機、并條機等; (2)一臺主機選用一臺變頻器控制多臺電機，如氣流紡紗機、并紗機等; (3)一臺主機選用多臺變頻器控制多臺電機，并由計算機控制多電機協(xié)調(diào)同步，實現(xiàn)卷繞成型功能，如分條整經(jīng)機等。 4 交流變頻調(diào)速技術(shù)在紡織機械中推廣應(yīng)用的必要性 (1)當(dāng)電機通過工頻直接啟動時，它將會產(chǎn)生7－8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機壽命。而變頻調(diào)速則可在零速零電壓啟動(當(dāng)然要給予適當(dāng)轉(zhuǎn)矩提升)。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可按照v/f控制方式或矢量控制方式帶動負載進行工作。使用變頻調(diào)速能夠充分降低啟動電流，提高繞組承受力，降低電機的維護成本; (2)紡紗工藝流程中要求加工設(shè)備的電氣傳動系統(tǒng)在運行中穩(wěn)定，點動、啟動及升降速都應(yīng)平滑實現(xiàn)，這樣才能使纖維的牽伸均勻，降低重量不勻值。在紡機設(shè)備的傳動系統(tǒng)中，都是由皮帶和齒輪來承擔(dān)。由于電機啟動硬度的原因，在點動與啟動過程中，不可避免地會出現(xiàn)皮帶打滑、齒輪沖擊等現(xiàn)象。在機械傳動中，齒輪越多，造成齒輪損傷的機率就越大。應(yīng)用交流變頻技術(shù)就能很好地實現(xiàn)平滑啟動，消除機械啟動時的沖擊力，實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足工藝生產(chǎn)要求，提高了生產(chǎn)效率和成紗質(zhì)量，降低了運行成本。應(yīng)用此技術(shù)在紗支品種變化的情況時，不需改變皮帶輪，設(shè)備工藝轉(zhuǎn)速的改變只需通過變頻設(shè)定就可完成; (3)運用變頻調(diào)速能夠優(yōu)化工藝過程，并能根據(jù)工藝過程迅速改變轉(zhuǎn)速，還能通過遠程plc或其它控制器來實現(xiàn)速度變化; (4)如同可控的加速一樣，在變頻調(diào)速中，停止方式可以受控，并且可以選擇不同的停止方式，從而使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定。 5 交流變頻調(diào)速在紡織機械中的應(yīng)用實例 交流變頻調(diào)速應(yīng)用于紡織機械中，可以說幾乎各個工序的機械上都有應(yīng)用了。如fa506型細紗機、f1272型精梳機、fa201b型梳棉機，特別是f1520型細紗機1008錠，錠速可按10段速度由變頻器調(diào)速控制。 某棉紡廠使用的梳棉機老設(shè)備在設(shè)計方面由于受到當(dāng)時的技術(shù)條件、設(shè)備制造成本、市場需求等因素的限制，不可避免地存在著一些缺陷，如傳動系統(tǒng)中的電磁離合器由于故障率高，經(jīng)常造成停車，不時出現(xiàn)火警，給生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量造成一定的損失，要保持與維護需投入大量的人力與物力。慣性輪電磁離合器被棄用，從而產(chǎn)生細條，嚴重時出現(xiàn)破邊、棉網(wǎng)拉斷等現(xiàn)象，影響生條質(zhì)量。為避免這種現(xiàn)象，某些操作工人用不正當(dāng)?shù)牟僮鞣椒▉韽浹a以上設(shè)備的缺陷，但造成了大量的廢條，大大降低了生產(chǎn)效率。采用交流變頻調(diào)速技術(shù)，改變了以上出現(xiàn)的這些現(xiàn)象，為老設(shè)備改造提供了一個很好的范例。 對于細紗機而言，由于利用變頻器去掉了成形機構(gòu)中的成形凸輪，進而克服了由于成形凸輪造成的挑底有停頓、挑頂有沖擊等現(xiàn)象，使得細紗卷形狀良好，以便于下一道工序的高速退繞。同時利用變頻器控制主電機的變速來控制錠子的轉(zhuǎn)速，使得細紗在大中小紗時轉(zhuǎn)速在變化，以減少紗的斷頭率，從而提高了生產(chǎn)效率。 6 交流變頻調(diào)速技術(shù)在紡織設(shè)備中應(yīng)用展望 交流變頻調(diào)速技術(shù)在紡織設(shè)備中的應(yīng)用是必然的，對傳統(tǒng)的紡織設(shè)備推廣應(yīng)用也是可行的。 現(xiàn)在從事生產(chǎn)的紡織設(shè)備中交流變頻技術(shù)應(yīng)用較少。原因有:一是近年來紡織行業(yè)效益不佳，無能力應(yīng)用這一新技術(shù)，在設(shè)備造型配置上，由于價差成本因素放棄了采用新技術(shù)的設(shè)備;二是目前運行的紡織設(shè)備大多是上世紀70～80年代生產(chǎn)的，但是這一新技術(shù)當(dāng)時還未得到應(yīng)用;三是管理水平與維修力量欠缺，不敢選用技術(shù)含量高的設(shè)備。隨著社會的進步、技術(shù)的發(fā)展和我國加入wto后形勢發(fā)展的要求，就必須提高我國現(xiàn)有紡織設(shè)備的裝備水平，增加技術(shù)含量，增加紡織產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。因此，交流變頻調(diào)速這一高新技術(shù)將在紡織設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用，從而紡織工業(yè)真正處于先進水平。 7 結(jié)束語 交流變頻調(diào)速技術(shù)在紡織設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，這在很大程度上推動了紡織設(shè)備的技術(shù)進步，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用已是紡織設(shè)備工業(yè)發(fā)展必然趨勢。 |
