【集萃網(wǎng)觀察】近年來(lái)隨著紡織印染機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)水平的不斷提高，交流變頻調(diào)速已成為一種趨勢(shì)，在大多數(shù)新開(kāi)發(fā)的紡織印染機(jī)械產(chǎn)品中幾乎無(wú)一例外地應(yīng)用了交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置。
1交流變頻調(diào)速的特點(diǎn)
簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)提高了性能。通過(guò)PLC可編程序控制器或工控機(jī)的控制，再經(jīng)變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)生產(chǎn)工藝曲線控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)。比如粗紗機(jī)利用交流變頻調(diào)速，去掉了錐輪變速機(jī)構(gòu)，從而克服了錐輪變速皮帶打滑變速不準(zhǔn)的問(wèn)題。
而對(duì)于細(xì)紗機(jī)來(lái)說(shuō)，由于利用變頻調(diào)速器去掉了成形機(jī)構(gòu)中的成形凸輪，進(jìn)而克服了由于成形凸輪所造成的桃底有停頓、桃頂有沖擊的現(xiàn)象，使得細(xì)紗卷形狀良好，以便于下一道工序的高速退繞。同時(shí)利用變頻調(diào)速器控制主電機(jī)的變速來(lái)控制錠子的轉(zhuǎn)速，使得細(xì)紗在大中小紗時(shí)轉(zhuǎn)速在變化，以減少紗的斷頭率。
2交流變頻技術(shù)的應(yīng)用
變頻器控制的紡織機(jī)械上的交流電機(jī)主要分為兩類(lèi)。一類(lèi)是常見(jiàn)的普通交流異步電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)主要應(yīng)用于調(diào)速精度要求不高、調(diào)速范圍小的紡機(jī)上。另一類(lèi)為交流變頻調(diào)速專(zhuān)用異步電動(dòng)機(jī)，主要用于調(diào)速精度要求高、調(diào)速范圍大的機(jī)器上。
3交流變頻技術(shù)在棉紡織設(shè)備中推廣應(yīng)用的必要性
紡紗工藝流程中要求加工設(shè)備的電氣傳動(dòng)穩(wěn)定，點(diǎn)動(dòng)、啟動(dòng)及升降速都應(yīng)平滑實(shí)現(xiàn)，這樣才能使纖維的牽伸均勻，降低重量不均勻和條干CV值。在棉紡設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，都是由皮帶與齒輪來(lái)承擔(dān)，由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)硬度的原因，在點(diǎn)動(dòng)與啟動(dòng)過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)皮帶打滑、齒輪沖擊等現(xiàn)象。在機(jī)械傳動(dòng)輪系中，齒輪越多，造成齒輪損傷的機(jī)率就越大，應(yīng)用交流變頻技術(shù)就能夠很好地解決平滑啟動(dòng)，消除機(jī)械啟動(dòng)時(shí)的沖擊力，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，提高成紗質(zhì)量。應(yīng)用此技術(shù)在紗支品種變化的情況時(shí)，不需改變牙齒或皮帶輪，設(shè)備工藝轉(zhuǎn)速的改變只需通過(guò)變頻設(shè)定就可完成。
4交流變頻技術(shù)在紡織設(shè)備中的應(yīng)用
4.1交流變頻調(diào)速在新型國(guó)產(chǎn)棉紡設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。在2000年第七屆中國(guó)國(guó)際紡織機(jī)械展中，F(xiàn)A201B梳棉機(jī)、FA326并條機(jī)、FA423粗紗機(jī)、FA710高速并條機(jī)、FA231捻線機(jī)均采用變頻調(diào)速。新型國(guó)產(chǎn)細(xì)紗機(jī)F1513系列、F0128系列采用PLC可編程序控制，變頻調(diào)速、紡紗全程可根據(jù)設(shè)定程序進(jìn)行調(diào)速紡紗。特別是EJM128JL型細(xì)紗機(jī)1008錠，錠速可按10段變頻調(diào)速控制。FA716并紗基礎(chǔ)集體變頻調(diào)速，還可適用于不同品種需要，實(shí)行單錠、分組或分段變頻調(diào)速，適應(yīng)棉毛等多品種并紗卷繞的要求。
4.2交流變頻調(diào)速在梳棉機(jī)中的應(yīng)用。
4.2.1梳棉機(jī)老機(jī)在設(shè)計(jì)方面由于受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件、設(shè)備制造成本、市場(chǎng)需要等因素的限制，不可避免地存在著一些缺陷。如A186D型梳棉機(jī)道夫傳動(dòng)系統(tǒng)中的電磁離合器，由于故障率較高，經(jīng)常造成停臺(tái)，不時(shí)出火警，給生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量造成一定的損失，要保持與維護(hù)需投入大量的人力與物力。有些企業(yè)慣性輪電磁離合器被棄用，這樣在道夫慢轉(zhuǎn)快的過(guò)程中產(chǎn)生細(xì)條，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)破邊、棉網(wǎng)拉斷的現(xiàn)象，影響生條質(zhì)量。有的企業(yè)為避免這種現(xiàn)象，用不當(dāng)?shù)牟僮鬓k法來(lái)彌補(bǔ)以上設(shè)備缺陷，但要造成大量的廢條，同樣是不可取的。
4.2.2改善梳棉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。A186D梳棉機(jī)為了使道夫達(dá)到升、降速平滑，在機(jī)械傳動(dòng)中設(shè)計(jì)雙速電機(jī)、慣性輪、電磁離合器，用電氣加機(jī)械的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。A186E、A186F、FA201梳棉機(jī)設(shè)計(jì)中又增加了電動(dòng)機(jī)的星-三角轉(zhuǎn)換這一控制環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉機(jī)采用了交流變速調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)了道夫升速斜率的任意調(diào)節(jié)、道夫工藝轉(zhuǎn)速的任意可變的功能，為老機(jī)改造提供一個(gè)好的范例。
對(duì)A186D老機(jī)進(jìn)行交流變頻調(diào)速改造，不但提高設(shè)備性能，降低故障停臺(tái)，還能提高生產(chǎn)效率與生條質(zhì)量。
4.3變頻調(diào)速在粗紗機(jī)上的應(yīng)用取代防細(xì)節(jié)裝置。粗紗機(jī)的筒管卷繞與前羅拉的轉(zhuǎn)速在開(kāi)停時(shí)容易產(chǎn)生差異，造成粗紗張力的過(guò)大與過(guò)小，這樣就很容易形成粗紗的粗細(xì)節(jié)，為了減少粗細(xì)節(jié)的產(chǎn)生，在粗紗機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)有電抗器、時(shí)間繼電器加電磁離合器，統(tǒng)稱(chēng)為防細(xì)節(jié)裝置。電抗器的作用是在粗紗機(jī)啟動(dòng)時(shí)使主電機(jī)處于三相不平衡狀態(tài)，從而降低電機(jī)的啟動(dòng)力矩，達(dá)到軟啟動(dòng)的目的；時(shí)間繼電器與電磁離合器則是在粗紗機(jī)停車(chē)時(shí)鐵炮與筒管卷繞相脫離，筒管停止卷繞，而前羅拉則仍以慣性繼續(xù)輸出粗紗，使羅拉與錠翼之間的粗紗有一定的松弛程度，防止粗紗再次開(kāi)車(chē)時(shí)產(chǎn)生過(guò)度張力。
此種防細(xì)節(jié)裝置在實(shí)際使用過(guò)程中存在嚴(yán)重的缺陷。一是電抗器串在三相回路中的一相，利用三相不平衡原理來(lái)降低電機(jī)的啟動(dòng)力矩，當(dāng)粗紗機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后通過(guò)時(shí)間繼電器將電抗器短接，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)三相平衡狀態(tài)，投入正常運(yùn)行。如果時(shí)間繼電器一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)使電機(jī)長(zhǎng)期處于三相不平衡運(yùn)行，造成電機(jī)過(guò)熱而燒壞；二是停車(chē)用的電磁離合器的離合時(shí)間是通過(guò)兩個(gè)時(shí)間繼電器配合調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使粗紗的松弛程度掌握難度較大，再者電磁離合器的故障也較高。因此這種防細(xì)節(jié)裝置，在實(shí)際生產(chǎn)中能保持的很少，粗紗的防細(xì)節(jié)問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。目前新型粗紗機(jī)及老機(jī)改造采用交流變頻技術(shù)，使這一工藝難題得以解決。經(jīng)對(duì)FA413型粗紗機(jī)改造前后成紗質(zhì)量測(cè)試，啟動(dòng)段粗紗條干CV%下降2-3%，粗紗粗細(xì)節(jié)下降90%以上。
4.4變頻調(diào)速在漿紗機(jī)上的應(yīng)用減少了機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)數(shù)量。在G142系列漿紗老機(jī)改造中采用交流變頻調(diào)速，減少原設(shè)計(jì)中的第一組機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，同時(shí)省去了一個(gè)伺服電機(jī)和一個(gè)慢速電機(jī)。而在滿(mǎn)足上漿工藝上，車(chē)速由慢速、主機(jī)加升降速改造成了車(chē)速由啟動(dòng)到工藝車(chē)速的無(wú)間斷無(wú)級(jí)調(diào)速，為車(chē)速變化調(diào)整壓力實(shí)現(xiàn)漿紗上漿率均衡提供了條件。
4.5變頻調(diào)速在紡織空調(diào)中的應(yīng)用使節(jié)能顯著。在空調(diào)風(fēng)機(jī)控制中應(yīng)用，可根據(jù)車(chē)間環(huán)境條件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，因風(fēng)機(jī)大部分工作在50-80%的效率中，這樣就具有良好的節(jié)電效果，高達(dá)60%左右；在水泵控制應(yīng)用中，可根據(jù)水量調(diào)整供水水泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)節(jié)能同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了接近恒壓供水。
5交流變頻技術(shù)在印染設(shè)備中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的印染設(shè)備采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單元之間采用擺式或者輥式松緊架檢測(cè)張力，通過(guò)差動(dòng)變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機(jī)、電位器或者可變電阻將松緊架的位置信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)用的電信號(hào)，借助電子裝置調(diào)節(jié)電機(jī)速度。由于直流電機(jī)多故障、短壽命、價(jià)格高、低速同步性能差，國(guó)內(nèi)從90年代初就開(kāi)始了用交流變頻傳動(dòng)取代直流傳動(dòng)的技術(shù)改造。鑒于對(duì)動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)速度精度要求不高，使用通用V/F控制變頻器就能勝任，改造的技術(shù)難度不高。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)采用交流變頻異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)取代直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，技術(shù)水平有了很大提高。
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