浅谈普传变频器在纺织机械中的应用

　　国内许多纺织厂现有的纺织机，大多数属于二十世纪八、九十年代从国外进口，设备较陈旧，自动化水平不高。现在投入生产的设备，基本上实现了机电一体化，生产效率和产品质量都得到了极大的提高，但设备价格昂贵。与传统的交流拖动系统相比，利用变频器对交流电动机进行调速控制的交流拖动系统有许多优点，如节能，容易实现对现有电动机的调速控制，可以实现大范围内的高效连续调速控制，容易实现电动机的正反转切换，可以进行高频度的起停运转，可以进行电气制动，可以对电动机进行高速驱动，可以适应各种工作环境，可以用一台变频器对多台电动机进行调速控制，电源功率因数大，所需电源容量小，可以组成高性能的控制系统等等一、交流变频调速的特点

　　1、 减少功耗降低成本

　　纺织厂离不开空调设备。当空调电机使用变频调速器控制后，降低了功耗，大大节省了用电支出。根据国内某大型纺织厂提供的可靠数据，全年12 台空调机就可节电达24余万元，空调用电单耗平均下降了 6、7个百分点。

　　2、 简化了机构提高了性能

　　通过PLC可编程控制器或工控机的控制，再经变频调速器实现多电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动，进而简化了机构。比如粗纱机利用交流变频调速，去掉了锥轮变速机构，从而克服了锥轮变速皮带打滑变速不准的问题。

　　而对于细纱机来说，由于利用变频调速器去掉了成形机构中的成形凸轮，进而克服了由于成形凸轮所造成的桃底有停顿，桃顶有冲击的现象。使得细纱卷形状良好。以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频调速器控制主电机的变速来控制锭子的转数，使得细纱在大中小纱时随转速的变化从而减少纱的断头率

　　交流变频调速技术在新型国产棉纺织设备中已比较广泛。目前服役的棉纺织设备中推广应用的极少 。现棉纺织企业所使用的设备大都是七、八十年代生产的设备，这些设备从机械状态来讲仍可使用相当一段时间，近期全部更新是不可能的，但对其进行部分电气传动改造是完全可行的。

　　以梳棉、粗纱两个工序的设备实施变频技术改造为例。一个5万锭生产规模的棉纺企业，梳棉工序配置80台左右设备，粗纱工序配置20台左右设备。若梳棉机为186D或A186F型，其改造费A用约为28万元左右，但在变频技术改造过程中取消了电磁离合器、2个接触器，还有中间继电器和整流器等。这些电气材料节约近1000元，它有效保护道夫电机，道夫传动轮系，降低故障率，减少维修费用，这样每单台可节约材料费用1200元，80台就可节约9.6万元。通过简单测算，投资回收期为4.35年，总投资收益率为22.97%。

　　二、交流变频技术的应用

　　变频器控制的纺织机械上的交流电机主要分为两类。一类就是常用的 Y 系列的交流异步电机。这种电机主要应用于调速要求不高、调速范围小的纺机上。另一类为交流变频调速专用异步电机。主要用于调速要求高、调速范围大的机器上。

　　下面介绍一下不同形式的变频器。

　　1、用变频器开关控制异步电机调速称为 V/F 形式。这种方式优点是电路简单、可靠。缺点是调速范围在10：1范围以内，调速较低2%～5% ，并且低速性能不理想。因此多用于针织机或要求不高的纺织机械上。

　　2、采用无速度传感器矢量控制变频器，具有优良的低速特性。电路结构简单，可靠性高。同时还具有较好的加减特性、转矩特性以及电流限制特性等。调速可达 0.5%～1.0% ，调速范围在20：1 范围以内，较适合印染机械等的调速。

　　3、采用带速度反馈的矢量变频控制异步电机，闭环变频调速，又称交流伺服电机。调速范围可达100：1 ，为了提高变频器开关频率，应用功率绝缘双极型晶体管（ IGBT ）取代一般的大功率管（ GTR ）。可实现高频响应、高、智能化。适用于调速要求较高且恒张力、恒线速的分条整经机、浆纱机、热定型机以及化纤长丝纺纱设备等。

　　下面介绍一下应用于纺织机械的普传科技不同系列的变频器。

　　三、变频调速器在纺织机械中的应用实例

　　变频调速器应用于纺纱机械中，可以说几乎各个工序的机械上都应用了。包括开清棉机、梳棉机、条卷机、精梳机、并条机以及粗纱机、细纱机和洛简机等。对于织造机械则有浆纱机、整经机等。另外针织机、无纺布、化纤机械、印染机械上也大量适用了交流变频调速器。

　　变频调速器应用于纺纱机械中，可以说几乎各个工序的机械上都应用了。包括开清棉机、梳棉机、条卷机、精梳机、并条机以及粗纱机、细纱机和洛简机等。对于织造机械则有浆纱机、整经机等。另外针织机、无纺布、化纤机械、印染机械上也大量运用了交流变频调速器。下面重点介绍一下粗纱机机浆纱机。

　　1、FA491高速悬粗纱机

　　此种为我国近年来开发出的新型粗纱机。采用工控机、PLC及变频器控制4台电机，分别转动锭翼、罗拉、简管及龙筋升降，去掉了锥轮变速装置、成型装置等，简化了机构。效率高、可靠性高，低噪音，便于操作及维护保养。工艺适应性好，减少断头。速可达标1500r/min，实现了人机对话、停车翼自动定位等新技术。是一种高水平的粗纱机。

　　2、GA308型浆纱机

　　本浆纱机为交流分步传动。其中上浆槽、下浆槽及烘筒为交流变频电机传动，而织轴及拖引辊为交流伺服变频电机单独传动。共适用了5台变频器、2台伺服控制器以及压力、温度、回潮率等传感器。由工控机和可编程序控制器PLC控制。构成了一分步控制系统。其中PLC用来整机的动作以及回潮率、烘房及浆槽的温度及压浆辊压力等参数控制。整机受工控机的控制。此机控制高，性能稳定，故障率低。是一种高质量、高水平的设备。

　　3、棉纺织设备中应用

　　纺纱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能使纤维的牵伸均匀，降低重量不匀和条干CV值。在棉纺设备的传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑，齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的机率就越大，应用交流变频技术就能够很好的解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工艺要求，提高成纱质量。应用此技术在纱支品种变化的 情况时，不需改变牙齿或皮带轮，设备工艺转速的改变只需通过变频设定就可完成。

　　梳棉机老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷。如A186D型梳棉机道传动系统中的电磁离合器由于故障较高，经常造成停台，不时出火警，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。有些企业惯性轮 电磁离合器被弃用。这样在道夫慢转快的过程中产生细条，严重时出现破边，棉网拉断的现象影响生条质量。有的企业为避免这种现象，用不当的操作办法来弥补以上设备缺陷，但要造成大量的废条，同样是不可取的。

　　改善梳棉机运行状态的过程。A186D梳棉机为了使道夫达到升、降速平滑，在机械传动中设计双速电机，惯性轮、电磁离合器，用电气加机械的手段来实现。A186E、A186F、FA201梳棉机设计中又增加了电动机的星-三角转换这一控制环节，从而进一

　　步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉机采用了交流变频调速，从而实现了道夫升速斜率的任意调节，道夫工艺转速的任意可变的功能。为老机改造提供一个好的范例。

　　对A186D老机进行交流变频调速改造，不但提高设备性能，降低故障停台。还能提高生产效率与生条质量。

　　结束语

　　我国纺织业国际化迈进的进程正在加快。但与国际先进水平比还有很大的差距，为了缩小差距，我们应在纺织机械的机电一体化的水平上不断提高。把交流变频技术更好地应用于纺织机械的控制之中。

　　要不断开发有我国自主知识产权的高质量、高水平的变频器以及交流伺服电机控制器。积极推广智能化技术、现场总线技术，实现网络控制。通过数显仪表及触摸屏实现人机对话。使纺织工业真正处于先进水平。