德萊爾變頻器在機(jī)械方面的應(yīng)用系列
近年來隨著紡織機(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。在大多數(shù)新開發(fā)的紡織機(jī)械產(chǎn)品中幾乎無一例外地應(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)
1.1 減少功耗降低成本
紡織廠離不開空調(diào)設(shè)備。當(dāng)空調(diào)電機(jī)使用變頻調(diào)速器控制后，降低了功耗，大大節(jié)省了用電支出。據(jù)某公司提供的數(shù)據(jù)，全年 12 臺(tái)空調(diào)機(jī)可節(jié)電 24 余萬元，空調(diào)用電單耗平均下降了 6 、 7 個(gè)百分點(diǎn)。
1.2簡化了機(jī)構(gòu)提高了性能
通過 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)的問題。
而對(duì)于細(xì)紗機(jī)來說，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)速器控制三十九主電機(jī)的變速來控制錠子的轉(zhuǎn)數(shù)，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)械山個(gè)的交流電機(jī)主要氛圍兩類。一類就是常用的 Y 系列的交流異步電機(jī)。這種電機(jī)主要應(yīng)用于調(diào)速精度要求不高、調(diào)速范圍不大的紡機(jī)上。而另一類為交流變頻調(diào)速專用異步電機(jī)。主要用語調(diào)速精度要求高、調(diào)速范圍大的機(jī)器上。
下面介紹一下不同形式的變頻器。
（ 1 ）用變頻器開環(huán)控制異步電機(jī)調(diào)速稱為 V/F 形式。這種方式電路簡單、可靠。但調(diào)速范圍在 10 ： 1 范圍以內(nèi)，調(diào)速精度較低 2%~5% ，并且低速性能不理想。因此多用于針織機(jī)或要求不高的紡織機(jī)械上。
（ 2 ）采用無速度傳感器矢量控制變頻器。其有優(yōu)良的低速特性。電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。同時(shí)還具有較好的加減特性、轉(zhuǎn)矩特性以及電流限制特性等。調(diào)速精度可達(dá) 0.5%~1.0% 。調(diào)速范圍在 20 ： 1 范圍以內(nèi)。較適合印染機(jī)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(jī)，閉環(huán)變頻調(diào)速，又稱交流伺服電機(jī)。調(diào)速范圍可達(dá) 100 ： 1 。為了提高變頻器開關(guān)頻率，應(yīng)用功率絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT ）取代一般的大功率管（ GTR ）。可實(shí)現(xiàn)高頻響應(yīng)、高精度、智能化。適用于調(diào)速要求較高且恒張力、恒線速的分條整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、熱定型機(jī)以及化纖長絲紡紗設(shè)備等。
在一些設(shè)備上，如巴馬格告訴的卷繞頭以及 DLENES 告訴的熱輥等不見，將所需電氣元件與變頻器及控制面板與卷繞頭機(jī)械部分合為一體，更是減少了體積，增強(qiáng)了可靠性。
3、變頻調(diào)速器在紡織中的應(yīng)用實(shí)例
變頻調(diào)速器應(yīng)用于紡紗機(jī)械中，可以說幾乎各個(gè)工序的機(jī)械上都應(yīng)用了。包括開清棉機(jī)、梳棉機(jī)、條卷機(jī)、精梳機(jī)、并條機(jī)以及粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)和洛簡機(jī)等。對(duì)于織造機(jī)械則有漿紗機(jī)、整經(jīng)機(jī)等。另外針織機(jī)、無紡布、化纖機(jī)械、印染機(jī)械上也大量適用了交流變頻調(diào)速器。下面重點(diǎn)介紹一下粗紗機(jī)機(jī)漿紗機(jī)。
3.1 FA491 高速懸粗紗機(jī)
此種為我國近年來開發(fā)出的新型粗紗機(jī)。采用工控機(jī)、 PLC 及變頻器控制 4 臺(tái)電機(jī)，分別轉(zhuǎn)動(dòng)錠翼、羅拉、簡管及龍筋升降，去掉了錐輪變速裝置、成型裝置等，簡化了機(jī)構(gòu)。效率高、可靠性高，低噪音，便于操作及維護(hù)保養(yǎng)。工藝適應(yīng)性好，減少斷頭。最高速可達(dá)標(biāo) 1500r/min ，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話、停車翼自動(dòng)定位等新技術(shù)。是一種高水平的粗紗機(jī)。
3.2 GA308 型漿紗機(jī)
本漿紗機(jī)為交流分布傳動(dòng)。其中上漿槽、下漿槽及烘筒為交流變頻電機(jī)傳動(dòng)，而織軸及拖引輥為交流伺服變頻電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。共適用了 5 臺(tái)變頻器、 2 臺(tái)伺服控制器以及壓力、溫度、回潮率等傳感器。由工控機(jī)和可編程序控制器 PLC 控制。構(gòu)成了一分布控制系統(tǒng)。其中 PLC 用來整機(jī)的動(dòng)作以及回潮率、烘房及漿槽的溫度及壓漿輥壓力等參數(shù)控制。整機(jī)受工控機(jī)的控制。此機(jī)控制精度高，性能穩(wěn)定，故障率低。是一種高質(zhì)量、高水平的設(shè)備。
4、對(duì)變頻調(diào)速器在紡織種的應(yīng)用展望
我國紡織業(yè)國際化邁進(jìn)的進(jìn)程正在加快。但與國際先進(jìn)水平比還有很大的差距，為了縮小差距，我們應(yīng)在紡織機(jī)械的機(jī)電一體化的水平上不斷提高。把交流變頻技術(shù)更好地應(yīng)用于紡織機(jī)械的控制之中。
1、交流變頻調(diào)速的特點(diǎn)
1.1 減少功耗降低成本
紡織廠離不開空調(diào)設(shè)備。當(dāng)空調(diào)電機(jī)使用變頻調(diào)速器控制后，降低了功耗，大大節(jié)省了用電支出。據(jù)某公司提供的數(shù)據(jù)，全年 12 臺(tái)空調(diào)機(jī)可節(jié)電 24 余萬元，空調(diào)用電單耗平均下降了 6 、 7 個(gè)百分點(diǎn)。
1.2簡化了機(jī)構(gòu)提高了性能
通過 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)的問題。
而對(duì)于細(xì)紗機(jī)來說，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)速器控制三十九主電機(jī)的變速來控制錠子的轉(zhuǎn)數(shù)，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)械山個(gè)的交流電機(jī)主要氛圍兩類。一類就是常用的 Y 系列的交流異步電機(jī)。這種電機(jī)主要應(yīng)用于調(diào)速精度要求不高、調(diào)速范圍不大的紡機(jī)上。而另一類為交流變頻調(diào)速專用異步電機(jī)。主要用語調(diào)速精度要求高、調(diào)速范圍大的機(jī)器上。
下面介紹一下不同形式的變頻器。
（ 1 ）用變頻器開環(huán)控制異步電機(jī)調(diào)速稱為 V/F 形式。這種方式電路簡單、可靠。但調(diào)速范圍在 10 ： 1 范圍以內(nèi)，調(diào)速精度較低 2%~5% ，并且低速性能不理想。因此多用于針織機(jī)或要求不高的紡織機(jī)械上。
（ 2 ）采用無速度傳感器矢量控制變頻器。其有優(yōu)良的低速特性。電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。同時(shí)還具有較好的加減特性、轉(zhuǎn)矩特性以及電流限制特性等。調(diào)速精度可達(dá) 0.5%~1.0% 。調(diào)速范圍在 20 ： 1 范圍以內(nèi)。較適合印染機(jī)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(jī)，閉環(huán)變頻調(diào)速，又稱交流伺服電機(jī)。調(diào)速范圍可達(dá) 100 ： 1 。為了提高變頻器開關(guān)頻率，應(yīng)用功率絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT ）取代一般的大功率管（ GTR ）。可實(shí)現(xiàn)高頻響應(yīng)、高精度、智能化。適用于調(diào)速要求較高且恒張力、恒線速的分條整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、熱定型機(jī)以及化纖長絲紡紗設(shè)備等。
在一些設(shè)備上，如巴馬格告訴的卷繞頭以及 DLENES 告訴的熱輥等不見，將所需電氣元件與變頻器及控制面板與卷繞頭機(jī)械部分合為一體，更是減少了體積，增強(qiáng)了可靠性。
3、變頻調(diào)速器在紡織中的應(yīng)用實(shí)例
變頻調(diào)速器應(yīng)用于紡紗機(jī)械中，可以說幾乎各個(gè)工序的機(jī)械上都應(yīng)用了。包括開清棉機(jī)、梳棉機(jī)、條卷機(jī)、精梳機(jī)、并條機(jī)以及粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)和洛簡機(jī)等。對(duì)于織造機(jī)械則有漿紗機(jī)、整經(jīng)機(jī)等。另外針織機(jī)、無紡布、化纖機(jī)械、印染機(jī)械上也大量適用了交流變頻調(diào)速器。下面重點(diǎn)介紹一下粗紗機(jī)機(jī)漿紗機(jī)。
3.1 FA491 高速懸粗紗機(jī)
此種為我國近年來開發(fā)出的新型粗紗機(jī)。采用工控機(jī)、 PLC 及變頻器控制 4 臺(tái)電機(jī)，分別轉(zhuǎn)動(dòng)錠翼、羅拉、簡管及龍筋升降，去掉了錐輪變速裝置、成型裝置等，簡化了機(jī)構(gòu)。效率高、可靠性高，低噪音，便于操作及維護(hù)保養(yǎng)。工藝適應(yīng)性好，減少斷頭。最高速可達(dá)標(biāo) 1500r/min ，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話、停車翼自動(dòng)定位等新技術(shù)。是一種高水平的粗紗機(jī)。
3.2 GA308 型漿紗機(jī)
本漿紗機(jī)為交流分布傳動(dòng)。其中上漿槽、下漿槽及烘筒為交流變頻電機(jī)傳動(dòng)，而織軸及拖引輥為交流伺服變頻電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。共適用了 5 臺(tái)變頻器、 2 臺(tái)伺服控制器以及壓力、溫度、回潮率等傳感器。由工控機(jī)和可編程序控制器 PLC 控制。構(gòu)成了一分布控制系統(tǒng)。其中 PLC 用來整機(jī)的動(dòng)作以及回潮率、烘房及漿槽的溫度及壓漿輥壓力等參數(shù)控制。整機(jī)受工控機(jī)的控制。此機(jī)控制精度高，性能穩(wěn)定，故障率低。是一種高質(zhì)量、高水平的設(shè)備。
4、對(duì)變頻調(diào)速器在紡織種的應(yīng)用展望
我國紡織業(yè)國際化邁進(jìn)的進(jìn)程正在加快。但與國際先進(jìn)水平比還有很大的差距，為了縮小差距，我們應(yīng)在紡織機(jī)械的機(jī)電一體化的水平上不斷提高。把交流變頻技術(shù)更好地應(yīng)用于紡織機(jī)械的控制之中。
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