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交流变频调速成纺织机械发展的趋势

未知 2019-07-04 10:29

  近年来随着纺织印染机械机电一体化技术水平的不断提高,交流变频调速已成为一种趋势,在大多数新开发的纺织印染机械产品中几乎无一例外地应用了交流异步电动机变频调速装置。

  1 交流变频调速的特点

  简化了机构提高了性能。通过PLC可编程序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速,使得细纱在大中小纱时转速在变化,以减少纱的断头率。

  2 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。一类是常见的普通交流异步电动机,这种电机主要应用于调速精度要求不高、调速范围小的纺机上。另一类为交流变频调速专用异步电动机,主要用于调速精度要求高、调速范围大的机器上。

  3 交流变频技术在棉纺织设备中推广应用的必要性

  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,降低重量不均匀和条干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地解决平滑启动,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。

  4 交流变频技术在纺织设备中的应用

  4.1交流变频调速在新型国产棉纺设备中得到广泛的应用。在2000年第七届中国国际纺织机械展中,FA201B梳棉机、FA326并条机、FA423粗纱机、FA710高速并条机、FA231捻线机均采用变频调速。新型国产细纱机F1513系列、F0128系列采用PLC可编程序控制,变频调速、纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。特别是EJM128JL型细纱机1008锭,锭速可按10段变频调速控制。FA716并纱基础集体变频调速,还可适用于不同品种需要,实行单锭、分组或分段变频调速,适应棉毛等多品种并纱卷绕的要求。

  4.2交流变频调速在梳棉机中的应用。

  4.2.1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,不可避免地存在着一些缺陷。如A186D型梳棉机道夫传动系统中的电磁离合器,由于故障率较高,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。

  4.2.2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速调速,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。

  4.3变频调速在粗纱机上的应用取代防细节装置。

  粗纱机的筒管卷绕与前罗拉的转速在开停时容易产生差异,造成粗纱张力的过大与过小,这样就很容易形成粗纱的粗细节,为了减少粗细节的产生,在粗纱机传动设计有电抗器、时间继电器加电磁离合器,统称为防细节装置。

  电抗器的作用是在粗纱机启动时使主电机处于三相不平衡状态,从而降低电机的启动力矩,达到软启动的目的;时间继电器与电磁离合器则是在粗纱机停车时铁炮与筒管卷绕相脱离,筒管停止卷绕,而前罗拉则仍以惯性继续输出粗纱,使罗拉与锭翼之间的粗纱有一定的松弛程度,防止粗纱再次开车时产生过度张力。

  此种防细节装置在实际使用过程中存在严重的缺陷。一是电抗器串在三相回路中的一相,利用三相不平衡原理来降低电机的启动力矩,当粗纱机启动结束后通过时间继电器将电抗器短接,使电动机恢复三相平衡状态,投入正常运行。

  如果时间继电器一旦出现问题,就会使电机长期处于三相不平衡运行,造成电机过热而烧坏;二是停车用的电磁离合器的离合时间是通过两个时间继电器配合调节来实现的,使粗纱的松弛程度掌握难度较大,再者电磁离合器的故障也较高。因此这种防细节装置,在实际生产中能保持的很少,粗纱的防细节问题一直没有得到很好的解决。

  目前新型粗纱机及老机改造采用交流变频技术,使这一工艺难题得以解决。经对FA413型粗纱机改造前后成纱质量测试,启动段粗纱条干CV%下降2-3%,粗纱粗细节下降90%以上。

  4.4 变频调速在浆纱机上的应用减少了机械结构和电机数量。

  在G142系列浆纱老机改造中采用交流变频调速,减少原设计中的第一组机械无级变速器,同时省去了一个伺服电机和一个慢速电机。而在满足上浆工艺上,车速由慢速、主机加升降速改造成了车速由启动到工艺车速的无间断无级调速,为车速变化调整压力实现浆纱上浆率均衡提供了条件。

  4.5 变频调速在纺织空调中的应用使节能显著。

  在空调风机控制中应用,可根据车间环境条件对风机进行无级调速,扩大了调节范围,因风机大部分工作在50-80%的效率中,这样就具有良好的节电效果,高达60%左右;在水泵控制应用中,可根据水量调整供水水泵转速,实现节能同时也实现了接近恒压供水。

  5 交流变频技术在印染设备中的应用

  传统的印染设备采用直流电机驱动,单元之间采用摆式或者辊式松紧架检测张力,通过差动变压器、旋转变压器、自整角机、电位器或者可变电阻将松紧架的位置信号转变为调节用的电信号,借助电子装置调节电机速度。由于直流电机多故障、短寿命、价格高、低速同步性能差,国内从90年代初就开始了用交流变频传动取代直流传动的技术改造。鉴于对动态性能、稳态速度精度要求不高,使用通用V/F控制变频器就能胜任,改造的技术难度不高。经过十几年的发展,国内采用交流变频异步电机驱动取代直流电机驱动,技术水平有了很大提高。

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