棉紡織設備中變頻調速技術(shù)的應用探討

1、前言

　　近年來(lái)國內外紡機廠(chǎng)商，采用PLC控制，變頻調速，機電一體化等以電子技術(shù)更多的取代傳統的機械結構，提高紡機整機的可靠性，提高紡制質(zhì)量和自動(dòng)化程度，擴大品種的適應性，使用操縱易便。各紡織廠(chǎng)家也投資改造老機設備。這里面有一個(gè)采用較多的技術(shù)-交流變頻調速技術(shù)。

　　2、交流變頻調速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　交流變頻調速技術(shù)近二十年來(lái)在一些技術(shù)先進(jìn)的國家得到迅速的普及推廣，并在電子拖動(dòng)中逐步占據主導地位，形成了電力電子學(xué)理論。 電力電子學(xué)就是使用電子半導體元件進(jìn)行電力變頻和控制的技術(shù)。1973年美國電氣學(xué)會(huì )在其主辦的電力電子學(xué)大會(huì )上，將電力電子學(xué)定義為：是研究電氣電子和控制的邊緣領(lǐng)域的技術(shù)學(xué)科。電力電子學(xué)是本來(lái)不適用于調速的交流異步電動(dòng)機，具有和直流電動(dòng)機一樣的調速性能。

　　交流變頻調速傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：

　　2.1可以使普通異步電動(dòng)機實(shí)現無(wú)級調速。

　　2.2啟動(dòng)電流小，減少電源設備容量。

　　2.3啟動(dòng)平滑,消除機械的沖擊力,保護機械設備。

　　2.4對電機具有保護功能,降低電機的維修費用。

　　2.5具有顯著(zhù)的節電效果。

　　由于交流變頻調速傳動(dòng)技術(shù)具有上述特點(diǎn)，已開(kāi)始取代直流調速裝置，成為現代電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。

　　3、交流變頻技術(shù)在棉紡織設備中推廣應用的必要性

　　紡紗工藝流程中要求加工設備的電氣傳動(dòng)穩定，點(diǎn)動(dòng)、啟動(dòng)及升降速都應平滑實(shí)現，這樣才能是纖維的牽伸均勻，降低重量不勻和條干CV值。在棉紡設備的傳動(dòng)系統中，都是由皮帶與齒輪來(lái)承擔，由于電動(dòng)機啟動(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 )出現皮帶打滑，齒輪沖擊等現象。在機械傳動(dòng)輪系中，齒輪越多，造成齒輪損傷的機率就越大，應用交流變頻技術(shù)就能夠很好的解決平滑啟動(dòng)，消除機械啟動(dòng)時(shí)的沖擊力，實(shí)現無(wú)級調速，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，提高成紗質(zhì)量。應用此技術(shù)在紗支品種變化的 情況時(shí)，不需改變牙齒或皮帶輪，設備工藝轉速的改變只需通過(guò)變頻設定就可完成。

　　4. 交流變頻技術(shù)在紡織設備中的應用

　　4.1交流變頻調速在新型國產(chǎn)棉紡設備中得到廣泛的應用

　　在2000年第七屆中國國際紡織機械展中，FA201B梳棉機、FA326并條機、FA423粗紗機、FA710 高速并條機、FA231倍捻機均采用變頻調速。新型國產(chǎn)細紗機F1513系列、 F0128系列采用PLC，可編程序控制，變頻調速、紡紗全程可根據設定程序進(jìn)行調速紡紗。特別是 EJM128JL型細紗機1008錠，錠速可按10段變頻調速控制。FA716并紗基礎集體變頻調速，還可使用后不同品種需要，實(shí)行單錠，分組或分段變頻調速，適應棉毛等多品種并紗卷繞的要求。

　　4.2交流變頻調速在梳棉機中的應用。

　　4.2.1梳棉機老機在設計方面由于受到當時(shí)的技術(shù)條件、設備制造成本，市場(chǎng)需要等因素的限制不可避免的存在著(zhù)一些缺陷。

　　如A186D型梳棉機道傳動(dòng)系統中的電磁離合器由于故障較高，經(jīng)常造成停臺，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。這樣在道夫慢轉快的過(guò)程中產(chǎn)生細條，嚴重時(shí)出現破邊，棉網(wǎng)拉斷的現象影響生條質(zhì)量。有的企業(yè)為避免這種現象，用不當的操作辦法來(lái)彌補以上設備缺陷，但要造成大量的廢條，同樣是不可取的。

　　4.2.2改善梳棉機運行狀態(tài)的過(guò)程

　　A186D梳棉機為了使道夫達到升、降速平滑，在機械傳動(dòng)中設計雙速電機，慣性輪、電磁離合器，用電氣加機械的手段來(lái)實(shí)現。A186E、A186F、 FA201梳棉機設計中又增加了電動(dòng)機的星-三角轉換這一控|制環(huán)節，從而進(jìn)一步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉機采用了交流變速調速，從而實(shí)現了道夫升速斜率的任意調節，道夫工藝轉速的任意可變的功能。為老機改造提供一個(gè)好的范例。

　　對A186D老機進(jìn)行交流變頻調速改造，不但提高設備性能，降低故障停臺。還能提高生產(chǎn)效率與生條質(zhì)量。

　　4.3變頻調速在粗紗機上的應用取代防細節裝置。

　　粗紗機的筒管卷繞與前羅拉的轉速在開(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節，為了減少粗細節的產(chǎn)生，在粗紗機傳動(dòng)設計有電抗器，時(shí)間繼電器加電磁離合器，統稱(chēng)為防細節裝置。電抗器的作用是在粗紗機啟動(dòng)時(shí)使主電機處于三相不平衡狀態(tài)，從而降低電機的啟動(dòng)力矩，達到軟啟動(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輸出粗紗，使用羅拉與錠翼之間的粗紗又一定的松弛程度，防止粗紗再次開(kāi)車(chē)時(shí)產(chǎn)生過(guò)度張力。

　　此種防細節裝置在實(shí)際使用過(guò)程中存在嚴重的缺陷。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)降低電機的啟動(dòng)力矩，當粗紗機啟動(dòng)結束后通過(guò)時(shí)間繼電器將電抗器短接，使電動(dòng)機恢復三相平衡狀態(tài)，投入正常運行。如果時(shí)間繼電器一旦出現問(wèn)題，就會(huì )使電機長(cháng)期處于三相不平衡運行，造成電機過(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)間繼電器配合調節來(lái)實(shí)現的，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 細節裝置，在實(shí)際生產(chǎn)中能保持的很少，粗紗的防細節問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的解決。目前新型粗紗機及老機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FA413型粗紗機改造前后成紗質(zhì)量測試，啟動(dòng)段粗紗條干CV%下降2-3%，粗紗粗細節下降90%以上。