淺談變頻技術在紡織機械中的應用

劉東強

摘 要：變頻調速技術不僅能夠有效保證生產(chǎn)質量，同時能夠提升生產(chǎn)效率，在節(jié)約人力的同時還能夠有效地減少生產(chǎn)成本。紡織產(chǎn)業(yè)在我國具有重要地位，且市場對于紡織產(chǎn)品也有較大的需求量，在這種情況下，將變頻技術應用在紡織行業(yè)當中，通過將變頻技術應用到紡織機械中，實現(xiàn)工作水平的提升以及減少單位產(chǎn)出能耗，具有較高的應用價值以及使用意義。該文就變頻技術在紡織機械上的應用進行一定的研究。

關鍵詞：變頻技術；紡織機械；紡織行業(yè)

中圖分類號：TS103 文獻標志碼：A

1 變頻技術

1.1 應用特點

在設備運行中，變頻技術的應用特點包括第一，簡化傳動機構。能夠使用該電機直接進行調速驅動，取消了齒輪、鏈輪以及帶輪等傳動件，取代了傳統(tǒng)機構象錐形輪以及鐵炮等裝置，簡化傳動機構，實現(xiàn)機電一體化目標；第二，調速范圍廣。變頻器通常的調速范圍在1︰100～1︰1000，可以在實際生產(chǎn)中聯(lián)系工作需求進行選擇，同時具有較高的精度，能夠達到0.5 %以內；第三，響應速度快。在具體應用中，變頻器能夠快速響應，對定時停機進行設定，按照慢速、快速方式進行啟動，在反復切換的過程中具有較低的噪聲以及較小的沖擊，能夠實現(xiàn)同步開關機；第四，轉矩變化小。在對轉矩控制模式進行應用的情況下，即能夠實現(xiàn)恒功率以及轉矩變頻，通常在變速轉矩方面變化不大。同時，其在實際應用中也具有較好的保護作用，能夠對電機過流、過熱以及短路等進行保護，以此降低維修費用。

1.2 驅動特性分類

在紡織機械電機中，變頻器主要應用的是三相感應交流異步電機：第一，在具體應用中，開環(huán)控制異步電機調速即為V/F形式。對于該形式電路來說，其在實際應用中具有可靠、簡單的特點，但在調速精度以及調速范圍方面存在不足，經(jīng)常應用在對性能要求不高的紡織機械當中；第二，應用無速度傳感器矢量控制器。在具體應用中，該變頻器在低速性能方面具有較好的表現(xiàn)，具有較高的可靠性以及加速特性等，適合應用在紡織印染機械設備的調速當中；第三，帶速度反饋異步電機，按照閉環(huán)方式實現(xiàn)變頻調速目標。在實際應用過程中，用功率絕緣柵雙極型晶體管替代普通大功率管，以此提升變頻器開關頻率，能夠實現(xiàn)高精度、智能化以及高頻響應目標，適合應用在具有較高性能要求的紡織機械當中。

2 具體應用

2.1 應用模式

在具體應用中，變頻技術的主要模式包括第一，對傳統(tǒng)速度調整進行取代。在紡機運行過程中，可以調整產(chǎn)量、風速以及日常調速，包括調整重量偏差以及牽伸偏差等，可以在不對齒輪進行調換情況下直接進行調整；第二，能夠對傳動件進行直接的驅動，在對傳動結構進行簡化的基礎上，實現(xiàn)機電一體化目標；第三，通過應用變頻調速以及電腦控制技術組成隨機控制以及高精度同步系統(tǒng)，以此保證不同電機在實際應用中具有較好的匹配性，能夠對生產(chǎn)工藝的運轉與協(xié)調進行直接控制，以此實現(xiàn)優(yōu)質、低耗以及高產(chǎn)要求。

2.2 實際應用

在具體紡織行業(yè)生產(chǎn)中，變頻技術在以下設備運行過程中具有較好的應用效果。

第一，并條機。普通并條機運行過程中，主要是一臺電機按照多軸的方式轉動，一臺設備通常具有十幾個傳動軸，結構較為復雜，在實際傳遞動力時具有較大的摩擦損耗，不僅在工藝調整方面存在一定的不便，且在驅動效率方面也存在不足。而改造后的并條機則具有多電機獨立驅動的特點，使用變頻技術進行調速，在對機構進行簡化的基礎上提升驅動效率，能夠獲得降耗的成效。在現(xiàn)今很多的并條機中，都去掉了帶輪以及齒輪等，而是通過具有較小功率的變頻機直接進行驅動處理，具有節(jié)能且高效的特點。開關車方面，能夠實現(xiàn)穩(wěn)步變速，能夠瞬時停機，保持前后端速度的同步性，有效改善條干均勻度，同時，能夠自調勻推行變頻調速，能夠進行閉環(huán)控制，在對響應速度進行提升的情況下實現(xiàn)對產(chǎn)品質量的有效改善。

第二，精梳機。在紡機當中，精梳機可以說是其中精密程度最高的設備類型。在傳統(tǒng)精梳機當中，其通過主電機進行傳動，以此控制分梳、前身以及給棉分離等方面的運動。整個設備具有較多的組件與零件，需要使用多個帶輪與齒輪進行傳動，在調整以及安裝方面都具有十分復雜的特點，具有較高的技術要求，在實際運行中具有較大的耗電量，且容易發(fā)生故障，無論是在維修方面還是制造方面都具有較高的費用。整個設備按照周期性進行往復運動，具有較大的傳動力矩以及慣性力，在運行中容易產(chǎn)生振動以及磨損情況。在新的發(fā)展需求下，結合變頻調速技術與電腦編程控制，對不同環(huán)境、不同設備進行定時以及定位處理，以此提升工藝參數(shù)以及適應性，同時能夠對機械結構進行有效的簡化，對機電一體化目標進行實現(xiàn)。在設備運行中，能夠按照分離接合、小卷喂入等方式單獨驅動處理，統(tǒng)一使用電腦進行控制。對于分離以及鉗板等運動，則可以通過雕刻機等變頻器技術應用方式實現(xiàn)目標，具體來說，可以對V/F控制方式進行應用，以此實現(xiàn)不同方向的運動控制目標，保證在實際生產(chǎn)中相關工藝能夠按照曲線進行運動，以此起到對機械控制進行替代的效果。

第三，粗紗機。在紡機運行過程中，無錐輪粗紗機可以說是目前對變頻調速技術應用最為成熟的設備類型，且具有較好的應用發(fā)展前景。在整個設備中，其對龍筋升降、錠翼以及牽伸等變頻調速系統(tǒng)進行了使用，在運行中通過計算機集中控制，在對機械傳動結構進行簡化的基礎上實現(xiàn)機電一體化目標，有效提升了產(chǎn)品的產(chǎn)量與質量，同時較大地降低了能耗。在運行中，不同變頻器可以聯(lián)系產(chǎn)品需求對產(chǎn)量、粗紗成型以及捻度等進行調整，能夠實現(xiàn)驅動、停機的同步控制。在設備中，對CCD張力傳感器進行使用，能夠根據(jù)實際生產(chǎn)需求實現(xiàn)紡紗張力的細微調整。整個設備實現(xiàn)了人機對話功能，可以通過觸摸屏方式直接調整生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及工藝參數(shù)，并在調整完成后及時儲存。

第四，漿紗機。在織造工序當中，漿紗機可以說是其中非常重要的設備類型，利用變頻調速方式實現(xiàn)上漿過程的壓力、速度、溫度以及回潮率等控制目標，同時也實現(xiàn)了包括加減速停機控制以及定長控制等。目前，我國已經(jīng)有漿紗機在拖引、卷繞以及引紗等方面使用變頻電機，通過閉環(huán)控制方式實現(xiàn)對整個開車過程的控制，保證紗線在伸長率以及張力方面具有恒定的特點，在對車速進行提升的基礎上可有效減少機械故障。

3 結語

可以說，在現(xiàn)今紡織設備設計與運行過程中，變頻技術的應用能夠有效提升生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性，具有較高的應用價值。對此，需要在未來生產(chǎn)中對該技術做好把握，通過變頻技術的科學應用不斷提升生產(chǎn)水平。

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