论变频技术在离心纺丝机的应用|离心纺丝机

　　摘?要 在纺织企业中，引入变频技术，既可以有效控制离心纺织机的运转速度，提高生产效率，又可以节能降耗，优化生产工艺，不断提高企业的生产效益。文章首先介绍了离心纺丝机对于电气系统的要求，然后针对变频器在离心纺丝机上的设计与应用进行了认真而详细的探讨，为相关工程技术人员提供了参考。
　　关键词 变频技术；离心纺丝机；应用
　　中图分类号 TS103 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0131-01
　　随着电子技术的不断发展促进了变频技术的发展。变频技术的出现，不但解决了传统生产过程中存在的调速问题，而且还大大降低了能耗，提高了企业生产的效益。目前变频技术已经广泛地应用于各行各业的生产过程中。在纺织企业中，其中离心纺丝机的生产系统中引入了变频技术，既可以有效控制离心纺织机的运转速度，提高生产效率，又可以节能降耗，不断提高企业的生产效益。
　　1 离心纺丝机对于电气系统的要求
　　通常情况下，离心纺丝机包含多台电机，并且每一台的功率都相对较小。在工作过程中，各电机必须实现同步运转，才能使整个生产过程保持协调一致，不至于出现生产错位现象，这样就可以保证整个纺丝生产过程的良性运转。由于在生产过程中，必须保证所有电机同步运转，并且其频率也要求同步进行，这样就给离心纺丝机的生产制造了难题。正是因为这种情况，离心纺丝机对于电气系统有着相对较高的要求。其主要要求有以下五个方面：1）必须具备较高的同步性。无论是离心纺丝机位于生产程序的哪一个环节，其电机在转速上必须保持横向上的转速一致，纵向上必须保持比例同步。2）必须具备较高的精确性。为了保证整个生产过程协调运转，电机的运转速度必须具备较高的稳定性，其精确度必须达到0.1-0.01%。3）必须具有较高的转速要求。在不存在升速齿轮箱的情况下，电机的转速必须达到
　　8000 r/min-10000 r/min，转速要求较高的可以达到13000 r/min。4）必须具有较高的可靠性。为保证生产效率，一年内电机的可靠安全运转时间必须保证在8500 h以上。5）必须保证零维修或者少维修。为了保证生产的速度，电机在质量上必须确保零维修或者少维修，从而避免因为维修浪费大量时间。
　　通常情况下，转速在8000 r/min-13000 r/min范围内变化，只有通过变频器来控制速度的变化才更有效、更稳定，才能够保证整个控制系统满足生产工艺的要求。为此，将变频技术应用于离心纺丝机，就可以实现上述要求，在保证多台电机在同步运转的基础上，实现电机的高速运转，这样不但提高了生产效率，而且节省了大量的能耗。
　　2 变频技术在离心纺丝机上应用的原则
　　变频技术在离心纺丝机上的应用过程中，必须确保较高的安全性和可靠性、能产生明显的经济效益、并易于操作以及易于维护的应用原则。为此在离心纺丝机的应用过程中，必须将离心纺丝机进行编组设计，对每一个离心纺丝机组均设计一个主电源线路以及一个备用电源线路，同时还要求每一个备用电源线路不会对主电源线路造成扰动，并且能够在主电源线路发生故障时能够自动切换投入使用。这样就可以保证整个生产过程的连续性，避免因停电造成电机停止工作，对整个生产造成影响。
　　3 变频技术的设计选型
　　在应用过程中，必须恰当选择功能相对优良的变频器，并且搭配使用相对应的软件。例如选用ASC600变频器，配合使用Step—up系列软件，这种软件飞车启动功能比较好。在使用过程中，如果其中的一路变频器发生故障，那么备用变频器就会立即进行无扰动启动，而且一备一用的变频控制系统是具有互锁功能，不会相互影响的，变频器维修的时候，也不会影响纺丝机的运转，为生产的连续性、可靠性提供了保障，生产的产量以及生产效率都不会下降。
　　4 离心纺丝机的变频调速方案
　　变频调速技术应用于离心纺丝机，进行变频调速的进程通常有两种，一种是大功率的变频调速，另一种是多台小功率的变频调速。
　　4.1 大功率变频调速
　　这种调速方式主要是通过一台功率比较大的变频器对多台电机进行驱动，在电机启动过程中，既可以逐台启动电机，又可以分组启动电机（如图1）。通过使用大功率变频调速，可以在不施加任何其他措施的情况下，保证多台电机同步工作，其操作也相对比较方便。但是这种变频方法对于变频器的要求比较高，必须保证变频器的容量足够大，同时，如果发生单台电机短路现象，非常容易引发变频器故障，从而造成整个生产停止。
　　图1 大功率变频调速
　　图2 多台小功率变频调速
　　（下转第99页）
　　（上接第131页）
　　4.2 多台小功率变频调速
　　这种变频调速方式相对比较简单，每一台电机分别对应着一台小型变频器。可以通过小型变频器对所对应的电机进行调速（如图2）。这种方法由于变频器和电机互相对应，因此可以实现软启动，并且对变频器的容量要求比较低，只需要和电机相同即可；另外，如果其中一台电机出现故障，那么停止工作的变频器只是其相对应的变频器，不会对整台离心纺丝机造成影响。但是，这种变频技术也有不足之处，首先是设计上比较复杂，总设定以及总启动调节都必须另外添加一系列辅助设备；另外，每一台变频器在输出频率上也很难实现同步，常常会出现离散性，这样就会造成一定的误差，为了避免误差，实现多台电机同步运转，必须增设串行通信接口保证同频运行。
　　5 现场总线技术在变频技术上的应用
　　近几年来，随着计算机、通讯以及网络技术的快速发展，建立在网络通讯实时性和精准性基础之上的自动化分布式控制正在逐步替代传统的控制方式。目前利用现场总线方式对变频器控制，已经成为离心纺丝机发展的潮流。
　　在工作过程中，现场采集系统可以将每台电机以及变频器的工作信息进行采集，采集的信号经传感装置传递到系统中心，然后在系统中心经过处理后将执行命令经传感装置再传递给执行设备，由执行设备对电机和变频器进行控制，从而达到自动控制的目的。
　　6 小结
　　总之，随着科学技术的不断发展，变频技术与自动化技术的结合将会越来越紧密，比如将其应用于离心纺丝机方面，可以大大提高离心纺丝机的生产效率，对企业减少用工，节约能耗，降低成本，提高经济效益有很好的效果。
　　参考文献
　　[1]张宏波Profibus-DP总线在特纤生产线上的应用[J].山东纺织科技,2009,04.
　　[2]展学胜.变频器在离心纺丝机配电系统中的应用[J].黑龙江纺织,2005,09.
　　[3]吕新.变频调速系统在涤纶纺丝机上的应用[J].现代纺织技术,2011,05.