明電變頻器系統(tǒng)在紡織行業(yè)粗紗機電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用分析.doc

明電變頻器系統(tǒng)在紡織行業(yè)粗紗機電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用分析1 引言 粗紗機是紡紗體系中不可缺少的工序。對于粗紗機紡紗性能等方面的技術(shù)進步，國內(nèi)外做了許多研究，并取得巨大進展，尤其在20世紀后期，由于電子計算機技術(shù)、傳感技術(shù)特別是變頻調(diào)速技術(shù)在粗紗機上的應(yīng)用，以及粗紗機牽伸、加壓、卷繞成形等紡紗技術(shù)在不斷改進，當代新型粗紗機已發(fā)展成高速度、高質(zhì)量、高產(chǎn)、高效的現(xiàn)代化粗紗機。隨著新型變頻器的不斷推陳出新，變頻調(diào)速技術(shù)日新月異，為滿足粗紗機的負載特性及工藝要求提供了良好條件，變頻器理想的控制功能再加上電腦的配合也簡化了粗紗機的機械結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)多電機控制提供了條件，為實現(xiàn)粗紗機的高速化和機電一體化開辟了道路。 2 粗紗機介紹及相關(guān)功能需求潤發(fā)集團公司下屬紡織分廠引進了天津紡織機械廠生產(chǎn)的TJFA458A型粗紗機30臺，該機型性能之優(yōu)，被國內(nèi)外用戶所公認。該機型在功能操作方面具有獨特的優(yōu)勢，設(shè)備集編程控制、交流變頻調(diào)速、伺服跟蹤控制等先進技術(shù)于一體，自使用以來，電氣控制系統(tǒng)運行良好，故障率低，易于維護。電氣控制系統(tǒng)由PLC可編程控制器、變頻器、換向控制、電磁離合器、紅外光電探測器組成。該控制系統(tǒng)分別由電纜進行連接通信，對設(shè)備的換向、運轉(zhuǎn)、落紗部分進行控制，完成機器的正常動作程序。主機采用日本明電變頻器，具有操作顯示、頻率修改、查看功能碼、功能碼重新設(shè)定、功能碼設(shè)定、故障顯示等功能。新型TJFA458A粗紗機，以這種高性能為基礎(chǔ)，不斷改進，確立了國內(nèi)領(lǐng)先的穩(wěn)固地位。特別是高質(zhì)量明電變頻器在該機型上的應(yīng)用，達到了追求粗紗質(zhì)量的提高，降低單錠成本的要求。該機型采用新型封閉式高速錠翼，機電結(jié)合式成形結(jié)構(gòu)，采用可編程序控制器和變頻器控制。慢速啟動,滿紗自動控制，實現(xiàn)定長、定位、定向停車。PV4液晶顯示，品種適應(yīng)性強，適紡純棉、純滌、純粘及其混紡。纖維長度2265毫米。額定功率低，主電機為8.6kW，全機14.2kW（含巡回式清潔器）。是同類產(chǎn)品中最低者。傳動平穩(wěn)，機器振動小。下面是該機型具體工藝參數(shù)，見表1。表1 TJFA458A粗紗機工藝參數(shù)表3 粗紗機采用明電舍變頻調(diào)速系統(tǒng)后的效果明電變頻器在該機型粗紗機上使用后，成為了理想的慢速啟動裝置。在以往諸多的慢速啟動裝置中，無論是油壓、離合器摩擦片式、單相電抗器式，還是雙向可控硅式都是電機在額定電壓380V、標準頻率為50 Hz條件下進行啟動，其強大的啟動轉(zhuǎn)矩，靠上述裝置去軟化、吸收、抵消，不管哪一種都要付出代價，這不僅是增加一套裝置，花費成本，更主要的是帶來負面效應(yīng)，如發(fā)熱及相關(guān)危害等。變頻器的原理不是軟化、吸收、抵消，而是靠其本身的設(shè)置來完成的。如我們設(shè)置變頻器的啟動頻率為1Hz，按變頻器的UF曲線，則啟動電壓僅為7.6V，我們再設(shè)啟動時間，如15s，照此，粗紗機將從1 Hz開始啟動，電壓從7.6V開始，在15s內(nèi)頻率從1Hz到50Hz，電壓從7.6V到380V，不難想像其啟動是平滑的，可以說啟動瞬間的沖擊就不存在了，無疑因開車而引起的細節(jié)和斷頭將降低到最低程度。明電變頻器在粗紗機上使用，還可實現(xiàn)定位停車。粗紗機在紡紗過程中有三種情況停車：光電斷頭停車、滿紗停車和人為停車。無論哪一種停車，都將按下述程序進行，在停車設(shè)置的時間內(nèi)(如12s)頻率從50Hz減小到3Hz-3Hz，使粗紗機車速降至爬行速度。待轉(zhuǎn)到所設(shè)置的位置，由定位傳感器發(fā)出信號才停車。這樣可充分發(fā)揮變頻器的作用，一是低速定位容易、準確，方便擋車工再接頭操作，二是低速停車，可以防止和減少因高速停車所引發(fā)細節(jié)的產(chǎn)生。改變車速容易、快捷，只須在變頻器操作面板上用按鍵設(shè)置即可，便于工藝參數(shù)和其他參數(shù)(如運轉(zhuǎn)頻率、錠子轉(zhuǎn)速及電機電流)的監(jiān)測，方便了管理。粗紗機應(yīng)用明電變頻器后節(jié)能效果也很明顯，突出表現(xiàn)在電機溫升大幅度降低，在長期運轉(zhuǎn)情況下，其表面溫度僅與人體溫度相當，一般變頻器控制的電機啟動電流不超過1.5倍額定電流，通常說變頻器在生產(chǎn)中使用可節(jié)電10-30。在粗紗機上安裝使用后須進一步確認。粗紗機使用明電變頻器后，機械故障和電氣故障明顯降低。從理論上和實踐上都證明了這一點，前者是因為啟動、制動柔和，沖擊力幾乎沒有，齒輪磨損和頂絲松動少，另外因有了錠翼定位停車，擋車工點動也少了。即使用點動，也不會有沖擊，電氣故障降低更突出，因為過去容易出故障的帶觸點的接觸器和繼電器都被變頻器取代，而變頻器本身的故障率極低。圖1為整個控制系統(tǒng)方框圖。圖1 系統(tǒng)控制方框圖4 明電舍變頻器具體應(yīng)用和參數(shù)設(shè)置2000年日本明電舍株式會社就推出矢量控制技術(shù)的VT230S系列變頻器（0.4-660kW）,完美的矢量控制技術(shù)、電流跟蹤控制技術(shù)、磁通補償功能保證了變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)差補償減少了因負載變化引起的轉(zhuǎn)速波動，電機自適應(yīng)功能、自動整定電機參數(shù)，使變頻器同電機一體化。其功率范圍廣闊：0.4660kW /400V系列，調(diào)速范圍寬：0.1440Hz ，特長加減時間：0.0160,000秒，帶有參數(shù)拷貝/比較功能、內(nèi)置PID控制器、內(nèi)置多泵控制器、內(nèi)置程序控制器。PWM軟聲調(diào)諧專利，完全環(huán)?；漠a(chǎn)品。而且一機多能：無傳感器矢量控制、有傳感器高性能矢量控制、PM電機節(jié)能驅(qū)動、V/F恒轉(zhuǎn)矩控制(最大轉(zhuǎn)矩提升)、V/F變轉(zhuǎn)矩控制;動態(tài)啟動功能可自動跟蹤電機轉(zhuǎn)速并投入運行，切換控制簡便易行。適用于JIS、JEC、JEM、CE、UL等標準規(guī)范，在國內(nèi)引進成套設(shè)備中大量采用.新增了PROFIBUS接口，方便于網(wǎng)絡(luò)連接?？煞蛛x式操作器、數(shù)碼旋鈕功能的遙控式面板和快速旋轉(zhuǎn)菜單。操作器采用大型飛梭旋鈕,使操作更加便利。操作器可簡單取下,配合延長線可置于變頻器以外的地方。還有比較重要的一點就是節(jié)能效果非常好，下面是該型號變頻器具體應(yīng)用于粗紗機控制系統(tǒng)的接線圖和詳細參數(shù)設(shè)定值。表2 粗紗機明電舍變頻器主要參數(shù)設(shè)定表5 結(jié)束語高性能變頻調(diào)速技術(shù)在粗紗機上的使用，近年來已得到廣大紡織廠的認同，尤其是該系列懸錠粗紗機，具有高速、大卷裝和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點，再配上變頻器控制，其設(shè)備性能優(yōu)勢將得到更好的發(fā)揮。降低