1、前言
近10年來在激烈的市場競爭中,國內外紡機廠商,采用PLCkongzhi,bianpintiaosu,sifuqudongjishujidianyitihuadengyidianzijishugengduodequdaichuantongdejixiejiegou,tigaofangjizhengjidekekaoxing,tigaofangzhizhilianghezidonghuachengdu,kuodapinzhongdeshiyingxing,shiyongcaozongyibian。gefangzhichangjiayetouzigaizaolaojishebei。zhelimianyouyigecaiyongjiaoduodejishu-交流伺服驅動技術。
2、交流伺服驅動技術的優點
jiaoliusifuqudongjishujinershinianlaizaiyixiejishuxianjindeguojiadedaoxunsudepujituiguang,bingzaidianzituodongzhongzhubuzhanjuzhudaodiwei,xingchengledianlidianzixuelilun。 電力電子學就是使用電子半導體元件進行電力變頻和控製的技術。1973年美國電氣學會在其主辦的電力電子學大會上,將電力電子學定義為:shiyanjiudianqidianzihekongzhidebianyuanlingyudejishuxueke。dianlidianzixueshibenlaibushiyongyutiaosudejiaoliuyibusifudiandongji,juyouhezhiliudiandongjiyiyangdetiaosuxingneng。
交流伺服驅動傳動具有以下特點:
2.1可以使普通異步電動機實現無級調速。
2.2啟動電流小,減少電源設備容量。
2.3啟動平滑,消除機械的衝擊力,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具有顯著的節電效果。
由於交流伺服驅動傳動技術具有上述特點,已開始取代直流調速裝置,成為現代電氣傳動的發展方向。
3、交流伺服驅動技術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穩定,點動、啟動及升降速都應平滑實現,這樣才能是纖維的牽伸均勻,降低重量不勻和條幹CV值zhi。在zai棉mian紡fang設she備bei的de傳chuan動dong係xi統tong中zhong,都dou是shi由you皮pi帶dai與yu齒chi輪lun來lai承cheng擔dan,由you於yu電dian動dong機ji啟qi動dong硬ying度du的de原yuan因yin,在zai點dian動dong與yu啟qi動dong過guo程cheng中zhong,不bu可ke避bi免mian地di會hui出chu現xian皮pi帶dai打da滑hua,齒chi輪lun衝chong擊ji等deng現xian象xiang。在zai機ji械xie傳chuan動dong輪lun係xi中zhong,齒chi輪lun越yue多duo,造zao成cheng齒chi輪lun損sun傷shang的de機ji率lv就jiu越yue大da,應ying用yong交jiao流liu變bian頻pin技ji術shu就jiu能neng夠gou很hen好hao的de解jie決jue平ping滑hua啟qi動dong,消xiao除chu機ji械xie啟qi動dong時shi的de衝chong擊ji力li,實shi現xian無wu級ji調tiao速su,滿man足zu生sheng產chan工gong藝yi要yao求qiu,提ti高gao成cheng紗sha質zhi量liang。應ying用yong此ci技ji術shu在zai紗sha支zhi品pin種zhong變bian化hua的de 情況時,不需改變牙齒或皮帶輪,設備工藝轉速的改變隻需通過變頻設定就可完成。
4. 交流伺服驅動技術在紡織設備中的應用
4.1交流伺服驅動在新型國產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並條機、FA423粗紗機、FA710 高速並條機、FA231倍撚機均采用變頻調速。新型國產細紗機F1513係列、 F0128係列采用PLC,可編程序控製,伺服驅動、紡紗全程可根據設定程序進行調速紡紗。特別是 EJM128JL型細紗機1008錠,錠速可按10段伺服去控製。FA716並紗基礎集體伺服調速,還可使用後不同品種需要,實行單錠,分組或分段伺服調速,適應棉毛等多品種並紗卷繞的要求。
4.2交流伺服驅動在梳棉機中的應用。
4.2.1梳棉機老機在設計方麵由於受到當時的技術條件、設備製造成本,市場需要等因素的限製不可避免的存在著一些缺陷。
如A186Dxingshumianjidaochuandongxitongzhongdedianciliheqiyouyuguzhangjiaogao,jingchangzaochengtingtai,bushichuhuojing,geishengchanxiaolvyuchanpinzhiliangzaochengyidingdesunshi,yaobaochiyuweihuxutourudaliangderenliyuwuli。youxieqiyeguanxinglundianciliheqibeiqiyong。zheyangzaidaofumanzhuankuaideguochengzhongchanshengxitiao,yanzhongshichuxianpobian,mianwangladuandexianxiangyingxiangshengtiaozhiliang。youdeqiyeweibimianzhezhongxianxiang,yongbudangdecaozuobanfalaimibuyishangshebeiquexian,danyaozaochengdaliangdefeitiao,tongyangshibukequde。
4.2.2改善梳棉機運行狀態的過程
A186D梳棉機為了使道夫達到升、降速平滑,在機械傳動中設計雙速電機,慣性輪、電磁離合器,用電氣加機械的手段來實現。A186E、A186F、 FA201梳棉機設計中又增加了電動機的星-三角轉換這一控|製環節,從而進一步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉機采用了交流伺服調速,從而實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好的範例。
對A186D老機進行交流變頻調速改造,不但提高設備性能,降低故障停台。還能提高生產效率與生條質量。
4.3交流伺服在粗紗機上的應用取代防細節裝置。
cushajidetongguanjuanraoyuqianluoladezhuansuzaikaitingshirongyichanshengchayi,zaochengcushazhanglideguodayuguoxiao,zheyangjiuhenrongyixingchengcushadecuxijie,weilejianshaocuxijiedechansheng,zaicushajichuandongshejiyoudiankangqi,shijianjidianqijiadianciliheqi,tongchengweifangxijiezhuangzhi。diankangqidezuoyongshizaicushajiqidongshishizhudianjichuyusanxiangbupinghengzhuangtai,congerjiangdidianjideqidongliju,dadaoruanqidongdemude,shijianjidianqiyudianciliheqizeshizaicushajitingcheshitiepaoyutongguanjuanraoxiangtuoli,tongguantingzhijuanrao,erqianluolazerengyiguanxingjixushuchucusha,shiyongluolayudingyizhijiandecushayouyidingdesongchichengdu,fangzhicushazaicikaicheshichanshengguoduzhangli。
此ci種zhong防fang細xi節jie裝zhuang置zhi在zai實shi際ji使shi用yong過guo程cheng中zhong存cun在zai嚴yan重zhong的de缺que陷xian。一yi是shi電dian抗kang器qi串chuan在zai三san相xiang回hui路lu中zhong的de一yi相xiang,利li用yong三san相xiang不bu平ping衡heng原yuan理li來lai降jiang低di電dian機ji的de啟qi動dong力li矩ju,當dang粗cu紗sha機ji啟qi動dong結jie束shu後hou通tong過guo時shi間jian繼ji電dian器qi將jiang電dian抗kang器qi短duan接jie,使shi電dian動dong機ji恢hui複fu三san相xiang平ping衡heng狀zhuang態tai,投tou入ru正zheng常chang運yun行xing。如ru果guo時shi間jian繼ji電dian器qi一yi旦dan出chu現xian問wen題ti,就jiu會hui使shi電dian機ji長chang期qi處chu於yu三san相xiang不bu平ping衡heng運yun行xing,造zao成cheng電dian機ji過guo熱re而er燒shao壞huai。二er是shi停ting車che用yong的de電dian磁ci離li合he器qi的de離li合he時shi間jian是shi通tong過guo兩liang個ge時shi間jian繼ji電dian器qi配pei合he調tiao節jie來lai實shi現xian的de,使shi粗cu紗sha的de鬆song弛chi程cheng度du掌zhang握wo難nan度du較jiao大da,再zai者zhe電dian磁ci離li合he器qi的de故gu障zhang也ye較jiao高gao;因此這種防 細xi節jie裝zhuang置zhi,在zai實shi際ji生sheng產chan中zhong能neng保bao持chi的de很hen少shao,粗cu紗sha的de防fang細xi節jie問wen題ti一yi直zhi沒mei有you得de到dao很hen好hao的de解jie決jue。目mu前qian新xin型xing粗cu紗sha機ji及ji老lao機ji改gai造zao采cai用yong交jiao流liu伺si服fu技ji術shu。使shi這zhe一yi工gong藝yi難nan題ti得de以yi解jie決jue。經jing對duiFA413型粗紗機改造前後成紗質量測試,啟動段粗紗條幹CV%下降2-3%,粗紗粗細節下降90%以上。
4.4交流伺服技術在漿紗機上的應用減少了機械結構和電機
在G142係xi列lie漿jiang紗sha老lao機ji改gai造zao中zhong采cai用yong交jiao流liu伺si服fu驅qu動dong,減jian少shao原yuan設she計ji中zhong的de第di一yi組zu機ji械xie無wu級ji變bian速su器qi,同tong時shi省sheng去qu了le一yi個ge伺si服fu電dian機ji和he一yi個ge慢man速su電dian機ji。而er在zai滿man足zu上shang漿jiang工gong藝yi上shang,車che速su由you慢man速su、主機加升降速改造成了車速由啟動道工藝車速的無間斷無級調速。為車速變化調整壓力實|現漿紗上漿率均衡提供了條件。
4.5交流伺服驅動在紡織空調中的應用使節能顯著
在空調風機控製中應用,可根據車間環境條件對風機進行無級調速,擴大了調節範圍,因風機大部分工作在50-80%的效率中,這樣就具有良好 的節電效果高達60%左右,在水泵控製應用中可根據水量調整供水水泵轉速,實現節能同時也實現了接近恒壓供水。
5、交流伺服驅動技術在棉紡織設備上推廣應用的可行性
交流伺服驅動技術在新型國產棉紡織設備中已比較廣泛。目前服役的棉紡織設備中推廣應用的極少 。棉紡織技術雜誌閻磊主編曾在《我國紡織工業技術進步的思考與建議》[2000.1]一文中就提到了采用高新技術改造傳統紡織設備問題,現棉紡織企業所使用的設備大都是七、八(ba)十(shi)年(nian)代(dai)生(sheng)產(chan)的(de)設(she)備(bei),這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)從(cong)機(ji)械(xie)狀(zhuang)態(tai)來(lai)講(jiang)仍(reng)可(ke)使(shi)用(yong)相(xiang)當(dang)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian),近(jin)期(qi)全(quan)部(bu)更(geng)新(xin)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de),但(dan)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)部(bu)分(fen)電(dian)氣(qi)傳(chuan)動(dong)改(gai)造(zao)是(shi)完(wan)全(quan)可(ke)行(xing)的(de)。
以梳棉、粗紗兩個工序的設備實施伺服技術改造為例。一個5萬錠生產規模的棉紡企業,梳棉工序配置80台左右設備,粗紗工序配置20台左右設備。若梳棉機為186D或A186F型,其改造費A用約為28萬元左右,但在伺服技術改造過程中取消了電 磁離合器、2個接觸器,還有中間繼電器和整流器等。這些電氣材料節約近1000元,他有效保護道夫電機,道夫傳動輪係,降低故障率,減少維修費用,這樣每單台可節約材料費用1200元,80台就可節約9.6萬元。通過簡單測算,投資回收期為4.35年,總投資收益率為22.97%。
粗紗機的伺服技術改造也具有良好的性價比。粗紗工序全部改造費用為22萬元,也可節約電抗器、接觸器、時間繼電器、電磁離合器等材料消耗。
6、結束語
交流伺服驅動技術在棉紡織設備上的應用是必要的,對傳統的棉紡織設備推廣應用也是可行的。
現正在服役的棉紡織設備中交流伺服驅動技術應用較小。這裏的因素很多:一yi是shi目mu前qian運yun行xing的de設she備bei大da多duo是shi七qi八ba十shi年nian代dai出chu場chang的de,但dan是shi這zhe一yi新xin技ji術shu還hai未wei得de到dao應ying用yong,二er是shi近jin年nian來lai棉mian紡fang織zhi行xing業ye效xiao益yi不bu佳jia,沒mei有you能neng力li應ying用yong這zhe一yi新xin技ji術shu,在zai設she備bei選xuan型xing上shang,由you於yu價jia差cha因yin素su放fang棄qi了le采cai用yong新xin技ji術shu的de設she備bei;三是管理水平與維修力量不佳,而不敢選用技術含量高的設備。隨著社會的進步,技術的發展和加入WTO,就必須提高我國現有棉紡織設備的裝備水平,增在技術含量,增加棉紗、布在國際市場上的競爭力。因此,交流伺服驅動這一高新技術將在棉紡織設備中得到廣泛的應用。