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，jidianyitihuadengyidianzijishugengduodequdaichuantongdejixiejiegou，tigaofangjizhengjidekekaoxing，tigaofangzhizhilianghezidonghuachengdu，kuodapinzhongdeshiyingxing，shiyongcaozongyibian。gefangzhichangjiayetouzigaizaolaojishebei。zhelimianyouyigecaiyongjiaoduodejishu-交流變頻調速技術。
2、交流變頻調速技術的優點
jiaoliubianpintiaosujishujinershinianlaizaiyixiejishuxianjindeguojiadedaoxunsudepujituiguang，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：是(shi)研(yan)究(jiu)電(dian)氣(qi)電(dian)子(zi)和(he)控(kong)製(zhi)的(de)邊(bian)緣(yuan)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)學(xue)科(ke)。電(dian)力(li)電(dian)子(zi)學(xue)是(shi)本(ben)來(lai)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)調(tiao)速(su)的(de)交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)，具(ju)有(you)和(he)直(zhi)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)一(yi)樣(yang)的(de)調(tiao)速(su)性(xing)能(neng)。
交流變頻調速傳動具有以下特點：
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。
由於交流變頻調速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、交流變頻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(qing)況(kuang)時(shi)，不(bu)需(xu)改(gai)變(bian)牙(ya)齒(chi)或(huo)皮(pi)帶(dai)輪(lun)，設(she)備(bei)工(gong)藝(yi)轉(zhuan)速(su)的(de)改(gai)變(bian)隻(zhi)需(xu)通(tong)過(guo)變(bian)頻(pin)設(she)定(ding)就(jiu)可(ke)完(wan)成(cheng)。
4. 交流變頻技術在紡織設備中的應用 4.1交流變頻調速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，變頻調速、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段變頻調速控製。FA716並紗基礎集體變頻調速，還可使用後不同品種需要，實行單錠，分組或分段變頻調速，適應棉毛等多品種並紗卷繞的要求。
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A186D型(xing)梳(shu)棉(mian)機(ji)道(dao)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)電(dian)磁(ci)離(li)合(he)器(qi)由(you)於(yu)故(gu)障(zhang)較(jiao)高(gao)，經(jing)常(chang)造(zao)成(cheng)停(ting)台(tai)，不(bu)時(shi)出(chu)火(huo)警(jing)，給(gei)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)與(yu)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)造(zao)成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)損(sun)失(shi)，要(yao)保(bao)持(chi)與(yu)維(wei)護(hu)需(xu)投(tou)入(ru)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)與(yu)物(wu)力(li)。有(you)些(xie)企(qi)業(ye)慣(guan)性(xing)輪(lun)電(dian)磁(ci)離(li)合(he)器(qi)被(bei)棄(qi)用(yong)。這(zhe)樣(yang)在(zai)道(dao)夫(fu)慢(man)轉(zhuan)快(kuai)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)細(xi)條(tiao)，嚴(yan)重(zhong)時(shi)出(chu)現(xian)破(po)邊(bian)，棉(mian)網(wang)拉(la)斷(duan)的(de)現(xian)象(xiang)影(ying)響(xiang)生(sheng)條(tiao)質(zhi)量(liang)。有(you)的(de)企(qi)業(ye)為(wei)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)，用(yong)不(bu)當(dang)的(de)操(cao)作(zuo)辦(ban)法(fa)來(lai)彌(mi)補(bu)以(yi)上(shang)設(she)備(bei)缺(que)陷(xian)，但(dan)要(yao)造(zao)成(cheng)大(da)量(liang)的(de)廢(fei)條(tiao)，同(tong)樣(yang)是(shi)不(bu)可(ke)取(qu)的(de)。
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梳棉機采用了交流變速調速，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變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)在(zai)粗(cu)紗(sha)機(ji)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)取(qu)代(dai)防(fang)細(xi)節(jie)裝(zhuang)置(zhi)。粗(cu)紗(sha)機(ji)的(de)筒(tong)管(guan)卷(juan)繞(rao)與(yu)前(qian)羅(luo)拉(la)的(de)轉(zhuan)速(su)在(zai)開(kai)停(ting)時(shi)容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)差(cha)異(yi)，造(zao)成(cheng)粗(cu)紗(sha)張(zhang)力(li)的(de)過(guo)大(da)與(yu)過(guo)小(xiao)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)很(hen)容(rong)易(yi)形(xing)成(cheng)粗(cu)紗(sha)的(de)粗(cu)細(xi)節(jie)，為(wei)了(le)減(jian)少(shao)粗(cu)細(xi)節(jie)的(de)產(chan)生(sheng)，在(zai)粗(cu)紗(sha)機(ji)傳(chuan)動(dong)設(she)計(ji)有(you)電(dian)抗(kang)器(qi)，時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)加(jia)電(dian)磁(ci)離(li)合(he)器(qi)，統(tong)稱(cheng)為(wei)防(fang)細(xi)節(jie)裝(zhuang)置(zhi)。電(dian)抗(kang)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)在(zai)粗(cu)紗(sha)機(ji)啟(qi)動(dong)時(shi)使(shi)主(zhu)電(dian)機(ji)處(chu)於(yu)三(san)相(xiang)不(bu)平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態(tai)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)電(dian)機(ji)的(de)啟(qi)動(dong)力(li)矩(ju)，達(da)到(dao)軟(ruan)啟(qi)動(dong)的(de)目(mu)的(de)，時(shi)間(jian)繼(ji)電(dian)器(qi)與(yu)電(dian)磁(ci)離(li)合(he)器(qi)則(ze)是(shi)在(zai)粗(cu)紗(sha)機(ji)停(ting)車(che)時(shi)鐵(tie)炮(pao)與(yu)筒(tong)管(guan)卷(juan)繞(rao)相(xiang)脫(tuo)離(li)，筒(tong)管(guan)停(ting)止(zhi)卷(juan)繞(rao)，而(er)前(qian)羅(luo)拉(la)則(ze)仍(reng)以(yi)慣(guan)性(xing)繼(ji)續(xu)輸(shu)出(chu)粗(cu)紗(sha)，使(shi)用(yong)羅(luo)拉(la)與(yu)錠(ding)翼(yi)之(zhi)間(jian)的(de)粗(cu)紗(sha)又(you)一(yi)定(ding)的(de)鬆(song)弛(chi)程(cheng)度(du)，防(fang)止(zhi)粗(cu)紗(sha)再(zai)次(ci)開(kai)車(che)時(shi)產(chan)生(sheng)過(guo)度(du)張(zhang)力(li)。
cizhongfangxijiezhuangzhizaishijishiyongguochengzhongcunzaiyanzhongdequexian。yishidiankangqichuanzaisanxianghuiluzhongdeyixiang，liyongsanxiangbupinghengyuanlilaijiangdidianjideqidongliju，dangcushajiqidongjieshuhoutongguoshijianjidianqijiangdiankangqiduanjie，shidiandongjihuifusanxiangpinghengzhuangtai，touruzhengchangyunxing。ruguoshijianjidianqiyidanchuxianwenti，jiuhuishidianjichangqichuyusanxiangbupinghengyunxing，zaochengdianjiguoreershaohuai。ershitingcheyongdedianciliheqideliheshijianshitongguolianggeshijianjidianqipeihetiaojielaishixiande，shicushadesongchichengduzhangwonandujiaoda，zaizhedianciliheqideguzhangyejiaogao；因yin此ci這zhe種zhong防fang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變bian頻pin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變頻調速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)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)，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變bian頻pin調tiao速su在zai紡fang織zhi空kong調tiao中zhong的de應ying用yong使shi節jie能neng顯xian著zhu。在zai空kong調tiao風feng機ji控kong製zhi中zhong應ying用yong，可ke根gen據ju車che間jian環huan境jing條tiao件jian對dui風feng機ji進jin行xing無wu級ji調tiao速su，擴kuo大da了le調tiao節jie範fan圍wei，因yin風feng機ji大da部bu分fen工gong作zuo在zai50-80%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、交流變頻調速技術在棉紡織設備上推廣應用的可行性。
交流變頻調速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變頻技術改造為例。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A186D或A186F型，其改造費用約為28萬元左右，但在變頻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%。
粗紗機的變頻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
交流變頻調速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變頻技術應用較小。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，交流變頻調速這一高新技術將在棉紡織設備中得到廣泛的應用。
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