ED2003系列變頻器在粗紗機(jī)上的應(yīng)用

一、棉紡行業(yè)在我國(guó)盡管不是支柱產(chǎn)業(yè)，但由于它居勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)仍然是一個(gè)量大面廣、　　產(chǎn)值可觀的行業(yè)，尤其我們即將加入世貿(mào)組織（WTO），我國(guó)的紡織工業(yè)又將掀起一個(gè)新的發(fā)展高潮。粗紗機(jī)在棉紡行業(yè)特別是傳統(tǒng)紡紗工藝流程中，占有很重要的位置，它對(duì)紡紗的產(chǎn)量和質(zhì)量起著舉足輕重的作用。我國(guó)在實(shí)行壓錠以前，全國(guó)有4000萬(wàn)紗錠，按配比粗紗機(jī)擁有量約為18000臺(tái)～20000臺(tái)左右，如果壓錠到指定目標(biāo)全國(guó)紗錠為3000萬(wàn)錠，粗紗機(jī)擁有量應(yīng)為12000臺(tái)～15000臺(tái)。
在這15000臺(tái)粗紗機(jī)中除極少量進(jìn)口設(shè)備外，絕大多數(shù)為國(guó)產(chǎn)設(shè)備，這些設(shè)備可分為三個(gè)檔次：
　　1、20世紀(jì)70年代中以前的產(chǎn)品，主要機(jī)型為A453型粗紗機(jī)，其特點(diǎn)：錠距小、速度低，居低檔機(jī)型。
　　2、20世紀(jì)70年代中以后的產(chǎn)品，機(jī)型為A456型（A454）粗紗機(jī)，其特點(diǎn)：錠距加大，速度提高，居中檔機(jī)型，至今仍有生產(chǎn)，也可稱為我國(guó)棉紡行業(yè)主導(dǎo)機(jī)型。
　　3、20世紀(jì)90年代以后的產(chǎn)品，機(jī)型為FA401系列，包含F(xiàn)A402、FA403、FA458等，其特點(diǎn)是：錠距大、成型大、速度高、自動(dòng)化程度高，是我國(guó)目前主推機(jī)型。
以上三種機(jī)型各自擁有臺(tái)數(shù)所占比例估計(jì)為：2：7：1
（以上提供數(shù)據(jù)屬估計(jì)數(shù)，非官方統(tǒng)計(jì)數(shù)）
　　二、前面所介紹的三個(gè)檔次的粗紗機(jī)，前兩個(gè)檔次叫普通型粗紗機(jī)，第三個(gè)檔次因錠翼傳動(dòng)方式不同于前二者，叫懸錠粗紗機(jī)，因傳動(dòng)方式在錠翼上部，所以有利于提高轉(zhuǎn)速而不擺頭，又由于上龍筋將錠翼旋轉(zhuǎn)氣流與羅拉吐出粗紗條桿隔開，也利于提高轉(zhuǎn)速，等等。不管哪一檔次的粗紗機(jī)其功能主結(jié)構(gòu)是基本相同的。
　　粗紗機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)由以下部分組成：
　　1、牽伸部分：主要包括羅拉及搖架。其功能是將棉條牽引拉伸成粗紗，拉長(zhǎng)倍數(shù)4～12。
　　2、卷繞部分：包括錠翼和筒管。筒管速度高于錠翼速度 ，利用速度差，將羅拉吐出的粗紗卷在筒管上，在紡一筒紗過程中錠翼速度恒定，而筒管速度每繞一層紗遞減一次。
　　3、龍筋升降及成型部分：為保證粗紗退繞（在細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行）的順利，歷來粗紗筒紗的的形狀呈棗核形或說近似有機(jī)化學(xué)的環(huán)形鏈。
　　為保證如此形狀，除每層紗速度要遞減一次（保證線速度不變）外，上下動(dòng)程也要逐步減小。筒管速度的遞減是靠?jī)蓚€(gè)錐輪之間傳動(dòng)皮帶的定量移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，龍筋升降是靠換向機(jī)構(gòu)，而成型部分是一個(gè)特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
　　粗紗機(jī)的工藝要求及負(fù)載特性：
　　在單機(jī)傳動(dòng)的粗紗機(jī)中，除功能性主電機(jī)外各部位的動(dòng)作配匹都是靠機(jī)械完成的，所以粗紗紡紗工藝對(duì)機(jī)器提出如下要求：
　　1、機(jī)器傳動(dòng)平穩(wěn)，無機(jī)械波，匹配同步，保證條桿均勻。
　　2、羅拉牽伸與筒管卷繞起、制動(dòng)配合默契。起動(dòng)時(shí)羅拉應(yīng)略有超前（微量），而停車時(shí)應(yīng)筒管卷繞在先，否則會(huì)產(chǎn)生細(xì)節(jié)或粗?jǐn)囝^。
單電機(jī)傳動(dòng)的粗紗機(jī)除機(jī)械結(jié)構(gòu)先保證以外，有些功能是靠電氣控制去完善和補(bǔ)償?shù)模S著科技的發(fā)展越來越顯示出電氣控制尤其是機(jī)電一體化，在粗紗機(jī)中起著不可低估的作用：
　　1、慢速啟動(dòng)裝置，在使用變頻器以前國(guó)產(chǎn)粗紗機(jī)都配有單相電杭器式軟啟動(dòng)裝置，用以減少起動(dòng)的沖擊防止斷頭和細(xì)節(jié)。
　　2、防細(xì)節(jié)裝置：為防止啟動(dòng)時(shí)牽伸和卷繞配合不默契造成細(xì)節(jié)，該裝置在停車時(shí)預(yù)留一部分“余紗”供“卷繞”用，成功地防止細(xì)節(jié)產(chǎn)生。
　　3、電子計(jì)量裝置：預(yù)置筒紗長(zhǎng)度，定量滿紗自動(dòng)停車，比以往機(jī)械表要可靠方便。
　　4、光電斷紗自停和斷條自停裝置，在進(jìn)入19世紀(jì)80年代以來，粗紗機(jī)的光電自停已成為不可缺少的裝置，它為提高紡紗質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都起著很大作用。
除上述電氣控制裝置外，目前又有CCD動(dòng)力控制裝置出現(xiàn)，估計(jì)也很快在粗紗機(jī)上推廣使用。
三、變頻器在粗紗機(jī)上的應(yīng)用
　　粗紗機(jī)和其他紡織機(jī)械一樣，要求有一個(gè)緩慢的啟動(dòng)過程，除共性以外，粗紗機(jī)對(duì)啟動(dòng)軟化有一個(gè)更突出的要求，從工藝上說是防止斷頭和細(xì)節(jié)，是工藝要求突出，從機(jī)械特性上來說，唯有粗紗機(jī)的負(fù)載特性帶有風(fēng)阻特點(diǎn)，從實(shí)踐數(shù)據(jù)得知，粗紗機(jī)功率隨速度提高呈1.5次方關(guān)系上升，如此特點(diǎn)在起動(dòng)瞬間有較其他機(jī)械有更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和沖擊。為此利用變頻器調(diào)整加速時(shí)間和S形曲線都可以較好地解決這一問題。歸納起來變頻器在粗紗機(jī)上應(yīng)用有如下好處：
　　1、調(diào)速方便：由于生產(chǎn)的必須（包括紡紗品種、工藝、系數(shù)的改變），粗紗機(jī)要不時(shí)改變車速，過去用調(diào)換皮帶輪的辦法，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，使變頻器就極方便了。
　　2、可實(shí)現(xiàn)理想的慢速啟動(dòng)過程（S 曲線）
（1）減少機(jī)器的損壞和噪聲。
（2）減少粗紗斷頭和細(xì)節(jié)，有利提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。
　　3、利用變頻器的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)停車的準(zhǔn)確定位，停車方便檔車工的操作。
　　4、節(jié)能。
　　5、方便機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)控，如電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速等。
　　6、專用變頻器可含計(jì)量表，可以降低成本，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高可靠性。
　　7、專用變頻器可實(shí)現(xiàn)大小紗變速功能（小紗高速，大紗低速），可最大限度發(fā)揮粗紗機(jī)生產(chǎn)能力。
　　8、利用變頻器通訊功能，可以為今后計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理打下基礎(chǔ)。
四、粗紗機(jī)專用變頻器的構(gòu)想及要求：
　　1、粗紗機(jī)的三種工作速度
　?。?）正常紡紗速度：以50HZ為上限的一個(gè)可選速度，通過面板設(shè)置或電位器設(shè)置，而啟動(dòng)鈕和停車鈕。
　?。?）點(diǎn)車速度：有專用按鈕控制，不帶自鎖，目前定在15HZ，無須調(diào)整。
實(shí)踐證明兩次“點(diǎn)車”按鈕按下時(shí)間間隔應(yīng)大于1.5秒～2.5秒，否則易過載。間隔時(shí)間應(yīng)能人為設(shè)置范圍，建設(shè)為1.0～5.0秒。（注：點(diǎn)車是點(diǎn)動(dòng)在紡織行業(yè)的行話）
　?。?）爬行速度：定為1.5HZ，粗紗機(jī)在工藝停車時(shí)（包括人工操作“停車鈕”；滿紗自停；光電斷頭自停）車速?gòu)恼＜徏喫俣认陆档脚佬兴俣群蟮却龑Ｓ脗鞲衅鳎ǘㄎ挥茫┬盘?hào)再使速度變?yōu)?。
定位用傳感器只有在1.5HZ后才起作用，可以通過時(shí)間控制或頻率到達(dá)信號(hào)控制，用時(shí)間控制較為方便，即得到“停車”信號(hào)后，速度從正常紡紗下降瞬間開始計(jì)時(shí)，一般在15秒左右即可以到1.5HZ，這個(gè)時(shí)間我們叫等待時(shí)間，設(shè)定范圍建議為1.0秒～20.0秒。
　　2、大小紗變速的要求：（這里只指正常紡紗速度）目前通用變頻器在粗紗機(jī)上使用，紡一落紗的正常紡紗速度是不變的，假如是45HZ，紡3個(gè)小時(shí)一落紗。速度提不高原因就是大紗不易太高，所以整個(gè)過程都不高，使用變頻器后可以作到小紗時(shí)能高就高，充分發(fā)揮生產(chǎn)潛力，這樣可以變成50HZ1.5小時(shí)后逐步降到45HZ（用小時(shí)），工作曲線如圖：