變頻器在經(jīng)編機上的成功應(yīng)用
計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)正逐步取代交流串級調(diào)速、直流調(diào)速等電氣傳動方式。采用交流電機變頻調(diào)速技術(shù)可以提高機械控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有優(yōu)良控制性能和顯著節(jié)能效果。交流異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，便于維修保養(yǎng),,適用于各種工作環(huán)境。經(jīng)編行業(yè)運用變頻調(diào)速技術(shù)對老式經(jīng)編機電機調(diào)速方式進行改造可以提高產(chǎn)品竟爭力，增加企業(yè)經(jīng)濟效益
1 電機和變頻器選擇
德國MRGJSF36/1/18型電腦經(jīng)編機是上世紀八十年代初產(chǎn)品。該機采用直流電機來調(diào)節(jié)車速，起、停不平穩(wěn)；直流電機維修保養(yǎng)工作量大；直流調(diào)速裝置老化淘汰 ，故障多，可以改為三相交流電機變頻調(diào)速。將原GF132LM型直流電機（6.1KW,16A,1500r/min）改為Y132M-4型交流異步電機(7.5KW,15.4A,1440r/min),安裝外形尺寸一樣,電氣性能數(shù)據(jù)比較接近。經(jīng)編機電氣控制原理及電機調(diào)速原理，經(jīng)綜合比較，選擇三菱通用變頻器FR-F740-11K（11KW，400V，23A）代替原直流調(diào)速裝置。
2 改造方法
a. 拆掉直流電機和制動器（變頻器具有制動功能），其電樞、勵磁、脈沖發(fā)生器及調(diào)節(jié)器等控制部分電源均拆掉。
b. 裝上交流電機和變頻器，另加20A自動斷路器控制變頻器三相電源，變頻器輸出端U、V、W直接引到主電機M205上。
c. 利用快車接觸器K314一對常開觸頭作為變頻器起動信號。
d. 變頻器報警輸出端B、C接至機器準備繼電器K310線圈回路，一旦故障報警，變頻器立即跳閘并自鎖保護。
e. 利用K314一對常閉觸頭和一只按鈕與復(fù)位端RES、公共端SD串聯(lián)，可變頻器故障跳脫時用按鈕使變頻器復(fù)位，而機器正常運轉(zhuǎn)時不會使變頻器復(fù)位。
f. 利用原直流調(diào)速電位器R209作為變頻器頻率設(shè)定信號（模擬量），調(diào)節(jié)交流電機速度。
g. 用變頻器代替直流調(diào)速裝置，原快動、慢動和停止按鈕保持不變，以方便擋車工操作。
改造后MRGJSF型經(jīng)編機主電機驅(qū)動電路圖如附圖所示。
3 調(diào)試運行
變頻器調(diào)試基本步驟是空載通電檢驗,帶電機空載運行,帶載試運行及機器統(tǒng)調(diào)。從操作面板上輸入有關(guān)參數(shù)，滿足生產(chǎn)工藝要求。
3.1 空載通電檢驗
a. 改造后經(jīng)編機主電機驅(qū)動電路圖進行接線，接通三相電源。
b. 檢查變頻器顯示窗出廠顯示是否正常。
c. 熟悉變頻器操作和故障代碼。
3.2 帶電機空載運行
a. 設(shè)定變頻器基準頻率（電機額定頻率）和基頻電壓（電機額定電壓）。
b. 設(shè)定電子過電流保護。一般為電機額定電流。
c. 設(shè)定上下限頻率。防止輸出頻率過高損壞設(shè)備，還可作限速使用。
d. 設(shè)置轉(zhuǎn)矩特性。變頻器使用說明書V/F類型圖和負載特點，選擇恒轉(zhuǎn)矩負載。提高低頻時電機起動轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)矩提升），使電機輸出轉(zhuǎn)矩滿足機械負載起動要求。
e. 變頻器分別面板運行模式和外部運行模式下起動、停止電機，觀察電機運行是否正常，方向是否正確。
3.3 帶載試運行
a. 設(shè)定加減速時間。通常按負載和經(jīng)驗先設(shè)定較長加減速時間，起、停電機觀察有無過流報警，然后逐漸縮短加減速時間，以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則。
b. 若起、停電機過程中變頻器出現(xiàn)過流報警，應(yīng)重新調(diào)整加減速時間或轉(zhuǎn)矩提升量。
c. 若起動電機時仍出現(xiàn)過流報警，試試簡易磁通矢量控制，提供大起動轉(zhuǎn)矩和充足低速轉(zhuǎn)矩。
3.4 機器統(tǒng)調(diào)
變頻器設(shè)定為外部運行模式，起動、停止經(jīng)編機，速度由電位器R209調(diào)節(jié)，觀察電機及機械負載運行是否平穩(wěn)、加減速是否平滑，產(chǎn)品工藝質(zhì)量是否滿足要求。
經(jīng)反復(fù)調(diào)試，變頻器主要參數(shù)設(shè)置如下：
Pr0---轉(zhuǎn)矩提升 3%
Pr1---上限頻率 50 Hz
Pr2---下限頻率 0 Hz
Pr3---基準頻率 50 Hz
Pr7---加速時間 7 s
Pr8---減速時間 5 s
Pr9---過電流保護 15.4 A
Pr11---直流制動時間 0.2 s
Pr19---基波頻率電壓 380 V
Pr79---運行模式選擇 2
Pr80---電機功率 7.5 KW
4 應(yīng)用效果
4.1 提高產(chǎn)品產(chǎn)量
變頻器調(diào)速機速一旦設(shè)定后，經(jīng)編機運行平穩(wěn)，加減速平滑，機械磨損減少，機速提高，產(chǎn)量提高，設(shè)備利用率提高。
4.2 提高產(chǎn)品質(zhì)量
MRGJSF型經(jīng)編機原來起制動方式會使布面出現(xiàn)橫向條紋（橫檔）。采用變頻調(diào)速后，變頻器內(nèi)部具有矢量-轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)保證了電機良好起動性能，實現(xiàn)了電機軟起動。開停機時電機轉(zhuǎn)速增加和減少速率可工藝要求預(yù)先設(shè)定，達到了平滑無極變速，消停機橫檔，減少了紗線斷頭。自從設(shè)備改造運行后，次品減少，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。此外，變頻器具有動態(tài)響應(yīng)快、過載能力強、機械特性硬等性能有利于工藝質(zhì)量穩(wěn)定和提高。
4.3 減少維修費用
采用變頻調(diào)速技術(shù)，減少起動電流和運行電流，實時控制功率輸出，節(jié)省電能。原直流調(diào)速裝置老化淘態(tài)，電路復(fù)雜不通用，故障頻繁。改為通用變頻調(diào)速后，電路簡化，故障少，維修方便。變頻器具有較強保護功能和診斷功能，故障顯示代碼能夠確定故障原因，縮小故障范圍，減少故障查找時間。改為交流異步電機后，電機維修保養(yǎng)工作量大大減少，導(dǎo)紗針、織針、針芯等配件消耗量也相應(yīng)減少，提高了設(shè)備總體運轉(zhuǎn)率，減少了設(shè)備維修費用，延長了設(shè)備使用受命
4.4 投資少，見效快
經(jīng)編機改造為交流電機變頻調(diào)速后，投入產(chǎn)出比高，一般半年內(nèi)即可收回成本。
5 結(jié)束語
采用變頻調(diào)速技術(shù)改造老式經(jīng)編機，可靠性高，維修費用低，節(jié)能降耗，操作方式?jīng)]有改變，深受維修人員和操作人員歡迎，給國內(nèi)經(jīng)編行業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益。
1 電機和變頻器選擇
德國MRGJSF36/1/18型電腦經(jīng)編機是上世紀八十年代初產(chǎn)品。該機采用直流電機來調(diào)節(jié)車速，起、停不平穩(wěn)；直流電機維修保養(yǎng)工作量大；直流調(diào)速裝置老化淘汰 ，故障多，可以改為三相交流電機變頻調(diào)速。將原GF132LM型直流電機（6.1KW,16A,1500r/min）改為Y132M-4型交流異步電機(7.5KW,15.4A,1440r/min),安裝外形尺寸一樣,電氣性能數(shù)據(jù)比較接近。經(jīng)編機電氣控制原理及電機調(diào)速原理，經(jīng)綜合比較，選擇三菱通用變頻器FR-F740-11K（11KW，400V，23A）代替原直流調(diào)速裝置。
2 改造方法
a. 拆掉直流電機和制動器（變頻器具有制動功能），其電樞、勵磁、脈沖發(fā)生器及調(diào)節(jié)器等控制部分電源均拆掉。
b. 裝上交流電機和變頻器，另加20A自動斷路器控制變頻器三相電源，變頻器輸出端U、V、W直接引到主電機M205上。
c. 利用快車接觸器K314一對常開觸頭作為變頻器起動信號。
d. 變頻器報警輸出端B、C接至機器準備繼電器K310線圈回路，一旦故障報警，變頻器立即跳閘并自鎖保護。
e. 利用K314一對常閉觸頭和一只按鈕與復(fù)位端RES、公共端SD串聯(lián)，可變頻器故障跳脫時用按鈕使變頻器復(fù)位，而機器正常運轉(zhuǎn)時不會使變頻器復(fù)位。
f. 利用原直流調(diào)速電位器R209作為變頻器頻率設(shè)定信號（模擬量），調(diào)節(jié)交流電機速度。
g. 用變頻器代替直流調(diào)速裝置，原快動、慢動和停止按鈕保持不變，以方便擋車工操作。
改造后MRGJSF型經(jīng)編機主電機驅(qū)動電路圖如附圖所示。
3 調(diào)試運行
變頻器調(diào)試基本步驟是空載通電檢驗,帶電機空載運行,帶載試運行及機器統(tǒng)調(diào)。從操作面板上輸入有關(guān)參數(shù)，滿足生產(chǎn)工藝要求。
3.1 空載通電檢驗
a. 改造后經(jīng)編機主電機驅(qū)動電路圖進行接線，接通三相電源。
b. 檢查變頻器顯示窗出廠顯示是否正常。
c. 熟悉變頻器操作和故障代碼。
3.2 帶電機空載運行
a. 設(shè)定變頻器基準頻率（電機額定頻率）和基頻電壓（電機額定電壓）。
b. 設(shè)定電子過電流保護。一般為電機額定電流。
c. 設(shè)定上下限頻率。防止輸出頻率過高損壞設(shè)備，還可作限速使用。
d. 設(shè)置轉(zhuǎn)矩特性。變頻器使用說明書V/F類型圖和負載特點，選擇恒轉(zhuǎn)矩負載。提高低頻時電機起動轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)矩提升），使電機輸出轉(zhuǎn)矩滿足機械負載起動要求。
e. 變頻器分別面板運行模式和外部運行模式下起動、停止電機，觀察電機運行是否正常，方向是否正確。
3.3 帶載試運行
a. 設(shè)定加減速時間。通常按負載和經(jīng)驗先設(shè)定較長加減速時間，起、停電機觀察有無過流報警，然后逐漸縮短加減速時間，以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則。
b. 若起、停電機過程中變頻器出現(xiàn)過流報警，應(yīng)重新調(diào)整加減速時間或轉(zhuǎn)矩提升量。
c. 若起動電機時仍出現(xiàn)過流報警，試試簡易磁通矢量控制，提供大起動轉(zhuǎn)矩和充足低速轉(zhuǎn)矩。
3.4 機器統(tǒng)調(diào)
變頻器設(shè)定為外部運行模式，起動、停止經(jīng)編機，速度由電位器R209調(diào)節(jié)，觀察電機及機械負載運行是否平穩(wěn)、加減速是否平滑，產(chǎn)品工藝質(zhì)量是否滿足要求。
經(jīng)反復(fù)調(diào)試，變頻器主要參數(shù)設(shè)置如下：
Pr0---轉(zhuǎn)矩提升 3%
Pr1---上限頻率 50 Hz
Pr2---下限頻率 0 Hz
Pr3---基準頻率 50 Hz
Pr7---加速時間 7 s
Pr8---減速時間 5 s
Pr9---過電流保護 15.4 A
Pr11---直流制動時間 0.2 s
Pr19---基波頻率電壓 380 V
Pr79---運行模式選擇 2
Pr80---電機功率 7.5 KW
4 應(yīng)用效果
4.1 提高產(chǎn)品產(chǎn)量
變頻器調(diào)速機速一旦設(shè)定后，經(jīng)編機運行平穩(wěn)，加減速平滑，機械磨損減少，機速提高，產(chǎn)量提高，設(shè)備利用率提高。
4.2 提高產(chǎn)品質(zhì)量
MRGJSF型經(jīng)編機原來起制動方式會使布面出現(xiàn)橫向條紋（橫檔）。采用變頻調(diào)速后，變頻器內(nèi)部具有矢量-轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)保證了電機良好起動性能，實現(xiàn)了電機軟起動。開停機時電機轉(zhuǎn)速增加和減少速率可工藝要求預(yù)先設(shè)定，達到了平滑無極變速，消停機橫檔，減少了紗線斷頭。自從設(shè)備改造運行后，次品減少，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。此外，變頻器具有動態(tài)響應(yīng)快、過載能力強、機械特性硬等性能有利于工藝質(zhì)量穩(wěn)定和提高。
4.3 減少維修費用
采用變頻調(diào)速技術(shù)，減少起動電流和運行電流，實時控制功率輸出，節(jié)省電能。原直流調(diào)速裝置老化淘態(tài)，電路復(fù)雜不通用，故障頻繁。改為通用變頻調(diào)速后，電路簡化，故障少，維修方便。變頻器具有較強保護功能和診斷功能，故障顯示代碼能夠確定故障原因，縮小故障范圍，減少故障查找時間。改為交流異步電機后，電機維修保養(yǎng)工作量大大減少，導(dǎo)紗針、織針、針芯等配件消耗量也相應(yīng)減少，提高了設(shè)備總體運轉(zhuǎn)率，減少了設(shè)備維修費用，延長了設(shè)備使用受命
4.4 投資少，見效快
經(jīng)編機改造為交流電機變頻調(diào)速后，投入產(chǎn)出比高，一般半年內(nèi)即可收回成本。
5 結(jié)束語
采用變頻調(diào)速技術(shù)改造老式經(jīng)編機，可靠性高，維修費用低，節(jié)能降耗，操作方式?jīng)]有改變，深受維修人員和操作人員歡迎，給國內(nèi)經(jīng)編行業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益。
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