臺達(dá)變頻器VFD-F在自動絡(luò)筒機(jī)的節(jié)能應(yīng)用

一． 引言

　　自動絡(luò)筒機(jī)是實(shí)現(xiàn)紡織企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵設(shè)備，國內(nèi)市場每年有約2600臺左右的需求量，上世紀(jì)90年代初，中國自動絡(luò)筒機(jī)大部分依賴進(jìn)口，主要進(jìn)口機(jī)型為第二代和第三代自動絡(luò)筒機(jī)。上世紀(jì)90年中期以來，青島宏大公司和上海二紡機(jī)分別從意大利和德國引進(jìn)第二代自動絡(luò)筒機(jī)技術(shù)并形成產(chǎn)量，在引進(jìn)消化吸收基礎(chǔ)上，近年，兩家公司分別于自主研發(fā)了第三代自動絡(luò)筒機(jī)，并形成批量。目前我國棉紡織企業(yè)正在使用的各種絡(luò)筒機(jī)的數(shù)量大約有3萬臺。

二． 絡(luò)筒機(jī)基本工序

　　絡(luò)筒(又稱絡(luò)紗)是織前準(zhǔn)備的第一道工序，它的任務(wù)是將來自紡部的管紗或絞紗在絡(luò)筒機(jī)上加工成符合一定要求的筒子。

絡(luò)筒工序可以概括為以下兩點(diǎn)：

A. 由于鋼領(lǐng)直徑限制，使得細(xì)紗紗管上的容紗量十分有限，無法直接用于織造，通過絡(luò)筒工序?qū)⒃?或長絲)做成大容量圈套的筒子，提供給整經(jīng)、卷緯、針織、無梭織機(jī)的供緯或漂染等工序。一般中特紗的筒子其繞長度可達(dá)10萬米左右。

B. 清除紗線上的某些疵點(diǎn)、雜技、改善紗線品質(zhì)。由紡廠運(yùn)來的原紗一般有較多的外觀疵點(diǎn)，在通過絡(luò)筒機(jī)上的清紗裝置時，可以清除其上的絨毛，塵屑及弱紗、粗結(jié)等雜質(zhì)疵點(diǎn)，這樣，既可改善織物的外觀質(zhì)量，又因剔除了紗線上的薄弱環(huán)節(jié)而提高了它們的平均強(qiáng)度，減少了紗線的后道工序中的斷頭。

　　目前市場第三代自動絡(luò)筒機(jī)，上紗、清紗、退捻、斷紗捻接、卷繞成形均實(shí)現(xiàn)自動控制完成，除此外，其技術(shù)先進(jìn)性還體現(xiàn)在：

a．筒紗張力均勻，密度均勻且可控;

b.適應(yīng)特殊卷裝要求;

c.筒紗長度精度的可控;

d.適應(yīng)各種不同紗線的絡(luò)紗;

e.絡(luò)筒工序?qū)崿F(xiàn)低能耗;

f.絡(luò)筒工藝實(shí)現(xiàn)低回絲消耗.

其中絡(luò)筒工序的低能耗，主要是通過風(fēng)機(jī)變頻恒負(fù)壓控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

三. 自動絡(luò)筒機(jī)能耗分析

　　自動絡(luò)筒機(jī)目前已全面實(shí)現(xiàn)單錠控制，單錠動力驅(qū)動中大量采用小功率直流無刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，方便的實(shí)現(xiàn)單錠啟?？刂啤Ｍ瑫r，單錠的啟停，直接影響筒紗吸紗臂風(fēng)口的作用與否，同時影響空氣負(fù)壓大小和用量。

　　第二代、第三代早期自動絡(luò)筒機(jī)，負(fù)壓風(fēng)機(jī)由工頻直接驅(qū)動，風(fēng)機(jī)電機(jī)功率按最大負(fù)壓和耗氣量設(shè)計，即不管單錠絡(luò)筒啟動與否，風(fēng)機(jī)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，功耗浪費(fèi)大。

　　第三代后期自動絡(luò)筒機(jī)負(fù)壓風(fēng)機(jī)由變頻器控制，負(fù)壓傳感器實(shí)時檢測負(fù)壓風(fēng)道負(fù)壓，其能根據(jù)耗氣量大小自動調(diào)節(jié)吸風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速. 如沒有或僅較少錠位動作,則吸風(fēng)電機(jī)低速運(yùn)行，這時可降低風(fēng)機(jī)功耗50%以上。如在某較短時段有很多錠位同時動作,其負(fù)壓傳感器會及時采集當(dāng)時負(fù)壓值,直接傳送給變頻器控制板，通過變頻器自動運(yùn)算，迅速改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,以保證負(fù)壓準(zhǔn)確維持在設(shè)定值上，保證紗頭捕捉迅速有效，達(dá)到節(jié)能恒負(fù)壓控制的目的。

按絡(luò)筒機(jī)中負(fù)壓風(fēng)機(jī)所功耗比,有案例支持此項(xiàng)設(shè)計可使整機(jī)平均功耗最多能降低27%。

表1：青島宏大公司某型自動絡(luò)筒機(jī)使用風(fēng)機(jī)變頻前后功耗對比

負(fù)壓風(fēng)機(jī)使用變頻后，除節(jié)能外，還有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 電動機(jī)從2Hz開始軟起動，對電機(jī)、空壓機(jī)、電網(wǎng)的沖擊大為減??；
(2) 延長了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的維修量和維護(hù)費(fèi)用；
(3) 進(jìn)一步完善了保護(hù)功能，如熱保護(hù)、過電流、過電壓、欠電壓、短路、缺相保護(hù)等功能；

(4) 符合環(huán)保節(jié)能方針的要求，提升企業(yè)形象。

四. 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變頻控制的實(shí)現(xiàn)

A. 基本配線 如圖3

B. 調(diào)試參數(shù)和說明

注：帶★為必需修改參數(shù)，其余為優(yōu)化參數(shù)。

C. 注意事項(xiàng)

　　目前第三代絡(luò)筒機(jī)，主控上多采取工控機(jī)和單片機(jī)形式，其系統(tǒng)抗干擾能力值得不強(qiáng)；使用變頻控制，配線和調(diào)試注意防干擾設(shè)計；

變頻器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，對風(fēng)機(jī)節(jié)能效果有直接影響。

五. 絡(luò)筒機(jī)變頻市場分析

　　目前世界四大自動絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)商：德國賜來福公司、日本村田公司、意大利薩維奧公司、中國青島宏大公司占據(jù)國內(nèi)絕大部分自動絡(luò)筒機(jī)市場。其中薩維奧公司和青宏大公司分別在山東濟(jì)寧和青島新建了大型生產(chǎn)基地。

　　由于早期我國自動絡(luò)筒機(jī)依賴進(jìn)口，主要進(jìn)口機(jī)型為第二代和第三代自動絡(luò)筒機(jī)，其大部分未裝備變頻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其變頻節(jié)能改造市場值得關(guān)注。