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文檔簡介
1、明電變頻器系統(tǒng)在紡織行業(yè)粗紗機電氣控制系統(tǒng)應用分析1 引言粗紗機是紡紗體系中不可缺少的工序。對于粗紗機紡紗性能等方面的技術(shù)進步,國內(nèi)外做了許多研究,并取得巨大進展,尤其在 20 世紀后期,由于電子計算機技術(shù)、傳感技術(shù)特別是變頻調(diào)速技術(shù)在粗紗機上的應用,以及粗紗機牽伸、加壓、卷繞成形等紡紗技術(shù)在不斷改進,當代新型粗紗機已發(fā)展成高速度、高質(zhì)量、高產(chǎn)、高效的現(xiàn)代化粗紗機。隨著新型變頻器的不斷推陳出新,變頻調(diào)速技術(shù)日新月異,為滿足粗紗機的負載特性及工藝要求提供了良好條件,變頻器理想的控制功能再加上電腦的配合也簡化了粗紗機的機械結(jié)構(gòu),為實現(xiàn)多電機控制提供了條件,為實現(xiàn)粗紗機的高速化和機電一體化開辟了道路
2、。2 粗紗機介紹及相關(guān)功能需求潤發(fā)集團公司下屬紡織分廠引進了天津紡織機械廠生產(chǎn)的 TJFA458A型粗紗機 30 臺,該機型性能之優(yōu),被國內(nèi)外用戶所公認。該機型在功能操作方面具有獨特的優(yōu)勢,設(shè)備集編程控制、交流變頻調(diào)速、伺服跟蹤控制等先進技術(shù)于一體,自使用以來,電氣控制系統(tǒng)運行良好,故障率低,易于維護。電氣控制系統(tǒng)由 PLC可編程控制器、變頻器、換向控制、電磁離合器、紅外光電探測器組成。該控制系統(tǒng)分別由電纜進行連接通信,對設(shè)備的換向、運轉(zhuǎn)、落紗部分進行控制,完成機器的正常動作程序。主機采用日本明電變頻器,具有操作顯示、頻率修改、查看功能碼、功能碼重新設(shè)定、功能碼設(shè)定、故障顯示等功能。新型 TJ
3、FA458A粗紗機,以這種高性能為基礎(chǔ),不斷改進,確立了國內(nèi)領(lǐng)先的穩(wěn)固地位。特別是高質(zhì)量明電變頻器在該機型上的應用,達到了追求粗紗質(zhì)量的提高,降低單錠成本的要求。該機型采用新型封閉式高速錠翼,機電結(jié)合式成形結(jié)構(gòu),采用可編程序控制器和變頻器控制。慢速啟動 , 滿紗自動控制,實現(xiàn)定長、定位、定向停車。 PV4液晶顯示,品種適應性強,適紡純棉、純滌、純粘及其混紡。纖維長度 2265 毫米。額定功率低,主電機為8.6kW,全機 14.2kW(含巡回式清潔器)。是同類產(chǎn)品中最低者。傳動平穩(wěn),機器振動小。下面是該機型具體工藝參數(shù),見表1。表 1 TJFA458A 粗紗機工藝參數(shù)表3 粗紗機采用明電舍變頻調(diào)
4、速系統(tǒng)后的效果明電變頻器在該機型粗紗機上使用后,成為了理想的慢速啟動裝置。在以往諸多的慢速啟動裝置中,無論是油壓、離合器摩擦片式、單相電抗器式,還是雙向可控硅式都是電機在額定電壓 380V、標準頻率為 50 Hz 條件下進行啟動,其強大的啟動轉(zhuǎn)矩,靠上述裝置去軟化、吸收、抵消,不管哪一種都要付出代價,這不僅是增加一套裝置,花費成本,更主要的是帶來負面效應,如發(fā)熱及相關(guān)危害等。變頻器的原理不是軟化、吸收、抵消,而是靠其本身的設(shè)置來完成的。如我們設(shè)置變頻器的啟動頻率為 1Hz,按變頻器的 UF 曲線,則啟動電壓僅為 7.6V ,我們再設(shè)啟動時間,如 15s,照此,粗紗機將從 1 Hz開始啟動,電壓
5、從 7.6V 開始,在 15s 內(nèi)頻率從 1Hz 到 50Hz,電壓從 7.6V 到 380V,不難想像其啟動是平滑的,可以說啟動瞬間的沖擊就不存在了,無疑因開車而引起的細節(jié)和斷頭將降低到最低程度。明電變頻器在粗紗機上使用,還可實現(xiàn)定位停車。粗紗機在紡紗過程中有三種情況停車:光電斷頭停車、滿紗停車和人為停車。無論哪一種停車,都將按下述程序進行,在停車設(shè)置的時間內(nèi) ( 如 12s) 頻率從 50Hz 減小到 3Hz-3Hz,使粗紗機車速降至爬行速度。待轉(zhuǎn)到所設(shè)置的位置,由定位傳感器發(fā)出信號才停車。這樣可充分發(fā)揮變頻器的作用,一是低速定位容易、準確,方便擋車工再接頭操作,二是低速停車,可以防止和減
6、少因高速停車所引發(fā)細節(jié)的產(chǎn)生。改變車速容易、快捷,只須在變頻器操作面板上用按鍵設(shè)置即可,便于工藝參數(shù)和其他參數(shù) ( 如運轉(zhuǎn)頻率、錠子轉(zhuǎn)速及電機電流) 的監(jiān)測,方便了管理。粗紗機應用明電變頻器后節(jié)能效果也很明顯,突出表現(xiàn)在電機溫升大幅度降低,在長期運轉(zhuǎn)情況下,其表面溫度僅與人體溫度相當,一般變頻器控制的電機啟動電流不超過 1.5 倍額定電流,通常說變頻器在生產(chǎn)中使用可節(jié)電 10-30 。在粗紗機上安裝使用后須進一步確認。粗紗機使用明電變頻器后,機械故障和電氣故障明顯降低。從理論上和實踐上都證明了這一點,前者是因為啟動、制動柔和,沖擊力幾乎沒有,齒輪磨損和頂絲松動少,另外因有了錠翼定位停車,擋車工
7、點動也少了。即使用點動,也不會有沖擊,電氣故障降低更突出,因為過去容易出故障的帶觸點的接觸器和繼電器都被變頻器取代,而變頻器本身的故障率極低。圖 1 為整個控制系統(tǒng)方框圖。圖 1 系統(tǒng)控制方框圖4 明電舍變頻器具體應用和參數(shù)設(shè)置2000 年日本明電舍株式會社就推出矢量控制技術(shù)的VT230S系列變頻器( 0.4-660kW), 完美的矢量控制技術(shù)、電流跟蹤控制技術(shù)、磁通補償功能保證了變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)差補償減少了因負載變化引起的轉(zhuǎn)速波動,電機自適應功能、自動整定電機參數(shù),使變頻器同電機一體化。其功率范圍廣闊:0.4 660kW /400V 系列,調(diào)速范圍寬: 0.1 440Hz ,特長加減時間
8、: 0.01 60,000 秒,帶有參數(shù)拷貝 / 比較功能、內(nèi)置PID 控制器、內(nèi)置多泵控制器、內(nèi)置程序控制器。PWM軟聲調(diào)諧專利,完全環(huán)?;漠a(chǎn)品。而且一機多能:無傳感器矢量控制、有傳感器高性能矢量控制、 PM電機節(jié)能驅(qū)動、V/F 恒轉(zhuǎn)矩控制 ( 最大轉(zhuǎn)矩提升 ) 、V/F 變轉(zhuǎn)矩控制 ; 動態(tài)啟動功能可自動跟蹤電機轉(zhuǎn)速并投入運行,切換控制簡便易行。適用于 JIS 、JEC、JEM、CE、UL等標準規(guī)范,在國內(nèi)引進成套設(shè)備中大量采用. 新增了 PROFIBUS接口,方便于網(wǎng)絡(luò)連接??煞蛛x式操作器、數(shù)碼旋鈕功能的遙控式面板和快速旋轉(zhuǎn)菜單。操作器采用大型飛梭旋鈕, 使操作更加便利。操作器可簡單取下, 配合延長線可置于變頻器以外的地方。還有比較重要的一點就是節(jié)能效果非常好,下面是該型號變頻器具體應用于粗紗機控制系統(tǒng)的接線圖和詳細參數(shù)設(shè)定值。表 2 粗紗機明電舍變頻器主要參數(shù)設(shè)定表5 結(jié)束語高性能變頻調(diào)速技術(shù)在粗紗機上的使用,近年來已得到廣大紡織廠的認同,尤其是該系列懸錠粗紗機,具有高速、大卷裝和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點,再配上變頻器控制,其設(shè)備性能優(yōu)勢將得到更好的發(fā)揮
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