纺织企业中变频器的运用

殷翔芝

[摘要]试对纺织企业中变频器的调速技术及其运用作探析，旨在阐述该机械对纺织的促进作用。变频器的合理使用能够提高棉纺的效率和纺织质量，降低企业的生产成本，提升经济效率。变频器节能的特有功能符合企业的科学发展理念，帮助企业提升产品的质量档次和科技含量。

[关键词]纺织 变频器 运用

中图分类号：TS1文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120024－01

随着国际纺织品配额壁垒的取消，中国的传统产业“棉纺织品”凭其独特的优势全方位进军国际市场，其出口量几十倍，甚至成百倍地增长。给国际，尤其是欧美市场带来了新一轮的冲击波。纺织企业的竞争也突现在质量、品种和价格这三方面。企业适应多品种小批量，降低生产成本，提升产品质量档次是当前企业发展的重点。归根到底，发挥企业的机械设备的最大效能应是其发展的关键之步，也是交流变频器在纺织行业中运用条件。

一、变频器在纺织企业中运用的必然

（一）设备老化，更新换代不够及时

原棉纺设备中的A字头梳棉机道夫传动都采用双速电机及摩擦离合器形式，因此，从慢速生头到快速运行时产生的意外牵伸及变速箱齿轮磨损产生的“打顿”使棉条重不匀及cv%严重超标，往往使成纱等级大幅下降。目前新开发的梳棉机道夫传动已采用交流变频加普通异步电动机，由于变频的升降速范围很宽，可达0.1～3600秒，且取消变速箱，离合器，直接采用同步齿形带传动道夫，升降速非常平稳，传动精度高，且无噪声，它的使用从根本上克服了原A字头梳棉机弊病，从而可确实可靠地保证棉条质量。

（二）原粗纱机一直采用锥形（铁炮）变速机构，但锥形变速皮带打滑导致变速不准，影响绕纱张力和成形不好的质量问题

现采用交流变频调速，去掉了锥形变速机构，使以上难题迎刃而解，从根本上把好了粗纱的质量关。而对于细纱机来说，由于新型机采用变频调速器去掉了成行机构中的成型凸轮，进而克服了由于成行凸轮所造成的桃底有停顿，桃顶有冲击的难题，使细纱卷绕成形质量大为提高。主电机采用变频调速后，使得细纱在大、中、小纱时的转速在变化，大大减少了细纱的断头率，使成纱质量得到了可靠保证。

二、变频器在纺织企业中运用能够降低生产成本

（一）变频器的运用能够降低电力资源的消耗

不使用变频器前，为保证启动时有足够的扭矩和减少对电网的冲击，送风及大惯量负载装机功率往往高出所需功率的40%～50%，变压器容量也高出实际很多。这样非但设备投资有很大一块浪费，而且电动机、变压器空载损耗（铜耗、铁耗）的一块电费也相当惊人。

由于变频器具有优越的软启动及恒扭矩功能，它可以在100%-150%扭矩下将异步电动机的启动电流限制在额定电流附近。启动冲击对电机容量及电网的限制条件已不存在。采用变频后可彻底消除以前的大马拉小车及电动机功率过剩问题。

（二）风机、空调变频调速节能相当可观

空调是棉纺厂离不开的首选设备，是生产的必备设备。由流体力学可知，风量Q与转速一次方成正比，压力H与转速的平方成正比。我们可通过以下计算公式予以说明：

（1）Q/Qe=n/ne；（2）H/He=(n/ne)²；（3）P/Pe=(n/ne)³。

其中公式中的字母代表为：Qe－风机的额定风（流）量；He风机的额定压力；Pe风机的额定功率；ne风机的额定转速。

由式中可知，若风机效率一定，当要求调节风量下降时，转速可成比例下降，此时风机的输出功率是成立方关系下降。风机在棉纺设备中应用量大、面广，其传动绝大部分为大功率交流电机，耗电量在棉纺设备中是大户。以前风机都采用电机恒速传动，调节风门的办法调节风量。这种调节方式虽然简单，但它是以增加管网损失，耗费大量能源为代价的。如采用“风机专用变频”来自动调速，就可以从根本上防止电能浪费，单从公式p/pe=(n/ne)3来算，其节约的电费就可想而知了。

（三）变频器使传动机构变得更为可靠

梳棉机道夫传动使用变频取消了减速箱，惯性飞轮，带电刷的电磁离合器及双速电机后，以前维修工最繁忙的变速箱漏油问题、齿轮磨损调换问题、离合器失灵损坏问题，工艺变化调换“变产”齿轮问题已全不存在。变频器的使用，使维修工工作量急剧下降；维修备件仓库急剧萎缩；梳棉机的停台率直线下降；而产量、质量却直线上升。反之，产品的成本亦将成倍下降！

三、变频器的选择方案探析

（一）矢量变频器，控制结构简单，性能好

由于矢量变频器可以分别对电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制，自动改变电压和频率，使指令值和检测实际值达到一致，从而实现了矢量控制。虽然它是开环控制系统，但是大大提升了静态精度和动态品质，转速精度可达5%。

在设备要求不是十分高的情况下，采用该方案是非常合适的，它可达到控制结构简单，可靠性又高的实效，该方案目前已在FA系列梳棉机上开始使用并获得比较理想的效果。

（二）矢量闭环变频器，性价比优良

矢量闭环变频调速是一种最为理想的控制方式，他类同于伺服、直流闭环调速，但性价比又大大优于两者。我厂已在FA218C梳棉机前后比例跟踪上成功使用该方案，效果非常理想。该方案具有以下优点：

（1）可以从零转速起进行速度控制，即甚低速亦能运行，调速范围可达100:1或1000:1；（2）动态响应快，转速精度高；（3）加速度特性好，抗负载突变能力强。

因此对于转速精度要求不是特别高，负载变化不是十分剧烈的场合，建议选用开环矢量变频调速系统为好。

四、变频器使用的注意点

变频器内部由于存在IGBT等高速工作开关，故在电路中会出现分布电感和分布电容，他们之间的能量转换产生振荡现象，形成发射电磁波，从而产生高频（1GHZ左右）电磁噪声或电磁干扰，干扰严重时将会导致弱电设备如PLC、电子计数器、工控机等无法正常工作。对此，应该注意：

1．布线时，变频器主回路必须与信号回路垂直或离开20-30公分。

2．信号线采用屏蔽线或者塑料绞合线，导线绞合后噪声信号的大部分会相互抵消。

3．变频必须使用单独接地极，不能与其它动力设备接地相连。且两者相距最小为5米，更不能将变频接地连在零线上。

4．频率参数设置应尽量小于5KHZ。

5．在变频器的输入、输出端安装变频专用滤波器。

总之，变频器在纺织企业中的运用已日趋成熟，企业依据发展的实际需要，挑选适合其运用的变频器有利促进棉纺设备改造，提高产品质量。