中達(dá)電通股份有限公司 向陽
【摘要】絡(luò)筒機(jī)作為紡紗過程中的重要設(shè)備，近年來技術(shù)革新迅速。國外全自動絡(luò)紗機(jī)在20世紀(jì)末已發(fā)展到第三代，具有精密卷繞、精密紡疊、精密定長、電子清紗、空氣捻接、在線質(zhì)量栓驗及紗疵分級、節(jié)能降耗等特點。本文基于臺達(dá)VFD-F變頻器，論述其在自動絡(luò)筒機(jī)負(fù)壓風(fēng)機(jī)節(jié)能控制上的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】自動絡(luò)筒機(jī)變頻器節(jié)能 恒負(fù)壓控制
一． 引言
自動絡(luò)筒機(jī)是實現(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�！�
圖1 絡(luò)筒機(jī)在紡紗工藝流程中的位置
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：
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、雜技、改善紗線品質(zhì)。由紡廠運來的原紗一般有較多的外觀疵點，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，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。
圖2 典型的自動絡(luò)筒機(jī)
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)，方便的實現(xiàn)單錠啟�？刂�。同時，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)荷運轉(zhuǎn)，功耗浪費大。
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,有案例支持此項設(shè)計可使整機(jī)平均功耗最多能降低27%。
項目
無變頻
使用變頻后
結(jié)論
裝機(jī)功率
27.5 KW
27.5 KW
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風(fēng)機(jī)功率
15.0 KW
15.0 KW
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吸風(fēng)負(fù)壓
65mbar （峰值）
50 mbar （恒定）
恒定負(fù)壓，吸紗穩(wěn)定
平均運行功率
26.5 KW
21.3KW
整機(jī)節(jié)能 22.6% ；風(fēng)機(jī)節(jié)能 41%
負(fù)壓風(fēng)機(jī)使用變頻后，除節(jié)能外，還有如下優(yōu)點：
(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)變頻控制的實現(xiàn)
A. 基本配線 如圖3
圖3 風(fēng)機(jī)變頻配線圖
B. 調(diào)試參數(shù)和說明
參數(shù)號P 參數(shù)功能 默認(rèn)值 修改值 說明
01-00 最高操作頻率 60.0 50.0 ★
01-01 最大電壓頻率 60.0 50.0 ★
01-02 最高輸出電壓 440.0 380.0 ★
01-05 最低操作頻率 1.50 2.0
01-06 最低輸出電壓 5.5 15.0
01-07 上限頻率 60.0 50.0 ★
01-09 第一加速時間 10.0 20.0 ★單位：S
01-10 第一減速時間 10.0 20.0 ★
02-00 頻率指令來源 00 00 由面板設(shè)定恒負(fù)壓
02-01 運作命令來源 00 01 ★ 外部端子控制
02-03 載波頻率 10 3 低值減少電磁干擾，但增加電機(jī)噪聲
03-00 多功能輸出1 00 23 變頻故障報警時RC1-RA1 導(dǎo)通
04-09 最小AVI電壓 0.0 ★傳感器檢測到最小負(fù)壓時電位
04-10 最大AVI電壓 10.0 ★傳感器檢測到最大負(fù)壓時電位
07-02 電機(jī)滿載電流 100% 依電機(jī)標(biāo)牌設(shè)定
07-03 電機(jī)無載電流 30% 電機(jī)空載是電流
10-00 回授信號選擇 00 01 ★ 由AVI輸入
10-01 顯示對應(yīng)物量 1000 50 ★ 設(shè)定欲恒定負(fù)壓值
10-11 PID最低輸出頻率 00 01 ★ 參考1-05值
11-00 V/F曲線選擇 00 01 V/F曲線關(guān)系為1.5次方曲線
注：帶★為必需修改參數(shù)，其余為優(yōu)化參數(shù)。
C. 注意事項
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。
參考文獻(xiàn)：
�。�1］陳元甫.機(jī)織工藝與設(shè)備,上冊[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1982,66-89。
�。�2］裘愉發(fā).精密絡(luò)筒生產(chǎn)技術(shù)[J].絲綢,2003,(4):26-27。
［3］中達(dá)電通股份有限公司，《臺達(dá)VFD-F驅(qū)動器使用手冊，2006年8月。
