变频技术在细纱机中的应用

发布时间: 2014-04-19 08:39 作者: 浏览次数: 字号:

变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器作为一项成熟的高新技术在细纱机上的应用日趋加快。现有的国内外细纱机均已配备或可配备变频调速装置,其主要优势在于能够根据一落纱的大、中、小纱张力变化规律实现自动无级变速,优化纺纱条件,以尽可能地保持纺纱各阶段的张力稳定,对进一步降低断头,减少毛羽,实现优质高产,降低能耗和减轻值车工劳动强度都将起到积极作用。此外,变频调速有利于加强纺织厂机电一体化和计算机推广应用,实现在线检测、显示和控制,提高工艺过程的控制精度,保证质量,实现现代企业计算机网络管理。

变频调速的调整方式

细纱机利用变频器调节锭子速度快慢,无论是进口机型或国产机型通常有两种形式。一种较常见的是定长制方式,即按不同纺纱号数所纺的满纱总长划分为十点,设定长度区间,每个区间根据实际生产中的断头情况来设置相应的锭子速度,达到减少断头的目的。该方式设置较为精细,但在更改品种时则需全部重新设置,工艺调整不简便。另一种则是定位制方式,即根据实际纺纱中钢领板级升在大、中、小纱几个主要位置段设置相应速度来减少断头,从更换品种上讲,调整方便,也较直观。本文介绍的细纱变频装置即为定位制形式。

纺纱张力变化特点

锭子在恒速运转时,一落纱的断头分布是小纱最多,大纱次之,中纱最少。细纱卷绕高速回转形成气圈,气圈在不同纺纱阶段的波动影响纺纱张力的大小,是造成断头多少的直接因素。弄清一落纱中气圈张力的变化特点对控制纺纱张力平稳变化,减少断头十分关键。

(1)纺纱张力与锭子速度的关系:纺纱张力与锭子速度呈抛物线关系,即当锭速增大时,纺纱张力随着增大,且锭子速度愈高,纺纱张力增加幅度更大。

(2)一落纱中纺纱张力的变化:在始纺空管时纺纱张力最大,是因为气圈最长而卷绕直径偏小。随着钢领板上升,气圈张力趋小,但在管底成形完成前后出现气圈凸形最大,张力最不稳定,造成钢丝圈运动也不稳定。管底成形完成之后,卷绕直径的变化对纱条张力影响起着主要作用,钢领板位置在上升(小直径处)时纺纱张力大,气圈凸形小。钢领板位置在底部(大直径处)时纺纱张力小,气圈凸形大。中纱阶段是纺纱张力和气圈形状最稳定阶段。大纱满纱前气圈凸形较平直,但高度过小时纺纱张力有急剧回升现象,且失去对张力的调节作用,张力不稳定。纱线卷绕每次作短动程升降,且上升慢,下降快。经用张力仪测定,在钢领板由上转向下的瞬间,张力峰值出现突变,这时气圈形态变化也较大,易引起断头及捻度传递不匀。

调速与纺纱张力的匹配

根据一落纱中纺纱张力的变化规律,通过调整锭速来对之进行控制。变速位置主要控制三个方面:一是大纱、小纱卷绕小直径时采用较低的锭速;中纱卷绕大直径,张力小,可采用较高的锭速;二是对钢领上升及下降中张力突变部位可进行相应变速;小纱上升时纺纱张力渐小,锭速可适时增快,下降时张力渐大,可减慢锭速;三是空筒管开车生头时,张力波动大,采用适宜接头的低速运行。

本系统生头速度选择为工艺速度的84%,如过低反而造成接头困难。管纱成形全过程中降低锭速最好不要超过工艺速度的10%,因锭速过低会影响管纱成形,从而造成退绕不良。如降速幅度较大时,也要适当加重钢丝圈,对平衡全过程纺纱张力、改善成形与减少毛羽均有利。