變頻技術(shù)在清梳聯(lián)合機(jī)上的應(yīng)用

張遜，陳靖芯

（1.揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇泰州 225300）

變頻技術(shù)在清梳聯(lián)合機(jī)上的應(yīng)用

張遜1，2，陳靖芯1

（1.揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇泰州 225300）

近年來，國(guó)內(nèi)外紡機(jī)廠商為了提高紡機(jī)的可靠性和自動(dòng)化程度，大量采用了PLC控制、變頻

調(diào)速等新技術(shù)，用來取代傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。文章探討了變頻技術(shù)在清梳聯(lián)合機(jī)上的應(yīng)用。

變頻技術(shù)；清梳聯(lián)合機(jī)；變頻器；變頻調(diào)速

由于高產(chǎn)梳棉機(jī)的出現(xiàn)和化纖的大量應(yīng)用，清梳聯(lián)已成為實(shí)現(xiàn)紡織廠現(xiàn)代化的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。改革開放后至今，我國(guó)相繼從德國(guó)、瑞士、意大利等國(guó)家引進(jìn)清梳聯(lián)生產(chǎn)線，清梳聯(lián)采用多倉(cāng)混棉機(jī)和三刺輥開清棉機(jī)，多倉(cāng)混棉機(jī)向清棉機(jī)的原料傳輸是由中央處理器控制并通過兩只直流電機(jī)完成的。可是直流電機(jī)價(jià)格昂貴，且過載能力差，故障率高，后期維修費(fèi)用高，可對(duì)其進(jìn)行交流變頻的技術(shù)改造，改造后不會(huì)影響梳棉機(jī)喂棉控制和蓋板速度控制，對(duì)生條重量不勻和條干不勻度也不會(huì)有影響，而且可以節(jié)約設(shè)備成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 清梳聯(lián)工藝技術(shù)要覽

清梳聯(lián)工藝及設(shè)備以其合理性和先進(jìn)性在國(guó)內(nèi)外得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，為了達(dá)到開松除雜，混和均勻，少傷纖維，少產(chǎn)生棉結(jié)，生條長(zhǎng)、短片段重量均勻的目的，首先要在開松、分梳、除雜過程中弄清棉結(jié)、雜質(zhì)的演變規(guī)律。利用Uster公司的AFis纖維檢驗(yàn)儀對(duì)清梳聯(lián)各單機(jī)在制品上進(jìn)行全面測(cè)試分析，找到了清梳聯(lián)工程中棉結(jié)、雜質(zhì)的演變規(guī)律。

2 清梳聯(lián)工藝的優(yōu)勢(shì)

只有采用清梳聯(lián)，才能紡出優(yōu)質(zhì)紗。其優(yōu)點(diǎn)為：（1）清梳聯(lián)提高了生條、成紗質(zhì)量。（2）節(jié)約用人、用電，提高生產(chǎn)效率。（3）改善生產(chǎn)環(huán)境，降低車間噪聲和粉塵。（4）提高原棉制成本，降低配棉等級(jí)。（5）節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用，節(jié)省占地面積等。

因此清梳聯(lián)具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)生條成紗質(zhì)量已達(dá)到或接近國(guó)際知名廠家清梳聯(lián)設(shè)備的質(zhì)量水平，而每套國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)設(shè)備投資僅為引進(jìn)國(guó)際同類設(shè)備的1/2左右，而且國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)設(shè)備維修費(fèi)較小[1]。

3 變頻技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)

清梳聯(lián)合機(jī)是紡紗工藝中一項(xiàng)重大變革和成就，清梳聯(lián)技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用已經(jīng)成為了棉紡技術(shù)的關(guān)鍵。該技術(shù)有利于提高生條成紗質(zhì)量和減少細(xì)紗斷頭和回花，同時(shí)有利于提高勞動(dòng)效率、節(jié)約生產(chǎn)空間、縮短工藝流程、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。由于交流變頻調(diào)速傳動(dòng)具有以下兩大特點(diǎn)：一是啟動(dòng)電流小，減少電源設(shè)備容量，可以使普通異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。二是啟動(dòng)平滑，消除機(jī)械的沖擊力，保護(hù)機(jī)械設(shè)備，對(duì)電機(jī)具有保護(hù)功能，降低電機(jī)的維修費(fèi)用，而且節(jié)電效果比較明顯。所以交流變頻調(diào)速技術(shù)得到了迅速地發(fā)展，并逐漸在電子拖動(dòng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

4 變頻技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

CVT3型清棉機(jī)給棉直流電機(jī)碳刷磨損迅速，碳刷架易打火燒壞，引起電機(jī)燒壞，從而導(dǎo)致電機(jī)壽命短，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不高。電機(jī)銅轉(zhuǎn)子經(jīng)過多次圓整后，換向器的銅片磨損會(huì)越來越嚴(yán)重，最終會(huì)導(dǎo)致打火擊穿，同樣引起電機(jī)燒毀。CVT3型鋸齒清棉機(jī)屬于單機(jī)臺(tái)運(yùn)行的設(shè)備，在整個(gè)清梳聯(lián)系統(tǒng)中處于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的前段。在生產(chǎn)過程中，如果輸棉直流電機(jī)一旦發(fā)生損壞，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)棉紡生產(chǎn)線的停產(chǎn)，會(huì)造成較大地經(jīng)濟(jì)損失。因此需對(duì)該傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，采用交流電機(jī)變頻調(diào)速取代原直流電機(jī)[2]。

原直流電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍70r／min-3000r／min，變速箱的變速比為40：1，功率為0.6KW。我們采用A002型抓棉機(jī)傳動(dòng)升降的電機(jī)來取代，該電機(jī)為一個(gè)帶變速箱的交流電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1400r／min，變速箱傳動(dòng)比27∶1，功率為0．55KW，三相。變頻器采用日本三菱公司的FREQROL-Z240-ER型，功率1．5KW。原直流電機(jī)(M142)經(jīng)過變速箱變速后輸出速度的變化范圍在1.75r／min-75r／min之間。MM6型多倉(cāng)混棉機(jī)下部水平輸棉簾子處有一個(gè)速度傳感器，M142直流電機(jī)變速箱輸出的速度與該傳感器的測(cè)速正好是1∶1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)M142直流電機(jī)變速箱輸出為75r／min時(shí)，CVT3型清棉機(jī)顯示屏的速度顯示V=100%。A002型抓棉機(jī)傳動(dòng)升降電機(jī)變速箱傳動(dòng)比27∶1，當(dāng)交流電頻率為50HZ時(shí)，輸出速度約為52r／min左右。當(dāng)此變速箱輸出為75r／min時(shí)，也就是當(dāng)V＝100%時(shí)，變頻器輸出頻率應(yīng)該在72.5HZ左右。所以對(duì)FREQROL-Z240-ER型變頻器的頻率設(shè)置選用在0-120HZ的范圍。

將一個(gè)交流24V的中間繼電器ZJ并聯(lián)在CVT3型清棉機(jī)第一羅拉傳動(dòng)電機(jī)的交流接觸器線圈的兩端，該中間繼電器的常開觸點(diǎn)作為向變頻器提供380V交流電源的開關(guān)。CVT3型清棉機(jī)啟動(dòng)時(shí)，需要按順序依次啟動(dòng)第三羅拉，第二羅拉和第一羅拉，當(dāng)?shù)谝涣_拉啟動(dòng)時(shí)，同時(shí)也提供了變頻器的電源。控制電路中的模塊KSZ3輸出0-10V的調(diào)速信號(hào)電壓，用于控制模塊GMB1B以改變?cè)璏142直流電機(jī)的速度。將這一信號(hào)電壓并聯(lián)到變頻器的調(diào)速信號(hào)電壓輸入端2-5端，供變頻器調(diào)速用。模塊KSZ3輸出信號(hào)電壓的變化由DX型強(qiáng)力除塵器輸棉管道中的氣壓控制。將模塊GMBlB的5-6輸入端分別斷開。輸棉簾子運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)測(cè)信號(hào)由模塊1KRB的4-5端分別接到變頻器的SD、SFT端，作為變頻器控制交流電機(jī)的開、停信號(hào)。

在生產(chǎn)過程中，如果棉層過厚，設(shè)備堵車，原直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)功能才能生效，而在給棉量調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，極易發(fā)生堵車。一旦出現(xiàn)堵車，原設(shè)計(jì)的慢速反轉(zhuǎn)會(huì)因直流電機(jī)功率太小，輸棉簾子往往倒轉(zhuǎn)不動(dòng)，這種情況下，只能進(jìn)行人工處理，這樣既浪費(fèi)時(shí)間，又影響了生產(chǎn)效率。因此我們沒有在變頻器的控制程序中輸入反轉(zhuǎn)功能，如需要電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)可臨時(shí)改變交流電機(jī)的相序。經(jīng)過上述改造，清棉機(jī)整體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，棉層厚度和給棉量控制自如，交流電機(jī)和變速箱負(fù)荷正常，調(diào)速性能和原直流電機(jī)一樣[3]。

5 結(jié)語

交流變頻調(diào)速技術(shù)克服了直流變頻調(diào)速過載能力差，故障率高的缺點(diǎn),逐漸取代了直流調(diào)速，該技術(shù)可以使普通異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速,在現(xiàn)代紡織設(shè)備上的應(yīng)用越來越廣泛。如用到空調(diào)中使節(jié)能更顯著；用到粗紗中可以取代防細(xì)節(jié)裝置等等。而且隨著國(guó)產(chǎn)變頻技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)變頻器質(zhì)量有了較大提升，功能也不斷完善，已經(jīng)可以替代進(jìn)口變頻器使用。

[1]沈天培.在梳毛聯(lián)合機(jī)上紡制混合粗紡毛紗[J].上海紡織科技,1980,(3):53．

[2]榮鴻昌.幾種引進(jìn)清梳聯(lián)設(shè)備的調(diào)研分析[J].棉紡織技術(shù), 1996,(7):12-14．

[3]高宜畏.清梳聯(lián)合機(jī)工藝技術(shù)與設(shè)備創(chuàng)新探討[J].棉紡織技術(shù),2000,(1):19-27.

（責(zé)任編輯 劉紅/楊荔晴）

Frequency Conversion Technology in Blowing Carding Machine

ZHANG Xun1,2，CHEN Jing-xin2

(1.Yangzhou University,Yangzhou Jiangsu 225009;2.Taizhou Polytechnic College,Taizhou Jiangsu 225300, China)

In recent years domestic and foreign textile machinery manufacturers,In order to improve the reliability and automation of textile machinery,By a large number of PLC control,variable frequency speed control technology,used to replace the traditional mechanical structure.This paper discusses the technology of frequency conversion in blowing-carding unit application.

frequency conversion technology;carding combination machine;frequency converter;variable frequency speed regulation

TS103.7

A

1671-0142（2012）03-0066-02

張遜(1980-),男,江蘇泰州人,講師.