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變頻器在高速倍捻機上的應用

欄目: 紡織印染

發表時間: 2017年11月6日

引言

倍捻機是一種加捻設備,加捻是把松散的纖維須條加以適量的捻度,使之成紗或者把紗、絲捻合成股線、纜繩,最終使紗線具有一定的物理機械性能和一定的外觀,如紗線的強度、彈性、伸長率、毛羽、光澤、手感等。加捻后成紗的結構、形態發生變化,能使織物獲得特殊的外觀效應,如縐效應。倍捻機可以實現一轉兩捻,加捻效率比傳統捻線設備成倍提高。

一、高速倍捻機工作原理

常見的倍捻機每個單元設計為8錠,前后兩面共16錠。每錠的工作原理如圖1 所示,當錠子電機帶動錠子轉動的同時,槽筒和捻絲筒在線速電機的帶動下也同步轉動,從而使紗線從供絲筒子進入張力管,穿過張力珠,被張力珠的彈性作用所壓緊,形成一個握持點,紗線退離空心錠子的中心孔,垂直進入錠盤,接著紗線由錠盤出口經儲紗區偏轉到達靜止導紗鉤,并形成氣圈,氣圈的高度由導絲鉤的位置確定,紗線經導紗鉤后,到達超喂羅拉,最后紗線經過導紗器交叉卷繞在筒子上。

二、高速倍捻機控制方案介紹

本方案介紹的高速倍捻機為單錠設計,最高錠速達到15000r/min。每錠單獨由一臺高速異步電機控制,都能單獨控制啟停。超喂羅拉由一臺異步電機控制,稱其為超喂電機。捻絲筒子由一臺異步電機控制,稱為線速電機。在每一錠中,捻絲筒子在機器運行時可以通過機械裝置投入工作和分離工作。


機械結構圖

高速倍捻機線速電機、超喂電機、錠速電機轉速由下面的公式決定:
線速電機線速=錠速電機轉速*2/捻度=2π*線速輪半徑*線速電機轉速
超喂電機線速=線速電機線速*超喂量=2π*超喂輪半徑*超喂電機轉速
高速倍捻機對轉速精度要求比較高,一般要求在不同的轉速時誤差±10r/min以內。通過高速接近開關作為速度反饋信號,接入E550變頻器的高速脈沖輸入端子,組成速度閉環的方式,轉速精度誤差±10r/min,完全滿足現場工藝要求。通過專用的速度修正系數,還可以對轉速進行手動微調,進一步提高轉速精度

系統控制圖

如圖所示,觸摸屏根據公式,通過宏指令,來給定錠速變頻器、線速變頻器、超喂變頻器頻率,以及變頻器的轉向。此外,E550變頻器可以選擇不返回數據的通信方式,進一步提高通信的速度,提高系統的運行效率。

變頻器配線圖

主要變頻器參數設置:
① 錠速變頻器參數設定

② 超喂變頻器參數設定

③ 線速變頻器參數設定

三、系統方案的特點

1、節省成本,本方案采用接近開關信號作為速度反饋,搭配高速脈沖輸入接口組成實現速度閉環系統,節省了編碼器的成本;系統使用觸摸屏直接控制,變頻器集成了相關工藝參數,省去了PLC的環節,進一步降低成本。
2、控制精度高,通過高速接近開關組成速度閉環控制,實測轉速誤差± 10r/min;
3、安裝調試簡便,只需要簡單的配線即可組成整套系統;
4、抗干擾能力強,全系列產品經過EMC測試,確保通信可靠性;采用不返回數據的MODBUS通信方式,類似與通信廣播的方式,進一步降低MODBUS通信的失敗率。

四、小結

本方案變頻器通過高速接近開關實現轉速閉環系統,解決了通用型變頻器無法實現高轉速精度的要求;采用通信不返回數據功能,實現了上位機與多臺變頻器的高速穩定通信。
本方案已在浙江某大型紡織機械廠批量使用,由于方案性價比高,系統穩定可靠,使產品具有很強的競爭力,得到用戶的一致好評。



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