印染机械变频传动系统控制.docx

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1、印染机械变频传动系统控制 摘 要:印染机械对电气限制系统的最主要要求是,多单元、同步性、可调速、流水线连续生产、高牢靠性,变频传动实现了高调速范围、高牢靠性,符合节能降耗的要求。 关键词:印染机械 变频传动 系统限制 中图分类号:TH132文献标识码:A文章编号:1673-3791(2022)06(c)-0092-01 我国是纺织大国,印染是纺织工业的一道重要工序,通过炼漂、染色、印花、整理等工艺,使织物获得更好的物理和化学特性、更佳的外观和手感,提高织物附加值,获得更高的经济社会效益。依据织物的特点,为了提高生产效率,印染工艺大多数都采纳流水线连续性生产,印染机械为多单元组成的联合机,各加工

2、单元分别由一台电动机驱动,要求加工中保持各单元之间张力恒定或者线速度成适当比例关系,这对传动系统的同步性、牢靠性提出较高要求。单元机数量少则三五个,多则一二十个,电机总功率也不是个小数字,这又对其调速范围、同步协调性、运行经济性也提出了要求。 1 印染机械传动系统 印染机械传动主要分直流传动和沟通传动,早期的印染机械传动基本全部采纳直流传动,因为直流电机可以干脆通过电枢电压调整速度,各单元电机公用一个电枢电压,称为共电源直流限制系统,变更电枢电压可以实现联合机从起步升至工艺车速,电枢电压采纳自耦调压器+硅整流或者变压器+晶闸管整流方式获得；同步是变更励磁电压来调整,变更励磁电压早期通过松紧架带

3、动串联在各个单元电机励磁线圈上的可变电阻来实现,后来改用励磁调整器调整。20世纪80年头,从国外引进的印染设备,起先采纳分电源晶闸管直流拖动,联合机中每一个单元都由一个独立的电源供电,直流电机励磁电压为额定电压恒定不变,通过电枢电压变更来调整车速和同步协调,分电源的好处是电机在满磁场下工作,特性硬,受负荷影响小,调速范围大,同步性能好,但是受器件牢靠性等因素的影响,直流分电源系统推广时间不长。上世纪末,随着沟通变频技术的成熟和电子技术的飞速发展,沟通变频同步系统渐渐成为印染机械的主流配置。解决了原来直流调速系统同步协调实力差、调速范围小、牢靠性较差、修理工作量大等问题。 2 沟通变频同步传动系

4、统 沟通电机转速n=60f1(1-s)/p 变更定子电源频率f1即可变更同步转速和电动机的转速。从异步电动机的电势公式可知,外加电压近似与频率和磁通的乘积成正比,即 UE1=4.44f1W1 于是有E1/f1=U1/f1 所以若外加电压不变,则磁通随频率变更而变更。一般电动机在设计中为了充分利用铁芯材料,都把磁通的数值选在接近磁饱和的数值上。因此,假如频率从额定值(50Hz)向下降低,磁通就会增加,将使磁路过饱和,激磁电流增加,铁芯过热,这是不允许的。为此在降频的同时,须同时降低电压,即频率与电压协调限制。印染联合机一般采纳额定转速以下范围的恒转矩调速,依据电机转矩M=CMI2cos,为保持输

5、出转矩M肯定,要求磁通肯定,即要求定子电压要与频率成比例改变。 在联合机传动限制中,一般先确定一台运动惯性大(或者电机功率大)的电机作为主令机,其他皆为从动机,各单元之间采纳松紧架(依据工艺采纳门式或摆式松紧架)检测、调整速度。主令机速度只受车速给定信号限制,其他从动机速度给定信号由车速给定信号和各自松紧架信号叠加限制,通过同步限制器可以整定升降速时间、上下限参数等,也可以调整主令给定信号和松紧架调整信号的比例,应用特别敏捷。 3 变频传动方案运用 目前,印染机械设备电气限制的同步调速系统普遍运用变频器+同步限制器(或DA、AD模块)+人机界面触摸屏等来完成。 以高速布铗丝光机为例,整机传动流

6、程为:平幅进布透风1#轧碱三辊轧车绷布辊2#轧碱绷布辊浸渍槽进布轧车布铗拉幅机出布轧车直辊槽轧车水洗机轧车整箱轧车水洗机轧车水洗机轧车水洗机轧水轧车三柱烘筒烘燥机平幅落布,共21个传动单元。 整机沟通变频同步调速系统,全机以布夹为主令单元,工艺流程中各点布的张力大小,通过调压阀调整汽缸松紧架气压大小来限制。因为布铗传动单元惯性明显比轧车大,进出布铗松紧架一般要求采纳门式松紧架或者行程适当加大的松紧架,加减速时间不宜过快,以利于联合机中各单元机同步协调和工艺参数稳定。同步调试时,不肯定要求松紧架都处于中间位置,可以依据各单元机运行特性,适当调高或者调低肯定比例,例如出布铗轧车前端松紧架,因为布铗

7、启动稍慢,一般调试就让该松紧架同步运行时位置稍低。在系统加减速调整时,松紧架始终保持同一位置,保证系统张力恒定及速度同步的限制要求,最低车车速为5米/分,最高车速设计为101米/分,调速范围为120。 而直辊丝光机的直辊部分,由于工艺的关系,不能设置松紧架,一般采纳以下两种方法同步。一是速度同步系统设计成转速负反馈,使电机呈现较硬的工作特性,各单元机的线速度尽量不受负载波动等因素的影响,调试将各电机的线速度依次递增一个小的一百零一分数(可调),即可实现各直辊单元同步运行。二是利用矢量限制变频器的转矩输出构造异步电机的软机械特性,因各直辊单元机功能和结构相同,可以采纳软机械特性法实现电机间的同步

8、,不须要松紧架而能保持良好的同步,各单元机线速度可以设定的不一样,以实现加工所要求的织物张力的调整。有跑快倾向的因负载加重而快不起来,有跑慢倾向的因负载变轻而慢不下来,最终维持速度一样。因为软机械特性不是用串电阻的方法获得,而是用转矩负反馈构造,使得电机效率比较高。 同时,借助松紧架位置传感器的进步,利用重力、高频电磁感应、磁敏电阻等原理研制胜利无接触松紧架位置传感器,提高了松紧架位置检测的牢靠性；而结合限制方法的改进(对松紧架进行位置限制),作到了松紧架的姿态限制,使联合机处于运行稳态时松紧架总是处于中间位置。 4 结语 实践证明,沟通变频传动系统运行时牢靠性高,输出线性较好,速度平稳,故障

9、率大大降低,限制精度大大提高,调速范围大大增加,实现了印染机械传动系统质的飞跃。采纳沟通变频、伺服限制等高效节能驱动技术,再辅以计算机网络化限制与管理系统、印染工艺参数在线检测限制系统等,进一步实现温度、速度、湿度、加料、张力、门幅、含潮率等检测和限制；水、电、汽、碱、染化料助剂等自动计量和存储,装备以PLC、PCC为核心的先进限制器,使印染机械向智能化发展,满意各种困难的工艺限制要求,开拓数字印染新时代。 参考文献 1陈效邦.印染机械电气限制M.纺织工业出版社. 2丁学文.印染设备无松紧架无张力传感器多电机同步调速系统J.纺织机械. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页