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丹佛斯变频器纺织机械改造中的应用

供稿:丹佛斯自动控制管理(上海)有限公司 2008/4/7 14:39:00

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一、丹佛斯变频器在传统粗纱机改造中的应用:    在粗纱生产过程中影响成纱质量的因素之一就是开、停车及点动时所产生的细节问题。对于传统的粗纱机而言,解决细节问题的手段是:启动加装电抗器使之在粗纱启动时电动机处于三相不平衡状态,从而降低电动机的起动力矩,以达到软启动的目的。二是加装时间继电器与电磁离合器,使粗纱机在仃车时铁炮与筒管卷绕相脱离,筒管停止卷绕,而前罗拉则仍以惯性继续输出粗纱。使前罗拉与锭壳之间的粗纱有一定的松弛程度,防止粗纱再次开车时产生的过度张力。      这两项防细节措施在实际使用过程中都在着致命弱点:一是启动过程中的电抗器。它的作用原理是,当粗纱机启动时电抗器串接在三相回路中的一相,使电动机处在三相不平衡状态以降低电动机的启动力矩。当粗纱机启动结束达到额定转速时,必须将电抗器短接,使电动机恢复三相平衡,投入正常运行。这一环节是过时间继电器来完成的,如果时间继电器一但出现问题,就无法短接电抗器这样就会造成电动机长期运行在三相不平衡状态,这样就会导至电机发热烧毁;二是停车时的防细节装置是由两个时间继电器一个接触器与电磁离合器组成的,在生产实践中故璋率极高,且两个时间继电器的配合调节难度较大,目前此装置正常运行的极少。      综上所述,粗纱的防细节问题一直未能得到有效解决。要消除开停车的粗纱细节较为理想的措施就是进行交流变频技术改造。利用变频器固有的V/F特性,使粗纱机主机电机按设定的时间启动与停止。这样就可使粗纱主机启动与停止实现平滑,从而消除牵伸与卷绕之间的传动差异,消除机械冲击力与滑溜率,另外还可避免铁炮皮带打滑现象,消除开停车及点动时所产生的粗纱细节。粗纱机的工艺转速可通过变频器的参数来实现需更换皮带轮。经过改造,不但降低材料消耗,对电动机进行全保护,并且具有节电功能。下面就是一款粗纱机A453的改造实例:      1.变频器选择考虑到纺纱生产环境恶劣,粗纱又是重载起动,所以选用2800系列5.5KW的2855丹佛斯变频器。  2.电路设计,去掉原来电路中的40A,60A接触器,时间继电器和电抗器,具体电路如图1所示。  3.丹佛斯变频器参数设置:  

 

  4.品种试验:  该品种为C80/T20 32s。前罗拉转速为200转/分,线速度为17.6米,启动时间设定为16秒,停止时间设定为12秒。改造前条干CV:小纱6.26,中纱5.91,大纱5.37;改造后条干CV:小纱5.4, 中纱4.98,大纱5.28;条干CV%值平均降了1。       总之交流变频技术在粗纱工序上的应用是非常必要的。特别是对传统粗纱设备更为有效,它不但可以使传统粗纱机的设备性能得以提高,而且还可以最大限度的满足粗纱工艺要求并且可使粗纱质量得到进一步提高。    二、在老型号梳棉机道夫传动改造的应用      棉纺厂使用的梳棉机老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本,市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷。如我厂的A186梳棉机道夫传动系统采用滑差传动, 但其存在着调速精度差、范围窄、线性不好、能耗高等缺点,因此其在控制道夫慢转快的过程中会产生细条,严重时出现破边,棉网拉断的现象影响生产质量。而其原来使用的电磁离合器刹车系统在运行中经常造成停机,不时出火警,给生产效率与产品质量造成一定的损失,要保持与维护需投入大量的人力与物力。而弃用电磁离合器后就不能有效防止针布轧伤。     而利用用丹佛斯变频器的改善梳棉机就能完全改变这种状态!以下就是用丹佛斯变频器改造的实施方案。      1、变频器及电机选择:由于道夫电机在车肚内考虑散热及安全因素选用了1.1KW1000转的电机纺织专用电机,相应选了丹佛斯2815变频器。  2、电路设计如图2所示。  3、变频器参数设置  

 

  在这个方案我们应用了丹佛斯变频器的直流夹持功能对道夫电机的刹车进行控制,在道夫遇到可能的针布轧伤时, 自停装置起作用使道夫马达停止并刹车,避免了针布轧伤。      A186D老机进行矢量变频器调速改造,不但提高设备性能,降低故障停机,还能提高生产效率与生条质量。     三、丹佛斯变频器在CVT3给棉系统改造中的应用  CVT3型锯齿清棉机在整个清梳联系统中是处于生产环节的前段,属单机台运行的设备。该CVT3型锯齿清棉机给棉电机是直流电机,很容易损坏,一旦损坏,由于购买进口直流电机交货期长,而且价格昂贵,就会使棉纺生产线多达万锭的设备停产,成为制约生产正常运转的瓶颈关口。为此专门对该传动系统进行了改造,采用交流电机变频调速取代了原直流电机。而由于给棉系统是恒压变量控制,用丹佛斯的矢量控制系统使改造过程更加简单。      1、改造部件的选用  原直流电机功率0.6KW,转速范围70r/min~3000r/min,电机和变速箱连成一体,变速箱的变速比为40:1。必须用一个带变速箱的交流电机来取代它。我们选用了功率为0.8KW,三相,转速1400r/min,变速箱传动比30∶1。变频器采用丹佛斯2811。      2、变频范围的选择   原直流电机(M142)经过变速箱变速后输出速度的变化范围在1.75r/min~75r/min之在实际测试中直流电机变速箱输出为75r/min时,CVT3型清棉机显示屏的速度显示V=100%。而CVT3实际运行中长期工作在V=60%,也就是45r/min,所以选用变速箱变速比为30∶1,当交流电频率50HZ时,变速箱输出46.7r/min为,也就是当V=100%时,变频器输出频率应该在80.5HZ左右。所以对2815型变频器的频率上下限设置选用在0~100HZ的范围。最大参考频率为80.5, 最小参考频率为2。      3、电气线路的改动(如图3所示)  从CVT3型清棉机第一罗拉传动电机的交流接触器(K101M)线圈的两端并联一个交流24V的中间继电器ZJ。该中间继电器的常开触点作为向变频器提供380V交流电源的开关。CVT3型清棉机启动时按顺序启动第三罗拉,第二罗拉,最后启动第一罗拉。当第一罗拉启动时,同时也提供了变频器的电源。控制电路中的模块KSZ3输出0~10V的调速信号电压,用于控制模块GMB1B以改变原M142直流电机的速度。将这一信号电压并联到变频器的调速信号电压输入端53-55端,供变频器调速用。其他如图所示作为变频器控制交流电机的开车、倒车,停车信号。其中1,2作为变频器的故障输出信号控制本机运行。      4、变频参数设置:  

 

  本方案中利用了丹佛斯变频器的矢量控制技术,通过对参数204,205频率设置及他所对应309,310的控制电压设置就能使新改交流电机的控制完全代替原来的直流控制.改造完成后,CVT3型清棉机的给棉帘子运转平稳,交流电机和变速箱负荷正常,棉层厚度和给棉量控制自如,调速性能和原直流电机完全匹配。变频器的输出频率一般在40-50HZ附近波动。改造至今已有2年没有发生任何故障,从根本上解决了直流电机易损坏,影响整个棉纺生产线的局面。直流电机改为变频调速的费用也很省,CVT3型清棉机M142直流电机是专用的。进口一台各项费用加起来约需人民币3万元,时间要一年多,往往因为进口不及时而耽误生产。改用进口变频器大约只要3000元,节约了不小开支。      以上就是丹佛斯2800系列变频器在纺织机械改造中几个应用实例。总之,变频调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面。由于有很好软启动特性,可以减少设备和电机的机械冲击,延长设备和电机的使用寿命,已经在各行各业中获得了广泛的应用。

审核编辑(王静)
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