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              變頻器改造多單元染整設備的同步拖動調速系統

              本文介紹了一種實用的交流變頻多單元同步拖動調速系統。對交流變頻同步調速模式的選擇和特點,以及同步傳動原理都作了論述。該系統已成功改造多臺國產74型及進口直流傳動多單元染整設備,達到中國紡織工程學會96型棉、滌棉染整設備電動傳動先進水平。

              印染工業生產設備包括坯布處理(練漂)、染色、印花和整理設備,這些設備大部分都是多單元聯合加工機械,每個單元由一臺電動機驅動,而各電電動必須同步運行,以保證生產正常運行。這稱為多單元同步拖動系統。加工過程中,工藝要求產品保持恒定的線速度和張力。否則不是斷布就是纏軸,而張力恒定則與加工質量有密切關系。它與印花、漂白、染色織物的均勻度、牢度、手感、縮水率有關。所以,先進、優異的電氣傳動系統是滿足工藝生產的重要因素。

              一. 國產74型及進口直流傳動染整設備同步調速系統的特點

              這些印染機械采用的同步系統,基本上有以下兩種方式:

              1.共電源方式。(SCR-D系統)

              所有單元的電動機由一個公用可調的直流電源供電。整機運行速度隨著這個直流電源的變化而改變。各單元之間的恒張力同步協調(自調)是通過松緊架調節磁場來實現的。優點是簡單經濟,缺點是①速應性差②低速同步協調能力差③電動機功率未充分利用。

              2.分電源晶閘管直流拖動系統(S—SCR—D系統)

              每個單元電動機都由一個單獨電源供電,而電動機的磁場恒定不變以保證電動機運行時能夠提供恒轉矩,各單元速差由松緊架檢測出、微調本單元電樞電壓、從而保證全機同步運行,其優點是①單元機同步容易實現②調速精度和適應性無論在高速和低速都較好③調速范圍可以超過1:20(共電源方式,一般只有1:5),其缺點是每個單元備一套整流電源、設備投資費用較高、維修難度大。

              進口染整設備除以上兩種方式外,具代表性的還有①“共—分”混合電源“調磁調壓松緊架”直流電動機同步拖動系統,如荷蘭斯托克(STORK)RD—Ⅳ型圓網印花機②數字調速直流電動機同步拖動系統,如Monforts預縮機(FKSG—2)等。

              不論是共電源方式,還是分電流方式,由于它們都是用直流電動機拖動,因而它們又都具有直流電動機固有的缺限,如因機械特性較軟必須組成轉速閉環,所以結構復雜,而且印染廠環境差、溫度大、腐蝕性液(氣)體多,使得電動機使用壽命短、故障率高、維護量大等。

              我們企業現有的LMH201A—180型布鋏絲光機、意大利ARIOLI松式水洗機(分電源方式),日本東棉KYOTO平幅顯色皂洗機,日本山東鐵工所R—TYPE精煉機,因直流同步拖動系統上述缺限及工序能力問題均需進行改造。

              二. 交流變頻同步調速模式的選擇及特點

              全封閉型的異步電動機在印染廠溫度高,腐蝕性液(氣)體多的環境中最為適用。交流變頻調速技術的發展,也為異步電動機在多電動機同步傳動系統中的應用奠定了基礎。經比較選型,我們選用了SANKEN公司的SAMCO—I系列變頻器。解決了原來直流調速系統可靠性差、調速范圍小、同步性能弱、維修量大的問題。以SANKEN的SAMCO—ⅰ系列變頻器為例,在其主電路中采用了帶有驅動電路和過電流保護、高溫保護電路的智能化功率模塊,在其控制電路中采用了高速32位的精簡指令微處理器RISC作為CPU,并采用了超高密度的大規模集成電路。在控制模式方面則配備了高性能的“無速度傳感器控制模式”和良好的高性能v/f控制模式。使普通變頻器難以達到的低度速驅動,高起動轉矩等性能得以實現。采用這種控制模式,變頻器從1HZ開始,即能以100%以上的負載轉矩來驅動電機。其起動轉矩可達成150%,并使電機的轉速精度誤差小于±1%,且動態響應迅速。

              直流電動機之所以動態性能好,是由于直流電動機的磁通Φ和電樞電流Ia可以獨立進行控制,是一種典型的解耦控制。而采用矢量控制方式,仿照直流電動機的控制方式,將異步電動機的定子電流的磁場分量和轉矩分量解耦開來,分別加以控制,就能實現交流異步電動機的理想動態性能。

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