引言：

对于染整行业来说，电耗是其生产成本的主要部分，染缸是纱线染色的主要耗能设备之一；随着变频控制技术的发展，流量差压变频控制已广泛应用于染整行业。染缸变频节能改造也成为降低色纱能耗和成本，提高产品竞争力的最有效途径。因此，交流变频调速装置在染缸中的应用对减少能源浪费具有重要意义。

染色工艺中的主要损失：

染色过程是按照预定的周期动作过程进行染色的过程，即内流和外流的时间控制。其内外流主要通过换向器换向实现；纱线的流动主要由主泵实现。

首先是硬件损耗。普通染缸主泵启动采用原Y-△降压，启动扭矩和电流大，加速了主泵的老化和换向器的加速磨损。提高了维护成本和能源浪费。

二是溢出损失。对于不同的纱线加工程序，每个程序所需的温度、流速和压力是不同的。对于主泵电机，染缸在染色过程中的负荷处于变化状态。泵的流量是根据所需的最大流量设计的。原始主泵电机以恒定速度提供压力流量。当每个纱线泵所需的流量小于最大流量时，着色剂反而流过每磅纱线，从而在最短的时间内没有着色，这部分能量就损失了。

第三是节流损失。当水流过换向器的换向口时，会有一定的流量和压力，会增加换向电磁阀的扭矩。同时，由于水长期全速循环流动，导致密封圈温度过高，换向器噪音过高，机械寿命缩短。

第四是设计余量的损失。一般在设计时一般考虑通用性，以最大容量为设计依据。因此染缸主泵电机设计容量远高于实际需要，存在“大马拉小车”现象，造成电能大量浪费。

三科SKI600系列变频器的节能原理及控制系统：

首先是调速节能。根据纱线染色的工艺要求，将原来的主缸注射管改为流量控制器，转换成4-20mA电流信号后作为变频器的频率给定信号加到PLC模拟输入端。PLC实时采样，通过PID运算进行处理，使输出到变频器的频率随流量控制器的模拟信号线性变化。给定的磅数经PLC计算后，所需的压力和流量会自动调节电机转速，从而降低电机的输出功率。原位换向开关安装在换向电磁阀上，以确保换向电磁阀完全移动到位。内外电流换向时，转速会根据换向开关的动作自动降低，换向完成后会自动加速到所需频率，使电机和换向阀在整个负载范围内的能量损失降到最低。

然后是降低了成本，操作方便。为了控制水位，原水位控制器和主缸的磁信号被模拟信号控制器代替。安装人机界面，检查主缸实时水位。避免了主缸无水运行造成的事故。取消了料罐的水位控制器，采用原模拟信号控制器控制水位，降低了维护成本和生产成本。

其次是提高功率因数，节约能源。无功功率不仅增加了设备的线损和发热，而且由于功率因数的降低，降低了电网的有功功率。可以看出，功率因数越大，有功功率越大。普通主泵的COSφ值在0.6-0.8之间，但使用变频调速装置后，由于变频器中滤波电容的补偿作用，COSφ≈1，从而降低无功损耗，增加电网有功功率。

最后就是软启动节能。由于原电机直接启动或Y/△，启动电流等于(3-7)倍额定电流，会对机电设备和供电电网造成严重影响，也增加了电网容量要求。启动时产生的大电流和振动对设备的使用寿命极为不利。使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能，会使启动电流从零开始，加速时最大值会限制在变频器设定的限流水平内，一般不超过额定电流的1.2倍，从而减少对电网的冲击和对电网容量的要求，延长设备的使用寿命。