我国是当前全球纺织品服装生产和出口占最高的国家,纺织品服装出口的持续稳定增长对保证中国外汇储备、国际收支平衡、人民币汇率稳定、解决社会就业及纺织业可持续发展至关重要。随着如今纺织机械行业的机电一体化技术水平的不断提高,同时为迎合纺织行业的产品特点,对纺织技术的要求也在不断提升。
基于当前纺织行业的发展潮流,对当前的纺织设备性能也提出了更高的要求。如今国内外的纺织机械制造商大多采用PLC控制、变频调速、机电一体化等电子技术替代传统的机械结构,从而提高了整个纺织机械的可靠性、纺纱质量和自动化程度,扩大了品种的适应性,使用操作方便。纺织品制造商也投资改造旧设备。交流变频调速技术应用广泛,变频器几乎无一例外地应用于大多数新开发的纺织机械产品中。
一、交流变频调速的特点
1.降低功耗和成本
纺织厂离不开空调设备。当空调电机由变频调速器控制时,可根据车间环境条件对风机进行无级调节,扩大了调节范围。由于大部分风扇工作在50-80%的效率,所以具有很好的节电效果,最高可达60%左右;在水泵控制的应用中,可以根据水量来调节供水泵的转速,从而节约能源,实现近恒压供水。变频调速在上述两种主要耗能设备中的应用,降低了电耗,大大节省了电费支出。蒲川科技公司对其一位客户的使用情况进行测试,发现12台空调全年可节约电费24万余元,空调单耗平均下降6、7个百分点。
2.简化机制,提高性能
通过可编程控制器或工控机的控制,利用变频技术实现多台电机的同步协调运行。每个机构的运动都是根据生产过程曲线来控制的,从而简化了机构。比如粗纱机采用变频调速,取消了锥轮变速机构,克服了锥轮变速带打滑、不准确的问题。至于细纱机,由于成型机构中的成型凸轮采用变频技术控制,克服了成型凸轮造成桃底停止、桃顶冲击的现象。因此细纱辊形状好。以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频技术控制三十九个主电机的变速来控制锭子的转速,使细纱在大、中、小纱时转速发生变化,降低断纱率。交流变频调速技术已广泛应用于国内新型棉纺织设备中,目前投入使用的棉纺织设备很少。
当前棉纺织企业使用的设备大多生产于上世纪七八十年代。就机械状态而言,这些设备仍然可以使用相当长的时间。近期不可能完全更新,但进行部分电驱改造完全可行。以梳棉粗纱变频技术改造为例。一家生产规模5万锭的棉纺企业,梳理工序设备约80套,粗纱工序设备约20套。如果梳棉机是186D型或A186F型,改造成本A约28万元,但在变频技术改造过程中取消了电磁离合器、两个接触器、中间继电器和整流器。这些电器材料节约近1000元,可有效保护道夫电机和道夫传动轮系,降低故障率和维修成本,从而每台节约1200元,80台节约9.6万元。通过简单计算,投资回收期为4.35年,总投资收益率为22.97%。
二、交流变频技术的应用
变频器控制的纺织机械涉及的交流电机主要分为两类:一类是常用的Y系列交流异步电机,主要用于调速精度低、调速范围小的纺织机械;另一种是交流变频调速专用异步电动机;主要用于调速精度高、调速范围大的机器。