一、变频调速技术在染整行业中的发展趋势

对于染整行业来说，电耗是其生产成本的主要组成部分，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，流量压差变频控制在染整行业得到了广泛的应用。利用变频技术对染缸进行节能改造也成为染整行业降低染纱能耗、提高产品竞争力的最有效途径。因此，在染缸中使用交流变频调速装置对减少能源浪费具有重要意义。

二、染缸工艺中的主要损耗

纱线染色过程是按照预定的循环运动过程，即内流和外流的时间控制而形成的染色过程。其内部流动主要由换向器实现，而纱线的流动主要由主泵实现。

首先是硬件损耗。采用原有的Y-△降压启动普通染缸主泵，启动转矩和电流大，加速了主泵的老化和换向器的加速磨损。增加了维护成本和能源浪费。

其次，溢出损失。由于纱线加工工艺不同，每道工序所需的温度、流量、压力也不同。对于主泵电机，染色过程中染缸的负载发生变化。而且泵的流量是按照要求的最大流量来设计的，它的初始主泵电机以恒定的速度提供压力流量。当每根被抽纱线的流量小于最大流量时，着色剂就会流过每磅纱线，使纱线短时间内无法上色，这部分能量就白白浪费了。

然后是节流损失。当水流过换向器的换向口时，会有一定的流量和压力，使换向电磁阀的扭矩增大。同时，由于水的长期全速循环流动和换向器零件之间的机械剧烈摩擦，导致密封圈温度过高，换向器噪音过大，机械寿命缩短。

最后是设计余量的损失。通常在设计中，一般考虑通用性，以最大容量为设计依据。因此，染缸主泵电机的设计容量远远高于实际需要，存在“大马拉大车”现象，造成电能的极大浪费。

三、流量差压控制节能原理及控制系统变频器（以下简称-VFD）

（1）调速节能。根据纱线染色的工艺要求，将原主缸注料管改为流量控制器，转换成4-20mA电流信号后作为VFD的给定频率信号加到PLC的模拟输入端，由PLC实时采样，经PID运算处理，使输出到VFD的频率随流量控制器的模拟信号线性变化。PLC计算出给定的磅数后，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。换向到位开关安装在换向电磁阀上，保证了换向电磁阀完全到位。内外流换向时，转速会根据换向开关的动作自动降低，换向完成后自动加速到所需频率，使电机和换向阀的能量损失在整个负载范围内降到最低。

（2）降低了成本，操作方便。取消了原水位控制器和主缸磁信号，改为模拟信号控制器控制水位。安装人机界面是为了检查主缸的实时水位。避免了因主缸无水运行而造成的事故。去掉了料罐的水位控制器，用原来的模拟信号控制器控制水位，降低了维护成本和生产成本。

（3）提高功率因数，节约能源。无功功率不仅增加了线路损耗和设备发热，而且由于功率因数的降低导致电网中有功功率的减少。可以看出，功率因数越大，有功功率越大。主泵的COSφ值在0.6-0.8之间，但采用变频调速装置后，由于VFD内部滤波电容的补偿作用，COSφ≈1，从而降低了无功损耗，增加了电网的有功功率。

（4）软启动节能。由于原电机直接起动或Y/△起动，起动电流等于额定电流的(3-7)倍，会严重影响机电设备和供电网络，也会增加电网的容量要求。启动过程中产生的大电流和振动对设备寿命极为不利。采用变频节能装置后，配合变频器的软启动功能，启动电流可从零开始，在加速时设定的电流限值内，最大值可限制在以内，一般不超过额定电流的1.2倍，从而减少对电网的冲击，提高电网的容量要求，延长设备的使用寿命。