3.变频调速技术在细纱机的应用原理

1、细纱机利用变频器调节锭子速度快慢，一种较常见的是定长制方式，即按不同纺纱号数所纺的满纱总长划分为多点，设定长度区间，每个区间根据实际生产中的断头情况来设置相应的锭子速度，控制纱线张力的均匀平稳，达到提高细纱机的产量和减少断头的目的。

2、纺纱张力变化特点

锭子在恒速运转时，一落纱的断头分布是小纱最多，大纱次之，中纱最少。细纱卷绕高速回转形成气圈，气圈在不同纺纱阶段的波动影响纺纱张力的大小，是造成断头多少的直接因素。一落纱中气圈张力的变化特点对控制纺纱张力平稳变化，减少断头十分关键。

（1）纺纱张力与锭子速度的关系；纺纱张力与锭子速度呈抛物线关系，即当锭速增大时，纺纱张力随着增大，且锭子速度愈高，纺纱张力增加幅度更大，造成断头增加。

（2）一落纱中,纺纱张力的变化在始纺空管时纺纱张力{zd0}，因为气圈最长。随着钢领板上升，气圈张力趋小，但在管底成形完成前后出现气凹形{zd0}，张力最不稳定，容易断头。中纱阶段纺纱张力和气圈形状最稳定阶段，不易产生断头。大纱满纱前气圈凹形较平直，但高度过小时纺纱张力有急剧回升现象，且失去对张力的调节作用，张力不稳定。也易引起断头及捻度传递不匀。

所以根据纺纱张力变化特点，控制锭子速度就可以达到提高产量和降低断头的目的。

以下是一家纺织厂实际使用情况的报告

   变频调速系统是通过改变预设频率数值来改变锭子速度。由于频率变化与锭速基本呈线性关系（扣除锭带滑溜率等因素），频率数值增减百分比即视作锭速变化百分比；频率变化基准值为42Hz 变频装置上有显示窗口及数据输入平台，按不同纺纱段变速要求，依据图1中对应的频率比乘率比乘以频率基准值，按顺序（即对应纺纱长度）输入频率实际值即可。纺纱整个过程每一对应位置的频率及频率变化的速率均可显示.

表1    A512型细纱机加装变频调速装置前后纺纱断头测试

机号 方案 测试

注：{dy}落195min，第二落纱200min；A512型细纱机锭子数408锭；变频参数；生头频率35Hz，小纱频率45Hz，中大纱频率47.5Hz，中大纱频率47Hz~52Hz，大纱频率45Hz。

4.2变频调速对成纱毛羽的影响

经测定,细纱生产过程中，细纱机在小纱时从11900r/min增大至13950r/min，锭速增加17.22%；大纱锭速增加10%，毛羽值H增加17.1%。该厂在同粗纱、同锭条件下也测也毛羽数随锭速呈正比例增加，所得结论与上吻合。细纱机采用变频调速后，纺纱毛羽测试结果见表2。设定小纱，大纱降速10%，中纱增速15%。由表2可知，采用变频装置后各纱段毛羽都减少，其中小纱毛羽减幅达38.12%。

表2                 3mm以上毛羽测试                单位：根/10M

此外，在分组试验中，当无变频调速时，大、中、小纱因钢领或钢丝圈因素毛羽数不同有些组较其他组明显突增，为正常毛羽数的3至4倍，而且国产钢领普遍存在着本身表面处理质量离散较大的问题，因此，毛羽极差大。然而采用变频调速器后各组机台小纱段毛羽数均同步下降，说明降速后可明显减缓纺纱张力，缩小锭差。

4.智能纺纱变频专用功能介绍：

1)显示功能：显示电流和温度，电机转速等通用参数以外

2)显示前罗拉速度，当前纺纱米数，当前班米数和当前各个班总纺纱米数。

3)设定功能：通过面板或计算机来设定细纱工艺和曲线参数，对进一步降低断头，减少毛羽，实现优质高产，降低能耗和减轻值车工劳动强度都将起到积极作用。

4)保护功能：变频器运行时实时对运行电压电流和设备温度进行监控，如果超过保护电压和电流等各项报警上限，则自动停止对马达的输出以保护马达和细纱机械设备。

5)为了方便纺织厂使用我们还增加了一些其他功能：

i.无计长报警：当计米传感器信号停止输入1分钟以后，多功能输出端子动作输出一个无计长报警信号来提示操作人员。

ii.计长报警运行频率：当变频器出现无计长信号故障报警时，将自动执行17段速的频率。此频率的作用是防止纺纱过程中因传感器故障造成无计长信号变频器工作频率停止变化，使细纱机锭子转速过高或过低，影响产量和断头率。

iii.按钮换班：通过控制柜面板的换班按钮来进行当前班的切换，使各个班产量分开统计数据，通过监控软件或变频器面板以记录各个班每天每月的纺纱产量。

iv.满纱指示：当前纺纱到达设定的一落纱长度时，多功能输出端子动作，输出一个满纱指示。

5.改造步骤

由于本变频器是纺织专用变频器，很多功能都是为细纱机定制

所以改造十分方便。

 1、将电源线接入变频，同时将电气柜中KM2，KM3接触器电源断开。

2、接入电机线到变频，将双速电机的高速线接入变频器U V W端。

3、接控制线：

开车信号线接入KM3（原主电机高速接触器）常开点：由于变频器具有自动调速功能，开车时无需按低速按钮，可直接按下高速按钮进行开车，电机先低速运行2分钟后（时间可以设定）自动进入到高速。
改造后的低速功能变为维修功能，就是当维修开车时，敲锭子或调罗拉时要求电机慢速运行时按低速按钮，此时电机按照设定的低速运行，变频的计长功能不起作用。

管纱长度复位控制线接入钢令板升接触器的常开点中，当钢令板复位时纺纱曲线自动复位。 

6.变频改造的安装方式

外置式

由于FA502 503电器柜厚度只有170mm 高度和宽度都很小，为了保证变频器的散热，和电器元件的维修空间，将变频器安装于吸棉风箱的顶部。
在细纱机车尾的吸棉风箱顶部盖板上开方孔，将变频器的散热器嵌入到风箱中，变频器控制部分 暴露在风箱的顶部，为了美观，可以根据风箱顶部和电器柜的顶部尺寸加工一个高约25cm的罩壳，罩在变频器外部即可。{zh1}将电源线、电机线、控制线引入电气柜 。
优点：1.改造方便快捷。

2.散热效果好。（由于散热器嵌入风箱中，不会发生通用变频器内飞花堵散热风扇而造成变频器过热保护的问题）

由于FA503 502 507  513电器柜厚度太小（约17cm），建议采用外置式安装

如需维修吸棉风机，将变频器移开即可（变频器和电器柜只有三把线而且是软联接 ）

7.改造示意图：

纺织专用智能变频器就是为细纱机量身定做的新产品，它不但增加了好多纺纱专用功能（改造时不需配合PLC可编程控制器和再增加其他元件），结构上也为了适应纺纱厂的特殊环境，改进了变频器散热部分，避免了通用变频器在纺纱厂易发生过热停车的问题，增加了变频器的可靠性同时节省了改造费用，是纺纱厂的{zj0}选择。