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变频器在染整设备同步调速控制系统的应用0过滤袋

时间：2022年09月08日

变频器在染整设备同步调速控制系统的应用

变频器在染整设备同步调速控制系统的应用 2011年12月10日来源：印染工业生产设备包括坯布处理（练漂）、染色、印花和整理设备，这些设备大部分都是多单元联合加工机械，每个单元由一台电动机驱动，而各电电动必须同步运行，以保证生产正常运行。这称为多单元同步拖动系统。加工过程中，工艺要求产品保持恒定的线速度和张力。否则不是断布就是缠轴，而张力恒定则与加工质量有密切关系。它与印花、漂白、染色织物的均匀度、牢度、手感、缩水率有关。所以，先进、优异的电气传动系统是满足工艺生产的重要因素。

一．国产74型及进口直流传动染整设备同步调速系统的特点

这些印染机械采用的同步系统，基本上有以下两种方式：

1.共电源方式。（SCR-D系统）

所有单元的电动机由一个公用可调的直流电源供电。整机运行速度随着这个直流电源的变化而改变。各单元之间的恒张力同步协调（自调）是通过松紧架调节磁场来实现的。优点是简单经济，缺点是①速应性差②低速同步协调能力差③电动机功率未充分利用。

2.分电源晶闸管直流拖动系统（S—SCR—D系统）

每个单元电动机都由一个单独电源供电，而电动机的磁场恒定不变以保证电动机运行时能够提供恒转矩，各单元速差由松紧架检测出、微调本单元电枢电压、从而保证全机同步运行，其优点是①单元机同步容易实现②调速精度和适应性无论在高速和低速都较好③调速范围可以超过1:20（共电源方式，一般只有1:5），其缺点是每个单元备一套整流电源、设备投资费用较高、维修难度大。

进口染整设备除以上两种方式外，具代表性的还有①“共—分”混合电源“调磁调压松紧架”直流电动机同步拖动系统，如荷兰斯托克（STORK）RD—Ⅳ型圆网印花机②数字调速直流电动机同步拖动系统，如西德门富士（Monforts）预缩机（FKSG—2）等。

不论是共电源方式，还是分电流方式，由于它们都是用直流电动机拖动，因而它们又都具有直流电动机固有的缺限，如因机械特性较软必须组成转速闭环，所以结构复杂，而且印染厂环境差、温度大、腐蚀性液（气）体多，使得电动机使用寿命短、故障率高、维护量大等。

我们企业现有的LMH201A—180型布铗丝光机、意大利ARIOLI松式水洗机（分电源方式），日本东棉KYOTO平幅显色皂洗机，日本山东铁工所R—TYPE精炼机，因直流同步拖动系统上述缺限及工序能力问题均需进行改造。

二．交流变频同步调速模式的选择及特点

全封闭型的异步电动机在印染厂温度高，腐蚀性液（气）体多的环境中最为适用。交流变频调速技术的发展，也为异步电动机在多电动机同步传动系统中的应用奠定了基础。经比较选型，我们选用了SANKEN公司的SAMCO—I系列变频器。解决了原来直流调速系统可靠性差、调速范围小、同步性能弱、维修量大的问题。以SANKEN公司的SAMCO—ⅰ系列变频器为例，在其主电路中采用了带有驱动电路和过电流保护、高温保护电路的智能化功率模块，在其控制电路中采用了高速32位的精简指令微处理器RISC作为CPU，并采用了超高密度的大规模集成电路。在控制模式方面则配备了高性能的“无速度传感器控制模式”和良好的高性能v/f控制模式。使普通变频器难以达到的低度速驱动，高起动转矩等性能得以实现。采用这种控制模式，变频器从1HZ开始，即能以100%以上的负载转矩来驱动电机。其起动转矩可达成150%，并使电机的转速精度误差小于±1%，且动态响应迅速。

直流电动机之所以动态性能好，是由于直流电动机的磁通Φ和电枢电流Ia可以独立进行控制，是一种典型的解耦控制。而采用矢量控制方式，仿照直流电动机的控制方式，将异步电动机的定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来，分别加以控制，就能实现交流异步电动机的理想动态性能。

异步电动机的矢量控制建立在动态数学模型的基础上，通过矢量变换求得等效直流电动机的控制量Φ和Ia，再经过反变换，求得所需控制的异步电动机三相电流Ia、Ib、Ic,即可以控制直流电动机的方式控制异步电动机了。

无速度传感器控制模式，通过电机参数、电机电压、电机电流完成电动机磁通，转速的定时计算，来达到矢量控制。

三．交流变频调速同步传动原理

以我企业改造东棉（KYOTO）平幅显色皂洗机为例。整机工艺流程为：平幅进布——卧式二辊轧车——还原蒸箱——四格不锈钢水洗槽——透风——浸轧蒸洗箱——小轧车——浸轧蒸洗箱——小轧车——浸轧蒸洗箱——小轧车——普通平洗槽——中小辊轧车——三柱烘筒——平幅落布。

原整机有可控硅调压装置及十五台直流电机构成的多单元同步拖动系统，直流电机之间同步控制由松紧架控制并保持恒张力，中间牵引辊（透风架、还原蒸箱等）采用交流力矩电机以减少整机各部分张力的差异.

改造后交流变频调速同步传递系统全机以中小辊轧车为主令单元，布匹的张力可由松紧架的机械部分（已用汽缸代替重锤）调稳。10号轧车速度与中小辊轧车速度由松紧架调节同步传感器，并反