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2012-05
09
在紡織行業的解決方案
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    1. 紡織業一般的工藝及其對變頻器的需求
    紡織行業包括從纖維原料到服裝,日用或產業用布料、繩、線的工藝過程中生產企業,以及為這些企業提供專用設備的配套企業。紡織行業的主工藝流程示意見圖。
    紡織行業應用變頻器的領域主要在天然纖維紡紗、織造、染整和化纖四大塊 
    下麵簡單討論主要紡織機械對變頻器的需求;

    2.1. 紡紗機械
    紡紗機械負責將棉、毛、麻、絲和化學纖維原料進行除雜、開鬆、牽伸成為均勻柔韌的細紗。工藝流程和主要設備見圖2。 

    大部分紡織設備對傳動調速要求一般,保持一定的微張力卷繞控製特性,通用的V/F控製變頻器基本滿足要求: 
1) 調速電機功率範圍0.75~37kW; 
2) 啟動過程要求平穩,變頻器啟動頻率設置盡量低; 
3) 製動過程要求快速,平穩; 
4) 可編程的多段速度輸出; 
5) 多電機級聯運行要求速度同步; 
6) 為使紗均勻地繞在錠子上,要求擺頻,即紡織專用三角波頻率輸出; 
7) 配合自調勻整控製係統,對於高速或高性能的並條機需要矢量閉環控製變頻器或伺服驅動係統。 
   雖然近年來空調的引進,清花部分原料采用管道運輸使紡紗車間的工作環境有所改善,但大部分紡紗車間仍然是高噪音、高溫和多塵絮,這就要求變頻器具有更強的惡劣環境下的適應能力。 
紡紗機械除了高速並條機、轉杯紡機有部分進口外,基本都實現國產化。對變頻器的總體要求是可靠性高、低成本,小型化。

2.2織造機械

    織造機械負責將纖維紗加工成布匹、線繩或針織品。絡筒、整經、漿紗是織布前的準備工藝。工藝流程和主要設備見圖3。

    織布車間和撚線車間的工作條件與紡紗車間相似,其中織布機的噪音更大。針織機的工作環境相對好一些,但大園機一般將變頻器安裝在機器本體上,這對變頻器的抗振動能力有一定要求。 
織造機械要求變頻器具備的功能和性能: 
1) 調速電機功率範圍0.2~22kW; 
2) 單錠絡筒、針織機、整經機要求故障和定長(或滿軸時)自動停機; 
3) 絡筒、並紗、撚線機要求變頻器具有擺頻功能; 
4) 平滑啟動和快速製動; 
5) 漿紗機要求調速範圍大,張力恒定,多電機同步調速。 
    自動絡筒機、高速無梭織機以及高檔繡花機仍然有大量的進口,國內主機廠正在努力開發新產品,迫切需要低成本的小功率變頻器和無刷直流驅動係統配合。相信這部分的變頻器需求量將有較大增長空間。

2.3染整機械

    染整機械是布匹和紗線後道處理設備。按工藝要求可分為煉漂、染色、印花、整理等工序,在每道工序中,根據加工織物的不同要求,又進行若幹單元操作。其中煉漂包括坯布準備——燒毛——退漿——煮煉——漂白——絲光——熱定型等工序,新的設計已將這些工序過程組合到退煮漂聯合機中。工藝流程和主要設備見圖3所示。

    一般的染整設備對傳動調速要求一般,單方向不可逆,平穩啟動和停車,多單元同步,但間歇式染色機和印花機則要求較高。染整設備的工作環境是高溫和潮濕。 
1) 調速電機的功率範圍1.5~30kW,十幾千瓦以上的占多數; 
2) 間歇式染色機要求調速範圍寬,張力卷繞控製,快速正反轉; 
3) 印花機要求調速範圍寬,平滑快速起製動,對花定位高精度(定位驅動多采用伺服係統); 
4) 水洗機負載慣性大,要求變頻器快速製動; 
5) 後整理線的多電機傳動要求速度同步精度高,張力控製; 
6) 一些場合要求變頻器采取公共直流母線方案,以省去製動電阻以及能量損耗。 
    中國紡機協會指出2003年洗滌、漂白、染色機和後道整理機器有9000台6.3億美元的進口,金額幾乎與國產設備的銷售額相當,說明染整設備的國產化道路依然寬闊,市場增長空間大。

2.4化纖機械

    化纖機械包括紡絲機、後處理生產線、彈力絲機、非織造布生產線等。工藝流程和主要設備示意見圖5。

    紡絲機是關鍵設備,分長絲紡絲機和短絲紡絲機,工作原理相同。紡絲機將化纖原料如滌綸、錦綸、丙綸、氨綸、複合,高溫溶化,送料鼓風機加壓,從計量泵吹出絲,再通過熱牽伸輥和高速卷繞頭紡出絲。短絲後加工生產線包括多道牽伸、高溫定型、疊絲、卷曲、烘幹、切斷和打包,產品主要用於輪胎等工業用途或摻到棉花中混紡,長絲後加工生產線有牽伸、絡筒以及彈力絲機等,產品主要用於非織造布、線繩和針織品的生產。非織造布生產線由鋪網、熱軋、收卷組成。 
   相對紡織染整機械,化纖機械對變頻器的性能和功能指標要求更高,而工作的環境條件也要好一些。 
1) 功率範圍:0.75-280kW,公共整流裝置的功率到800kW; 
2) 要求采用公共直流母線方案;
3) 紡絲機采用永磁同步機驅動,保證各驅動點轉速高精度同步; 
4) 牽伸電機在運行和停止時都要求保持化纖絲的張力恒定,變頻器應具有零伺服功能和張力卷繞控製功能; 
5) 上下雙輥分別驅動的熱軋機要求負荷平衡控製功能。

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