摘要：絡(luò)筒機(jī)作為紡紗過程中的重要設(shè)備，近年來技術(shù)革新迅速。國外全自動(dòng)絡(luò)紗機(jī)在20世紀(jì)末已發(fā)展到第三代，具有精密卷繞、精密紡疊、精密定長(zhǎng)、電子清紗、空氣捻接、在線質(zhì)量栓驗(yàn)及紗疵分級(jí)、節(jié)能降耗等特點(diǎn)。本文基于臺(tái)達(dá)VFD-F變頻器，論述其在自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)負(fù)壓風(fēng)機(jī)節(jié)能控制上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)；變頻器；節(jié)能；恒負(fù)壓控制

一． 引言

自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)是實(shí)現(xiàn)紡織企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵設(shè)備，國內(nèi)市場(chǎng)每年有約2600臺(tái)左右的需求量，上世紀(jì)90年代初，中國自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)大部分依賴進(jìn)口，主要進(jìn)口機(jī)型為第二代和第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。上世紀(jì)90年中期以來，青島宏大公司和上海二紡機(jī)分別從意大利和德國引進(jìn)第二代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)技術(shù)并形成產(chǎn)量，在引進(jìn)消化吸收基礎(chǔ)上，近年，兩家公司分別于自主研發(fā)了第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，并形成批量。目前我國棉紡織企業(yè)正在使用的各種絡(luò)筒機(jī)的數(shù)量大約有3萬臺(tái)。

圖1 絡(luò)筒機(jī)在紡紗工藝流程中的位置
二． 絡(luò)筒機(jī)基本工序

絡(luò)筒(又稱絡(luò)紗)是織前準(zhǔn)備的第一道工序，它的任務(wù)是將來自紡部的管紗或絞紗在絡(luò)筒機(jī)上加工成符合一定要求的筒子。

絡(luò)筒工序可以概括為以下兩點(diǎn)：

A. 由于鋼領(lǐng)直徑限制，使得細(xì)紗紗管上的容紗量十分有限，無法直接用于織造，通過絡(luò)筒工序?qū)⒃?或長(zhǎng)絲)做成大容量圈套的筒子，提供給整經(jīng)、卷緯、針織、無梭織機(jī)的供緯或漂染等工序。一般中特紗的筒子其繞長(zhǎng)度可達(dá)10萬米左右。

B. 清除紗線上的某些疵點(diǎn)、雜技、改善紗線品質(zhì)。由紡廠運(yùn)來的原紗一般有較多的外觀疵點(diǎn)，在通過絡(luò)筒機(jī)上的清紗裝置時(shí)，可以清除其上的絨毛，塵屑及弱紗、粗結(jié)等雜質(zhì)疵點(diǎn)，這樣，既可改善織物的外觀質(zhì)量，又因剔除了紗線上的薄弱環(huán)節(jié)而提高了它們的平均強(qiáng)度，減少了紗線的后道工序中的斷頭。

圖2 典型的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)
目前市場(chǎng)第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，上紗、清紗、退捻、斷紗捻接、卷繞成形均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制完成，除此外，其技術(shù)先進(jìn)性還體現(xiàn)在：

a．筒紗張力均勻，密度均勻且可控;
b.適應(yīng)特殊卷裝要求;
c.筒紗長(zhǎng)度精度的可控;
d.適應(yīng)各種不同紗線的絡(luò)紗;
e.絡(luò)筒工序?qū)崿F(xiàn)低能耗;
f.絡(luò)筒工藝實(shí)現(xiàn)低回絲消耗.

其中絡(luò)筒工序的低能耗，主要是通過風(fēng)機(jī)變頻恒負(fù)壓控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

三. 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)能耗分析

自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)目前已全面實(shí)現(xiàn)單錠控制，單錠動(dòng)力驅(qū)動(dòng)中大量采用小功率直流無刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，方便的實(shí)現(xiàn)單錠啟停控制。同時(shí)，單錠的啟停，直接影響筒紗吸紗臂風(fēng)口的作用與否，同時(shí)影響空氣負(fù)壓大小和用量。

第二代、第三代早期自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，負(fù)壓風(fēng)機(jī)由工頻直接驅(qū)動(dòng)，風(fēng)機(jī)電機(jī)功率按最大負(fù)壓和耗氣量設(shè)計(jì)，即不管單錠絡(luò)筒啟動(dòng)與否，風(fēng)機(jī)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，功耗浪費(fèi)大。

第三代后期自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)負(fù)壓風(fēng)機(jī)由變頻器控制，負(fù)壓傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)壓風(fēng)道負(fù)壓，其能根據(jù)耗氣量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)吸風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速. 如沒有或僅較少錠位動(dòng)作,則吸風(fēng)電機(jī)低速運(yùn)行，這時(shí)可降低風(fēng)機(jī)功耗50%以上。如在某較短時(shí)段有很多錠位同時(shí)動(dòng)作,其負(fù)壓傳感器會(huì)及時(shí)采集當(dāng)時(shí)負(fù)壓值,直接傳送給變頻器控制板，通過變頻器自動(dòng)運(yùn)算，迅速改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,以保證負(fù)壓準(zhǔn)確維持在設(shè)定值上，保證紗頭捕捉迅速有效，達(dá)到節(jié)能恒負(fù)壓控制的目的。

按絡(luò)筒機(jī)中負(fù)壓風(fēng)機(jī)所功耗比,有案例支持此項(xiàng)設(shè)計(jì)可使整機(jī)平均功耗最多能降低27%。
表1：青島宏大公司某型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)使用風(fēng)機(jī)變頻前后功耗對(duì)比

負(fù)壓風(fēng)機(jī)使用變頻后，除節(jié)能外，還有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 電動(dòng)機(jī)從2Hz開始軟起動(dòng)，對(duì)電機(jī)、空壓機(jī)、電網(wǎng)的沖擊大為減小；
(2) 延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的維修量和維護(hù)費(fèi)用；
(3) 進(jìn)一步完善了保護(hù)功能，如熱保護(hù)、過電流、過電壓、欠電壓、短路、缺相保護(hù)等功能；
(4) 符合環(huán)保節(jié)能方針的要求，提升企業(yè)形象。

四. 負(fù)壓風(fēng)機(jī)變頻控制的實(shí)現(xiàn)

A. 基本配線 如圖3

圖3 風(fēng)機(jī)變頻配線圖
B. 調(diào)試參數(shù)和說明

C. 注意事項(xiàng)

目前第三代絡(luò)筒機(jī)，主控上多采取工控機(jī)和單片機(jī)形式，其系統(tǒng)抗干擾能力值得不強(qiáng)；使用變頻控制，配線和調(diào)試注意防干擾設(shè)計(jì)；

變頻器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)風(fēng)機(jī)節(jié)能效果有直接影響。

五. 絡(luò)筒機(jī)變頻市場(chǎng)分析

目前世界四大自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)商：德國賜來福公司、日本村田公司、意大利薩維奧公司、中國青島宏大公司占據(jù)國內(nèi)絕大部分自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)市場(chǎng)。其中薩維奧公司和青宏大公司分別在山東濟(jì)寧和青島新建了大型生產(chǎn)基地。

由于早期我國自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)依賴進(jìn)口，主要進(jìn)口機(jī)型為第二代和第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，其大部分未裝備變頻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其變頻節(jié)能改造市場(chǎng)值得關(guān)注。

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