变频器在印染设备多电机同步调速中的应用

　　1松紧架的利与弊

　　印染设备上的传动辊特别多，其中少数辊子通过电机拖动，称其为主动辊;大多数辊子通过绕在其上的织物拉动，称其为被动辊。如果一个主动辊拖动的被动辊多，则织物张力的均匀性差。主动辊处的张力最大，最后一个被动辊处的张力最小。反之，如果一个主动辊拖动的被动辊少，则织物张力的均匀性好，主动辊与最后一个被动辊之间的张力差小。一般说来，主动辊与主动辊之间需要松紧架、张力传感器、速度传感器加以同步。工艺要求提高张力的均匀性，这就要求主动辊多、拖动电机多，从而松紧架多。这样作的弊端是增加了设备的复杂性和故障率，给操作和维护工作带来困难。

　　现在的趋势是对织物加工过程中的张力均匀性提出了越来越高的要求。为了满足这个要求，新设备设计中增加了主动辊的数量，从而也增加了拖动电机的数量。但需要想办法不增加甚至减少松紧架的数量。

　　2减少和取消松紧架的方法

　　变频器在印染设备上的使用已经是一项成熟的技术。变频器的功能越来越完善，能做的事情越来越多。一些原来很难完成的工作，借助于变频器可以很容易实现。比如无速度传感器矢量控制变频器可以工作在速度模式也可以工作在转矩模式，可以检测和输出电机的速度、线速度、转矩、电压和电流等运行参数。借助于这些功能，有可能构建出一些减少和取消松紧架的同步调速方法。

　　(1)大小电机法

　　一个单元用二台电机拖动，一台电机的功率大，另一台电机的功率小。小电机可以提供一定的辅助驱动转矩，以改善张力的均匀性，但不足以单独将设备驱动;大电机的功率足以将该单元驱动，决定了该单元的速度。小电机的变频器工作在转矩模式，大电机的变频器工作在速度模式。二台电机间不设松紧架。

　　举例:印染前处理的水洗单元，传统的做法使用一台电机驱动，现在改为二台电机驱动，以改善张力的均匀性。第一台电机功率7.5kW，工作在矢量控制速度模式;第二台电机0.75kW，工作在矢量控制转矩模式。二台电机间不需要松紧架，同步不成问题。

　　(2)直接速度同步系统

　　一般各单元都设计成转速负反馈，使各单元机的线速度尽量不受负载波动等因素的影响。这样，只要在联合机运行前，事先将各单元机的线速度调整相等(考虑到织物的伸长，实际应为一定的比例关系)，即可实现同步运行。

　　举例:直辊丝光机的直辊部分使用带速度反馈的交流变频异步电机直接速度同步系统,四台电机的线速度依次递增一个小的百分数(可调),实现一定的张力,不需松紧架同步运行。

　　(3)软机械特性法

　　如果几个单元的功能和结构相似，每个单元有一台电机和一台变频器驱动，可以考虑利用矢量控制变频器的转矩输出构造异步电机的软机械特性，从而电机间不需要松紧架而能保持良好的同步。有跑快倾向的因负载加重而快不起来，有跑慢倾向的因负载变轻而慢不下来，最终维持速度一致。因为软机械特性不是用串电阻的方法获得，而是用转矩负反馈构造，使得效率比较高。

　　举例:直辊丝光机的直辊部分有四台电机驱动，它们的功能和结构相同。可以采用软机械特性法实现电机间的同步，无需设松紧架。四部分的线速度可以设定的不一样，以实现加工所要求的织物张力的调节。

　　交流电机伺服控制在卷绕中的应用

　　在纺织印染设备中卷绕是较为常用的传动系统,主要传动方式分为液压传动、直流传动、交流变频传动和交流伺服系统等。其?

　　恒张力卷绕有两种方式:压布辊磨檫传动和卷布辊中心传动。第一种方式由于传动不受卷布辊直径影响,情况较为简单,与一般的传动没有多大的差别。第二种方式因受卷布辊直径的影响,传动角速度是变量,并随直径的增大转速变慢。如果采用普通的交流变频传动，需要检测卷布辊的直径D，然后根据式(1)计算卷布辊转速n，再根据计算的转速控制变频器的频率，与普通的变频调速没有什么两样。

　　n="V/(πD) (1)

　　式(1)中: V为线速度; D为需要检测卷布辊的直径; n为卷布辊转速。