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   摘要: 倍捻機是紡織行業(yè)的常見設(shè)備，本文介紹了四方E550系列變頻器在浙江某大型紡織機械廠的高速倍捻機上的整套應(yīng)用方案。四方E550系列變頻器卓越的控制性能很好地滿足倍捻機大工作頻率范圍、高速度精度等工藝要求。

   關(guān)鍵字： E550、變頻器、高速倍捻機、MODBUS

  引言

  倍捻機是一種加捻設(shè)備，加捻是把松散的纖維須條加以適量的捻度,使之成紗或者把紗、絲捻合成股線、纜繩，最終使紗線具有一定的物理機械性能和一定的外觀，如紗線的強度、彈性、伸長率、毛羽、光澤、手感等。加捻后成紗的結(jié)構(gòu)、形態(tài)發(fā)生變化，能使織物獲得特殊的外觀效應(yīng)，如縐效應(yīng)。倍捻機可以實現(xiàn)一轉(zhuǎn)兩捻，加捻效率比傳統(tǒng)捻線設(shè)備成倍提高。

  一、 高速倍捻機工作原理 

  常見的倍捻機每個單元設(shè)計為8錠,前后兩面共16錠。每錠的工作原理如圖1 所示，當(dāng)錠子電機帶動錠子轉(zhuǎn)動的同時，槽筒和捻絲筒在線速電機的帶動下也同步轉(zhuǎn)動，從而使紗線從供絲筒子進入張力管，穿過張力珠，被張力珠的彈性作用所壓緊，形成一個握持點，紗線退離空心錠子的中心孔，垂直進入錠盤，接著紗線由錠盤出口經(jīng)儲紗區(qū)偏轉(zhuǎn)到達靜止導(dǎo)紗鉤，并形成氣圈，氣圈的高度由導(dǎo)絲鉤的位置確定，紗線經(jīng)導(dǎo)紗鉤后，到達超喂羅拉，最后紗線經(jīng)過導(dǎo)紗器交叉卷繞在筒子上。
 
              
                                      圖1 工藝原理圖

  二、四方E550高速倍捻機控制方案介紹

  本方案介紹的高速倍捻機為單錠設(shè)計，最高錠速達到15000r/min。每錠單獨由一臺高速異步電機控制,都能單獨控制啟停。超喂羅拉由一臺異步電機控制,稱其為超喂電機。捻絲筒子由一臺異步電機控制,稱為線速電機。在每一錠中，捻絲筒子在機器運行時可以通過機械裝置投入工作和分離工作。
 
                  
                                圖2 機械結(jié)構(gòu)圖

  高速倍捻機線速電機、超喂電機、錠速電機轉(zhuǎn)速由下面的公式?jīng)Q定：
線速電機線速=錠速電機轉(zhuǎn)速*2/捻度=2π*線速輪半徑*線速電機轉(zhuǎn)速
超喂電機線速=線速電機線速*超喂量=2π*超喂輪半徑*超喂電機轉(zhuǎn)速

  高速倍捻機對轉(zhuǎn)速精度要求比較高，一般要求在不同的轉(zhuǎn)速時誤差±10r/min以內(nèi)。通過高速接近開關(guān)作為速度反饋信號，接入E550變頻器的高速脈沖輸入端子，組成速度閉環(huán)的方式，轉(zhuǎn)速精度誤差±10r/min，完全滿足現(xiàn)場工藝要求。通過專用的速度修正系數(shù)，還可以對轉(zhuǎn)速進行手動微調(diào)，進一步提高轉(zhuǎn)速精度。
 
                 
                                            圖3 系統(tǒng)控制圖  

  如圖3所示，觸摸屏根據(jù)公式，通過宏指令，來給定錠速變頻器、線速變頻器、超喂變頻器頻率，以及變頻器的轉(zhuǎn)向。此外，E550變頻器可以選擇不返回數(shù)據(jù)的通信方式，進一步提高通信的速度，提高系統(tǒng)的運行效率。
 
                                     
                           圖4 變頻器配線圖

  主要變頻器參數(shù)設(shè)置：

① 錠速變頻器參數(shù)設(shè)定
 
          

② 超喂變頻器參數(shù)設(shè)定
 
           

③ 線速變頻器參數(shù)設(shè)定
 
            

  三、系統(tǒng)方案的特點

  1、節(jié)省成本，本方案采用接近開關(guān)信號作為速度反饋，搭配高速脈沖輸入接口組成實現(xiàn)速度閉環(huán)系統(tǒng)，節(jié)省了編碼器的成本；系統(tǒng)使用觸摸屏直接控制，變頻器集成了相關(guān)工藝參數(shù)，省去了PLC的環(huán)節(jié)，進一步降低成本。

   2、控制精度高，通過高速接近開關(guān)組成速度閉環(huán)控制，實測轉(zhuǎn)速誤差± 10r/min；

  3、安裝調(diào)試簡便，只需要簡單的配線即可組成整套系統(tǒng)；

  4、抗干擾能力強，全系列產(chǎn)品經(jīng)過EMC測試，確保通信可靠性；采用不返回數(shù)據(jù)的MODBUS通信方式，類似與通信廣播的方式，進一步降低MODBUS通信的失敗率。

  四、 小結(jié)：

  本方案變頻器通過高速接近開關(guān)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，解決了通用型變頻器無法實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速精度的要求；采用通信不返回數(shù)據(jù)功能，實現(xiàn)了上位機與多臺變頻器的高速穩(wěn)定通信。

  本方案已在浙江某大型紡織機械廠批量使用，由于方案性價比高，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，使產(chǎn)品具有很強的競爭力，得到用戶的一致好評。