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8572 E550系列變頻器在高速倍捻機(jī)上的應(yīng)用

引言
       倍捻機(jī)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(jī)械性能和一定的外觀,如紗線的強(qiáng)度、彈性、伸長(zhǎng)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(jī)可以實(shí)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(jī)工作原理
       常見(jiàn)的倍捻機(jī)每個(gè)單元設(shè)計(jì)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(jī)帶動(dòng)錠子轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),槽筒和捻絲筒在線速電機(jī)的帶動(dòng)下也同步轉(zhuǎn)動(dòng),從而使紗線從供絲筒子進(jìn)入張力管,穿過(guò)張力珠,被張力珠的彈性作用所壓緊,形成一個(gè)握持點(diǎn),紗線退離空心錠子的中心孔,垂直進(jìn)入錠盤(pán),接著紗線由錠盤(pán)出口經(jīng)儲(chǔ)紗區(qū)偏轉(zhuǎn)到達(dá)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(dá)超喂羅拉,最后紗線經(jīng)過(guò)導(dǎo)紗器交叉卷繞在筒子上。       
二、四方E550高速倍捻機(jī)控制方案介紹
      本方案介紹的高速倍捻機(jī)為單錠設(shè)計(jì),最高錠速達(dá)到15000r/min。每錠單獨(dú)由一臺(tái)高速異步電機(jī)控制,都能單獨(dú)控制啟停。超喂羅拉由一臺(tái)異步電機(jī)控制,稱(chēng)其為超喂電機(jī)。捻絲筒子由一臺(tái)異步電機(jī)控制,稱(chēng)為線速電機(jī)。在每一錠中,捻絲筒子在機(jī)器運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)機(jī)械裝置投入工作和分離工作。


               
                                                    圖2   機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
    高速倍捻機(jī)線速電機(jī)、超喂電機(jī)、錠速電機(jī)轉(zhuǎn)速由下面的公式?jīng)Q定:
    線速電機(jī)線速=錠速電機(jī)轉(zhuǎn)速*2/捻度=2π*線速輪半徑*線速電機(jī)轉(zhuǎn)速
    超喂電機(jī)線速=線速電機(jī)線速*超喂量=2π*超喂輪半徑*超喂電機(jī)轉(zhuǎn)速
    高速倍捻機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求比較高,一般要求在不同的轉(zhuǎn)速時(shí)誤差±10r/min以?xún)?nèi)。通過(guò)高速接近開(kāi)關(guān)作為速度反饋信號(hào),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(chǎng)工藝要求。通過(guò)專(zhuān)用的速度修正系數(shù),還可以對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行手動(dòng)微調(diào),進(jìn)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(guò)宏指令,來(lái)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?cái)?shù)據(jù)的通信方式,進(jìn)一步提高通信的速度,提高系統(tǒng)的運(yùn)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(diǎn)
1、節(jié)省成本,本方案采用接近開(kāi)關(guān)信號(hào)作為速度反饋,搭配高速脈沖輸入接口組成實(shí)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(jìn)一步降低成本。
2、控制精度高,通過(guò)高速接近開(kāi)關(guān)組成速度閉環(huán)控制,實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速誤差± 10r/min;
3、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便,只需要簡(jiǎn)單的配線即可組成整套系統(tǒng);
4、抗干擾能力強(qiáng),全系列產(chǎn)品經(jīng)過(guò)EMC測(cè)試,確保通信可靠性;采用不返回?cái)?shù)據(jù)的MODBUS通信方式,類(lèi)似與通信廣播的方式,進(jìn)一步降低MODBUS通信的失敗率。
四、小結(jié)
       本方案變頻器通過(guò)高速接近開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng),解決了通用型變頻器無(wú)法實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速精度的要求;采用通信不返回?cái)?shù)據(jù)功能,實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與多臺(tái)變頻器的高速穩(wěn)定通信。
       本方案已在浙江某大型紡織機(jī)械廠批量使用,由于方案性?xún)r(jià)比高,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,使產(chǎn)品具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,得到用戶(hù)的一致好評(píng)。

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