摘要: 倍捻機是紡織行業(yè)的常見(jiàn)設備，本文介紹了四方E550系列變頻器在浙江某大型紡織機械廠(chǎng)的高速倍捻機上的整套應用方案。四方E550系列變頻器卓越的控制性能很好地滿(mǎn)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(xiàn)、纜繩，最終使紗線(xiàn)具有一定的物理機械性能和一定的外觀(guān)，如紗線(xiàn)的強度、彈性、伸長(cháng)率、毛羽、光澤、手感等。加捻后成紗的結構、形態(tài)發(fā)生變化，能使織物獲得特殊的外觀(guān)效應，如縐效應。倍捻機可以實(shí)現一轉兩捻，加捻效率比傳統捻線(xiàn)設備成倍提高。

  一、 高速倍捻機工作原理 

  常見(jiàn)的倍捻機每個(gè)單元設計為8錠,前后兩面共16錠。每錠的工作原理如圖1 所示，當錠子電機帶動(dòng)錠子轉動(dòng)的同時(shí)，槽筒和捻絲筒在線(xiàn)速電機的帶動(dòng)下也同步轉動(dòng)，從而使紗線(xiàn)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(xiàn)退離空心錠子的中心孔，垂直進(jìn)入錠盤(pán)，接著(zhù)紗線(xiàn)由錠盤(pán)出口經(jīng)儲紗區偏轉到達靜止導紗鉤，并形成氣圈，氣圈的高度由導絲鉤的位置確定，紗線(xiàn)經(jīng)導紗鉤后，到達超喂羅拉，最后紗線(xiàn)經(jīng)過(guò)導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(chēng)其為超喂電機。捻絲筒子由一臺異步電機控制,稱(chēng)為線(xiàn)速電機。在每一錠中，捻絲筒子在機器運行時(shí)可以通過(guò)機械裝置投入工作和分離工作。
 
                  
                                圖2 機械結構圖

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

  高速倍捻機對轉速精度要求比較高，一般要求在不同的轉速時(shí)誤差±10r/min以?xún)?。通過(guò)高速接近開(kāi)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，轉速精度誤差±10r/min，完全滿(mǎn)足現場(chǎng)工藝要求。通過(guò)專(zhuān)用的速度修正系數，還可以對轉速進(jìn)行手動(dòng)微調，進(jìn)一步提高轉速精度。
 
                 
                                            圖3 系統控制圖  

  如圖3所示，觸摸屏根據公式，通過(guò)宏指令，來(lái)給定錠速變頻器、線(xiàn)速變頻器、超喂變頻器頻率，以及變頻器的轉向。此外，E550變頻器可以選擇不返回數據的通信方式，進(jìn)一步提高通信的速度，提高系統的運行效率。
 
                                     
                           圖4 變頻器配線(xiàn)圖

  主要變頻器參數設置：

① 錠速變頻器參數設定
 
          

② 超喂變頻器參數設定
 
           

③ 線(xiàn)速變頻器參數設定
 
            

  三、系統方案的特點(diǎn)

  1、節省成本，本方案采用接近開(kāi)關(guān)信號作為速度反饋，搭配高速脈沖輸入接口組成實(shí)現速度閉環(huán)系統，節省了編碼器的成本；系統使用觸摸屏直接控制，變頻器集成了相關(guān)工藝參數，省去了PLC的環(huán)節，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)測轉速誤差± 10r/min；

  3、安裝調試簡(jiǎn)便，只需要簡(jiǎn)單的配線(xiàn)即可組成整套系統；

  4、抗干擾能力強，全系列產(chǎn)品經(jīng)過(guò)EMC測試，確保通信可靠性；采用不返回數據的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：

  本方案變頻器通過(guò)高速接近開(kāi)關(guān)實(shí)現轉速閉環(huán)系統，解決了通用型變頻器無(wú)法實(shí)現高轉速精度的要求；采用通信不返回數據功能，實(shí)現了上位機與多臺變頻器的高速穩定通信。

  本方案已在浙江某大型紡織機械廠(chǎng)批量使用，由于方案性?xún)r(jià)比高，系統穩定可靠，使產(chǎn)品具有很強的競爭力，得到用戶(hù)的一致好評。