变频技术在清梳联合机上的应用

张逊，陈靖芯

（1.扬州大学机械工程学院，江苏扬州 225009；2.泰州职业技术学院，江苏泰州 225300）

变频技术在清梳联合机上的应用

张逊1，2，陈靖芯1

（1.扬州大学机械工程学院，江苏扬州 225009；2.泰州职业技术学院，江苏泰州 225300）

近年来，国内外纺机厂商为了提高纺机的可靠性和自动化程度，大量采用了PLC控制、变频

调速等新技术，用来取代传统的机械结构。文章探讨了变频技术在清梳联合机上的应用。

变频技术；清梳联合机；变频器；变频调速

由于高产梳棉机的出现和化纤的大量应用，清梳联已成为实现纺织厂现代化的重要标准之一。改革开放后至今，我国相继从德国、瑞士、意大利等国家引进清梳联生产线，清梳联采用多仓混棉机和三刺辊开清棉机，多仓混棉机向清棉机的原料传输是由中央处理器控制并通过两只直流电机完成的。可是直流电机价格昂贵，且过载能力差，故障率高，后期维修费用高，可对其进行交流变频的技术改造，改造后不会影响梳棉机喂棉控制和盖板速度控制，对生条重量不匀和条干不匀度也不会有影响，而且可以节约设备成本，提高经济效益。

1 清梳联工艺技术要览

清梳联工艺及设备以其合理性和先进性在国内外得到了长足的发展，为了达到开松除杂，混和均匀，少伤纤维，少产生棉结，生条长、短片段重量均匀的目的，首先要在开松、分梳、除杂过程中弄清棉结、杂质的演变规律。利用Uster公司的AFis纤维检验仪对清梳联各单机在制品上进行全面测试分析，找到了清梳联工程中棉结、杂质的演变规律。

2 清梳联工艺的优势

只有采用清梳联，才能纺出优质纱。其优点为：（1）清梳联提高了生条、成纱质量。（2）节约用人、用电，提高生产效率。（3）改善生产环境，降低车间噪声和粉尘。（4）提高原棉制成本，降低配棉等级。（5）节约设备维修费用，节省占地面积等。

因此清梳联具有明显的技术经济效益。目前国产清梳联生条成纱质量已达到或接近国际知名厂家清梳联设备的质量水平，而每套国产清梳联设备投资仅为引进国际同类设备的1/2左右，而且国产清梳联设备维修费较小[1]。

3 变频技术的应用基础

清梳联合机是纺纱工艺中一项重大变革和成就，清梳联技术的开发和推广应用已经成为了棉纺技术的关键。该技术有利于提高生条成纱质量和减少细纱断头和回花，同时有利于提高劳动效率、节约生产空间、缩短工艺流程、减轻劳动强度。由于交流变频调速传动具有以下两大特点：一是启动电流小，减少电源设备容量，可以使普通异步电动机实现无级调速。二是启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备，对电机具有保护功能，降低电机的维修费用，而且节电效果比较明显。所以交流变频调速技术得到了迅速地发展，并逐渐在电子拖动中占据主导地位。

4 变频技术的实际应用

CVT3型清棉机给棉直流电机碳刷磨损迅速，碳刷架易打火烧坏，引起电机烧坏，从而导致电机寿命短，经济效应不高。电机铜转子经过多次圆整后，换向器的铜片磨损会越来越严重，最终会导致打火击穿，同样引起电机烧毁。CVT3型锯齿清棉机属于单机台运行的设备，在整个清梳联系统中处于生产环节的前段。在生产过程中，如果输棉直流电机一旦发生损坏，就会导致整个棉纺生产线的停产，会造成较大地经济损失。因此需对该传动系统进行技术改造，采用交流电机变频调速取代原直流电机[2]。

原直流电机转速范围70r／min-3000r／min，变速箱的变速比为40：1，功率为0.6KW。我们采用A002型抓棉机传动升降的电机来取代，该电机为一个带变速箱的交流电机，其转速为1400r／min，变速箱传动比27∶1，功率为0．55KW，三相。变频器采用日本三菱公司的FREQROL-Z240-ER型，功率1．5KW。原直流电机(M142)经过变速箱变速后输出速度的变化范围在1.75r／min-75r／min之间。MM6型多仓混棉机下部水平输棉帘子处有一个速度传感器，M142直流电机变速箱输出的速度与该传感器的测速正好是1∶1的对应关系。当M142直流电机变速箱输出为75r／min时，CVT3型清棉机显示屏的速度显示V=100%。A002型抓棉机传动升降电机变速箱传动比27∶1，当交流电频率为50HZ时，输出速度约为52r／min左右。当此变速箱输出为75r／min时，也就是当V＝100%时，变频器输出频率应该在72.5HZ左右。所以对FREQROL-Z240-ER型变频器的频率设置选用在0-120HZ的范围。

将一个交流24V的中间继电器ZJ并联在CVT3型清棉机第一罗拉传动电机的交流接触器线圈的两端，该中间继电器的常开触点作为向变频器提供380V交流电源的开关。CVT3型清棉机启动时，需要按顺序依次启动第三罗拉，第二罗拉和第一罗拉，当第一罗拉启动时，同时也提供了变频器的电源。控制电路中的模块KSZ3输出0-10V的调速信号电压，用于控制模块GMB1B以改变原M142直流电机的速度。将这一信号电压并联到变频器的调速信号电压输入端2-5端，供变频器调速用。模块KSZ3输出信号电压的变化由DX型强力除尘器输棉管道中的气压控制。将模块GMBlB的5-6输入端分别断开。输棉帘子运转的监测信号由模块1KRB的4-5端分别接到变频器的SD、SFT端，作为变频器控制交流电机的开、停信号。

在生产过程中，如果棉层过厚，设备堵车，原直流电机的反转功能才能生效，而在给棉量调节不当时，极易发生堵车。一旦出现堵车，原设计的慢速反转会因直流电机功率太小，输棉帘子往往倒转不动，这种情况下，只能进行人工处理，这样既浪费时间，又影响了生产效率。因此我们没有在变频器的控制程序中输入反转功能，如需要电机反转时可临时改变交流电机的相序。经过上述改造，清棉机整体运转平稳，棉层厚度和给棉量控制自如，交流电机和变速箱负荷正常，调速性能和原直流电机一样[3]。

5 结语

交流变频调速技术克服了直流变频调速过载能力差，故障率高的缺点,逐渐取代了直流调速，该技术可以使普通异步电动机实现无级调速,在现代纺织设备上的应用越来越广泛。如用到空调中使节能更显著；用到粗纱中可以取代防细节装置等等。而且随着国产变频技术和先进制造技术不断进步，国产变频器质量有了较大提升，功能也不断完善，已经可以替代进口变频器使用。

[1]沈天培.在梳毛联合机上纺制混合粗纺毛纱[J].上海纺织科技,1980,(3):53．

[2]荣鸿昌.几种引进清梳联设备的调研分析[J].棉纺织技术, 1996,(7):12-14．

[3]高宜畏.清梳联合机工艺技术与设备创新探讨[J].棉纺织技术,2000,(1):19-27.

（责任编辑 刘红/杨荔晴）

Frequency Conversion Technology in Blowing Carding Machine

ZHANG Xun1,2，CHEN Jing-xin2

(1.Yangzhou University,Yangzhou Jiangsu 225009;2.Taizhou Polytechnic College,Taizhou Jiangsu 225300, China)

In recent years domestic and foreign textile machinery manufacturers,In order to improve the reliability and automation of textile machinery,By a large number of PLC control,variable frequency speed control technology,used to replace the traditional mechanical structure.This paper discusses the technology of frequency conversion in blowing-carding unit application.

frequency conversion technology;carding combination machine;frequency converter;variable frequency speed regulation

TS103.7

A

1671-0142（2012）03-0066-02

张逊(1980-),男,江苏泰州人,讲师.