變頻調速器范文第1篇
供水系統是國民生產生活中不可缺少的重要一環。傳統供水方式占地面積大，水質易污染，基建投資多，而最主要的缺點是水壓不能保持恒定，導致部分設備不能正常工作。變頻調速技術是一種新型成熟的交流電機無極調速技術，它以其獨特優良的控制性能被廣泛應用于速度控制領域，特別是供水行業中。由于安全生產和供水質量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴格的要求，因而變頻調速技術得到了更加深入的應用。恒壓供水方式技術先進、水壓恒定、操作方便、運行可靠、節約電能、自動化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：(1)維持水壓恒定;(2)控制系統可手動/自動運行;(3)多臺泵自動切換運行;(4)系統睡眠與喚醒。當外界停止用水時，系統處于睡眠狀態，直至有用水需求時自動喚醒;(5)在線調整PID參數;(6)泵組及線路保護檢測報警，信號顯示等。
將管網的實際壓力經反饋后與給定壓力進行比較，當管網壓力不足時，變頻器增大輸出頻率，水泵 轉速加快，供水量增加，迫使管網壓力上升。反之水泵轉速減慢，供水量減小，管網壓力下降，保持恒壓供水。
1 系統硬件構成
系統采用壓力傳感器、PLC和變頻器作為中心控制裝置，實現所需功能。
安裝在管網干線上的壓力傳感器，用于檢測管網的水壓，將壓力轉化為4～20 mA的電流信號，提供給PLC與變頻器。
變頻器是水泵電機的控制設備，能按照水壓恒定需要將0～50 Hz的頻率信號供給水泵電機，調整其轉速。ACS變頻器功能強大，預置了多種應用宏，即預先編置好的參數集，應用宏將使用過程中所需設定的參數數量減小到最小，參數的缺省值依應用宏的選擇而不同。系統采用PID控制的應用宏，進行閉環控制。該宏提供了6個輸入信號：啟動/停止(DI
1、DI5)、模擬量給定(AI1)、實際值(AI2)、控制方式選擇(DI2)、恒速(DI3)、允許運行(DI4);3個輸出信號：模擬輸出(頻率)、繼電器輸出1(故障)、繼電器輸出2(運行);DIP開關選擇輸入0～10 V電壓值或0～20 mA電流值(系統采用電流值)。變頻器根據給定值AI1和實際值AI2，即根據恒壓時對應的電壓設定值與從壓力傳感器獲得的反饋電流信號，利用PID控制宏自動調節，改變頻率輸出值來調節所控制的水泵電機轉速，以保證管網壓力恒定要求。
根據泵站供水實際情況與需求，利用一臺變頻器控制3臺水泵，因此除改變水泵電機轉速外，還要通過增減運行泵的臺數來維持水壓恒定，當運行泵滿工頻抽水仍達不到恒壓要求時，要投入下一臺泵運行。反之，當變頻器輸出頻率降至最小，壓力仍過高時，要切除一臺運行泵。所以不僅需要開關量控制，還需數據處理能力，采用FX-4AD(4模擬量入)獲得模擬量信號。它在應用上的一個重要特征就是由PLC自動采樣，隨時將模擬量轉換為數字量，放在數據寄存器中，由數據處理指令調用，并將計算結果隨時放在指定的數據接觸器中。通過其可將壓力傳感器電流信號和變頻器輸出頻率信號轉換為數字量，提供給PLC[1>，與恒壓對應電流值、頻率上限、頻率下限(考慮到水泵電機在低速運行時危險，必須保證其頻率不低于20Hz，因此頻率上限設為工頻50Hz，下限設為20Hz)進行比較，實現泵的切換與轉速的變化。
系統在設計時應使水泵在變頻器和工頻電網之間的切換過程盡可能快，以保證供水的連續性，水壓波動盡可能小，從而提高供水質量。但元件動作過程太快，會有回流損壞變頻器。為了防止故障的發生，硬件上必須設置閉鎖保護，即1Q與4Q，2Q與5Q，3Q與6Q不能同時閉合。
2 系統軟件設計
控制系統軟件是指用梯形圖語言編制的對3臺泵進行控制的程序。它對3臺泵的控制，主要解決 系統的手動及自動切換、各元件和參數的初始化、信號及通訊數據的預處理、3臺泵的啟動、切換及停止的條件、順序、過程等問題。
當變頻器輸出頻率達到頻率上限，供水壓力未達到預設值時，發出加泵信號，投入下1臺泵供水。當供水壓力達到預設值，變頻器輸出頻率降到頻率下限時，發出減泵信號，切除在工頻運行方式中的1臺泵。系統剛啟動時，情況簡單，首先啟動一號泵即可。但考慮3臺泵聯合運行時情況復雜，任1臺或2臺泵可能正在工頻自動方式下運行，而其他泵則可能在變頻器控制下運行，因此必須預先設定增減水泵的順序。即獲得加泵信號后，按照1號泵、2號泵、3號泵的順序優先考慮。獲得減泵信號后，按照3號泵、2號泵、1號泵的順序優先考慮。
為了防止故障的發生，軟件上也必須設置保護程序，保證1Q與4Q、2Q與5Q、3Q與6Q不能同時閉合。在加減泵時必須設置元件動作順序及延時，防止誤動作發生。
考慮到系統工作環境對運行狀態的影響，在設計中采用硬件、軟件上的雙重濾波來消除干擾的影響。硬件上變頻器提供了濾波時間常數，當模擬輸入信號變化時，63%的變化發生在所定義的時間常數中;軟件上采用數字濾波的方式，系統采用平均值的方法[2>。
計算最近10次采樣的平均值，其計算公式如下：
3 系統參數的確定
系統變頻運行主要靠變頻器來實現。變頻器有一數量很大的參數群，初始情況下，只有所謂的基本參數可以看到。只需設定簡單的幾個參數，變頻器就可以工作。
除基本參數外，還必須對完整參數進行設定。
完整參數的設定主要是PID參數的整定，它是按照工藝對控制性能的要求，決定調節器的參數Kp，TI，TD?？刂票磉_式為：
變頻器根據偏差調節PID的參數，當運行參數遠離目標參數時，調節幅度加快，隨著偏差的逐步接近，跟蹤的幅度逐漸減小，近似相等時，系統達到一個動態平衡，維持系統的恒壓穩定狀態[
3、4>。
4 試驗結果
由于系統的顯示和通訊功能，可以對系統工作情況進行監測?？紤]到管網覆蓋面積大，泵站海拔高度相對低，遠端供水壓力需維持3kg，因此泵站出水口壓力必須維持5kg。試驗條件為管網初始無壓 力，電磁閥控制一定量相同用水情況下啟動系統。獲得的數據經MATLAB進行插值擬合可得系統在不同條件下跟蹤壓力變化的曲線[5>。
試驗記錄的數據顯示，系統在未進行濾波和PID控制時，響應速度特別慢、誤差大、振蕩嚴重，見圖5。在未進行濾波而引入數字PID控制時，響應速度明顯加快，但振蕩問題未能得到解決，這是由于喘振現象的存在;當管道壓力與設定值近似相當時，水錘效應影響明顯，壓力波動異常，PID的參數跟蹤整定，形成惡性循環，管道中空氣的存在也會導致振蕩問題。
變頻調速器范文第2篇
摘要：文章介紹了2014年中國國際紡機展暨ITMA亞洲展覽會上展出的國內外紡紗設備及技術的四大亮點：圍繞提高紡紗設備的生產效率，廣泛采用高速化與高效化技術；廣泛采用自動化連續化技術，實現“機器換人”減少勞動用工；廣泛采用智能化與數字化技術，紡紗全過程實現網絡化與信息化管理；積極采用節能降耗的紡紗新技術，降低能耗與機物料消耗。
關鍵詞：紡紗設備；高速化與高效化；自動化和連續化；智能化與數字化；節能降耗
Four Highlights in the Development of Spinning Equipment and Technology at Home and Abroad
Key words： spinning equipment； high-speed and high-efficiency； automatic and continuous； intelligent and digital； energy-saving
2014年中國國際紡織機械展覽會暨ITMA亞洲展覽會最近在上海舉行，這是亞洲地區最大的紡織機械展覽盛會。在歷屆展會上，紡紗機械一直是重點，參展廠商多、展出的裝備多。與前幾屆相比，這次國內外紡機制造商展出的紡紗機械（包括紡紗元器材）有明顯的進步。
當前我國紡紗企業面臨原料價格居高不下、成本不斷上升及招工難的多重壓力，企業領導意識到必須通過技術創新、升級設備、用“機械換人”少用工人來突破困境、求生存與發展。國內外紡機制造商也緊緊抓住我國紡紗企業的需求，展出的紡紗設備都圍繞提高裝備效率與紗線品質、節約用工、節能降耗及提高裝備可靠性與適紡性等方面，展示了最新技術裝備。據筆者現場參觀并與相關制造商交流與咨詢，感到這次展示的紡紗設備有四大亮點，現評析如下。
1 圍繞提高紡紗設備的生產效率，廣泛采用高速化與高效化技術
從展出的紡紗裝備分析：梳棉機高產、精梳機、細紗機高速、新型紡紗機高效尤為凸現。
梳棉機有“紡紗心臟”之稱，是紡紗關鍵設備之一。展會上展出的梳棉機有10多臺，外商展出的有瑞士Rieter（立達）、德國Truetzschler（特呂茨勒）、英國克羅斯羅爾及印度朗維等公司生產的梳棉機，國產展出的有青島宏大、青島紡機、青島東佳及鄭州宏大等公司生產的梳棉機。其共同特點是單位產量比上屆有明顯提高。如立達C70型梳棉機，設計產量超過200 kg/h，實際生產也在120 kg/h；特呂茨勒TC8型與英國克羅斯羅爾MK7D型梳棉機，設計產量為140 kg/h，實際生產能達到80 ～ 100 kg/h。國產梳棉機，如青島宏大1211型與鄭州宏大1212型梳棉機，設計產量為100 kg/ h，實際生產在70 ～ 80 kg/h之間，均比上屆展出提高30%以上。在提高梳棉機產量的同時，如何使纖維梳理損傷更少，國內外梳棉機制造廠商均采取了如下相應技術措施。
（1）加寬機幅，縮小錫林直徑，適應錫林高速運轉。如立達C70型、朗維CL-363型、青島東佳FA209型等均將機幅從 1 m加寬到1.5 m，使梳理面積增加了50%?？肆_斯羅爾MK-7D型將錫林直徑從1.27 m（50英寸）改為1.016 m（40英寸），并相應采取了高速回轉吸震與動平衡技術，使錫林速度達到700 ～ 800 r/min，極大地提高了梳理效能。
（2）采取抬高錫林、降低道夫位置等措施來擴大錫林梳理區。如特呂茨勒TC8型梳棉機擁有2.84 m梳理孤長，是目前梳理弧長最長的機型；克羅斯羅爾MK-7D型梳棉機設計獨特的“A”字形機架也帶來更大的梳理區面積，占錫林圓周68.2%面積。國產青島宏大1211型梳棉機也采取抬高錫林、降低道夫位置等措施，使梳理區弧長也達到2.8 m，比傳統梳棉機梳理區面積增加了74%，有效地提高了對纖維的分梳能力。
（3）加裝前后固定蓋板與棉網清潔器來增加梳理點，并可根據不同的使用原料來調節固定蓋板根數與隔距，優化工藝參數，改善梳理效果。
（4）立達C70型梳棉機采用了集成自動磨針系統，特呂茨勒TC8型梳機配置了梳棉隔距優化設定工具及在線棉結監控裝置等。這些新技術的采用使梳棉機在高速運轉時梳棉生條的質量能始終保持在好水平，實現了高產優質的目標。
由于梳棉機單機生產效率的提高，在相同產能條件下可減少設備配臺，以紡18.5 tex紗為例，每萬錠配臺可從原來的10臺左右減少到目前的 6 ～ 8 臺，可相應減少設備廠房面積與噸條能耗，有利于加工成本的降低。
1.2 精梳機是生產高檔次純棉紗與混紡紗的關鍵設備
生產精梳紗是當前提高紗線質量與檔次的重要措施之一。這次展會上展出的精梳機臺數也較多。國外有瑞士立達、日本Toyata（豐田）、印度朗維等公司生產的精梳機，國內有山西經緯、宏基、貝斯特，江蘇凱宮，上海昊昌、一紡機，陜西恒鑫、寶成等公司生產的精梳機。與前兩屆相比其最大特點是運轉速度提高，單機產量增加。如豐田與特呂茨勒公司共同研發的TL12型高效精梳機，展會上演示速度高達600鉗次/min，棉條輸出速度超過270 m/min，臺時產量達90 kg，已超越立達公司E80型精梳機的速度與產量。同時該機裝有輸出棉條的自調勻整系統，可隨意調整工藝參數，使生產的精梳條質量始終處于最佳狀態。國內展出的多臺精梳機，由于采用了多項創新技術，如改進車頭傳動結構、優化鉗板運動機構、減輕鉗板組件重量及無痕搭接技術等，降低了往復運動時慣性力與慣性力矩，使高速運轉時機器振動小、噪音低、運轉平穩、可靠性好，為提高速度創造了條件。如昊昌公司生產的HC-500型精梳機，展會上演示速度達550鉗次/min，是國產精梳機速度最高的機型；江蘇凱宮展出的JSFA588型精梳機是吸收國外先進技術后自主創新的新一代精梳機，演示速度也超過500鉗次/ min；上海一紡機展出的CJ66型精梳機是在原CJ60型機上改進設計后推出的新型精梳機，設計速度為480鉗次/min，演示速度為450鉗次/min，該機采用等距離梳理設計，錫林針排有90°與111°兩種，可根據品質要求選用，以保證梳理質量提高。
以上分析表明，國內制造的精梳機在技術先進性與生產效率等方面均有很大提高，與國外精梳機的差距逐步縮小，價格只有進口機的1/2 ～ 1/3，具有良好的性價比，可作為企業技術改造優選的機型。
由于精梳機的單機生產效率提高，在一定產能下精梳機配臺也可減少。據分析，采用國外立達與豐田的精梳機，每臺日產精梳條均可達到 2 t，每套精梳機（6 臺）可供 2 萬錠生產18.5 ～ 14.8 tex精梳紗。國產精梳機每臺日產量也可達到1.5 t以上精梳條，可供1.5萬錠以上生產精梳紗，且兩者生產的精梳條質量差異很小。
1.3 并條機與粗紗機也正在向高速化方向發展。
為了提高并條機的輸出速度，國外廠商均采用單眼并條技術，如立達RSB-D45型并條機設計速度為1 100 m/ min，實際運行速度可達700 ～ 800 m/min；國內沈陽宏大、天門紡機、陜西寶成等并條機制造廠，在消化吸收國外先進技術基礎上，在展會上也分別展出多款單眼并條機，設計最高速度為800 m/min，實際運行速度達到了600 m/ min，比傳統的雙眼并條機速度提高了50%。
粗紗機由于普遍采用多電機驅動技術取代原來的錐形輪（又稱鐵砲）皮帶傳動，不但提高了各部件（錠子、錠葉、羅拉）運轉的同步性，也為提高速度創造了條件。設計錠子速度為1 500 r/min，實際運行錠子速度可達 1 200 ～1 300 r/min，比原來機械傳動粗紗機的錠子速度提高了200 ～ 300 r/min。此外粗紗機也仿效細紗機增加了每臺設備的錠數，從原來的120錠（標準）增加到150錠以上，最長有192錠，設備生產效率提高，每萬錠粗紗機配臺可從 3 臺減少為 2 臺。
1.4 細紗機是展出臺數最多的機器
國外有立達、德國Zinser（青澤）、豐田及朗維等公司；國內展出的廠家更多，有山西經緯、宏基、貝斯特，江蘇馬佐里、同和，上海二紡機及浙江凱靈紡機等公司。有的企業同時展出 2 ～ 3 臺用途不同的細紗機。從展出的細紗機分析，除都配置集體自動落紗與緊密紡裝置外，其顯著特點是向高速化與多錠化發展。
（1）高速化
高速化是細紗機提高生產效率的標志。國外細紗機設計速度均是25 000 r/min，實際運行速均超過20 000 r/ min。國內細紗機近幾年來在提高速度上也有長足的進步，實際運行速度已接近國外細紗機。如江蘇東臺馬佐里公司DTM-149型細紗機設計速度也是25 000 r/min，演示品種為T/C 65/35 50S緊密紡紗，平均速度達到23 216 r/min；山西經緯紡機JWF1566型細紗機，設計最高速度25 000 r/min，演示速度也超過20 000 r/min；浙江凱靈紡機JZ1618型細紗機，演示品種為純棉40S紗，速度達到23 000 r/min；上海二紡機EJM198型1 820錠超長細紗機，演示品種為50S純棉紗，速度也達19 000 r/min以上。
（2）多錠化
由于細紗機集體自動落紗技術的推廣應用，多錠化可以提高裝備的生產效率，是發展的必然趨勢，這次展出細紗機安裝的錠數已從上屆的1 008 ～ 1 200錠/臺，增加到1 600 ～ 1 900錠/臺，據對展出部分的細紗機統計如下：立達G32型1 632錠數/臺，青澤351/72型1 680/1 920錠數/臺，朗維LR9型1 824錠數/臺，豐田RX300型1 824錠數/臺，上海二紡機EJM198型1 820錠數/臺。
從展出細紗機初步分析，環錠細紗機實現高速化與多錠化采取的主要技術措施有以下幾點：提高制造加工精度增加機架數量、采用整節分段裝箱技術減少安裝誤差；采用高速錠子并與小直徑（36 ～ 38 mm）鋼領配套，由于紡紗張力減少有利于速度提高；紡紗全過程采用變頻調速技術，使大、中、小紗紡紗張力趨于一致，降低紡紗斷頭率；采取車頭、車尾雙向驅動中間聯接傳動，牽伸羅拉與鋼領板升降均采用電機單獨傳動，降低傳動阻力適應高速生產。
1.5 轉杯紡紗機與噴氣渦流紡紗機的顯著特點是高速高效
（1）轉杯紡紗機
瑞士立達公司與德國Schlafhorst（賜來福）公司展出的R60型與Autocoro 8型全自動轉杯紡紗機，由于采用小直徑紡杯（26 ～ 28 mm），運行速度進一步提高。R60型采用空氣軸承傳動紡機設計，紡杯最高速度為17.5萬r/min，紡32S紗實際運行速度在15萬r/min左右。Autocoro 8型由于采用單錠直接驅動，設計紡杯最高速度為20萬r/min，展會上紡30S紗，紡杯速度為14.5萬r/min，引紗速度達到230 m/ min以上。每臺設備紡杯數R60型從原540頭增加到600頭，Autocoro 8型從原480頭增加到552頭，使單機生產效率提高了15%以上。此外立達公司與賜來福公司在這次展會上還推出了兩臺最新型半自動轉杯紡紗機。立達R35型每臺可配460個紡杯，紡杯最高速度12萬r/min，比原來R923型生產效率提高15% ～ 20%。賜來福BD-6型每臺可配480個紡杯，并把全自動轉杯紡紗機上許多關鍵技術移植到BD-6型半自動轉杯紡紗機上，提升了設備的先進性，尤其是采用數字化接頭技術，使接頭處的強力達到全自動紡紗機水平；設計紡杯最高速度12萬r/min，展會上演示紡純棉10S紗，紡杯速度為10.5萬r/min，引紗速度超過200 m/min，充分顯現其高速優質的特性。
這次展會上國產轉杯紡紗機也顯示出許多新亮點，浙江日發公司推出了一臺S40型全自動轉杯紡紗機，紡純棉36S紗時，用36 mm紡杯，速度達到13萬r/min，自動接頭技術已接近國外同機型水平。展出半自動轉杯紡紗機有山西經緯、宏基，上海淳瑞，浙江泰坦、精功等企業。其共同特點是機器紡杯頭數增加、速度提高，設計紡杯速度為12萬r/min，實際運行速度紡30S細號紗時均已突破10萬r/min大關，達到10.5萬 ～ 11萬r/min。每臺機器安裝紡杯數，上海淳瑞E480型為420個，山西恒新1612型為400個，精功JGR231型也是400個。此外，機器均可配電子清紗器與自動上蠟裝置供用戶選配。
（2）渦流紡紗機
渦流紡紗機是目前眾多紡紗設備中速度最快、生產效率最高的一種新型紡紗設備。這次展會上村田公司與立達公司展出的渦流紡紗機又有新的亮點。
村田公司展出的870型機型比原來861型速度更快、錠數更多，設計速度從450 m/min提高到500 m/min，錠數從80錠增加到96錠，使單機生產效率提高近30%。展會上870型渦流紡紗機演示速度紡30S粘纖紗達到500 m/min，效率仍在95%以上。立達公司展出的J20噴氣紡紗機系雙面機，每臺有120個紡紗錠。據了解該公司正在開發200個紡紗錠的噴氣紡設備，該機設計速度為450 m/min，實際運行速度在420 m/min左右。如正常生產速度能達到400 m/min，則每錠的產量是環錠紡的20倍，用 4 ～ 5 臺870型或 4 臺J20型設備，就可達到環錠紡 1 萬錠的生產能力。故高速度與高效率是渦流紡的最大優勢。
此外這次展會上江蘇華芳科技公司也展出了HFW80型噴氣渦流紡紗機，具有多項發明專利與知識產權，設計速度為230 ～ 450 m/min，實際演示速度紡純粘纖30S紗為410 m/min，效率達到97%。設備價格是進口機器的2/3，如批量生產后可作為企業選用取代進口。
2 廣泛采用自動化、連續化技術，實現“機器換人”，減少勞動用工
傳統紡紗企業因自動化程度低，屬勞動密集型企業。盡管工人工資逐年提高，但招工難的矛盾仍十分突出，因此提高紡紗設備自動化程度、減少勞動用工是企業所期盼的。這次展會上展出的自動化與連續化設備，對細紗與絡筒兩個用工最多的工序減少用工提供了多種解決方案，很有現實意義。
2.1 細紗工序的自動化、連續化
這次展出的細紗機普遍配置帶有自動落紗細紗長機，自動落紗、自動裝空管、自動運輸紗管等全過程，都采用自動化操作，徹底解放了落紗工的繁重體力勞動。且使落紗停臺時間縮短（一般為 3 min），落紗工人可減少1/2 ～ 2/3。對目前仍在使用的常規細紗機（每臺為420 ～ 480錠）展會上也提供了減少用工的兩個方案。（1）加裝自動集體落紗裝置，如山西經緯JWF1510型細紗機、馬佐里DT129型細紗機、凱靈紡機ZJ1618型細紗機、山西貝斯特BS516型細紗機，都在短機上配置自動集體落紗裝置，也適用于各種型號普通細紗機改造，但目前改造費用仍較高。（2）采用智能型自動落紗小機來取代人工落紗。展會上展出智能落紗小機有 4 ～ 5 臺，據了解安徽銅陵公司開發的S9型智能化落紗小機，在國內使用已超過500臺，國內著名的華茂、大生、山東德棉、浙江百隆等大型紡紗企業均已應用。據業內人士分析，采用智能化自動落紗小機具有改造方便、適用機型多、改造成本低等優勢，其每錠改造費用比采用集體自動落紗裝置可減少2/3，節約落紗工50%左右，可作為細紗工序減少勞動用工的首選方案。
2.2 絡筒工序的自動化、連續化
近幾年來用自動絡筒機取代落后的普通絡筒機已是企業共識，故改造步伐加快。但自動絡筒機有紗庫型與托盤式之分，目前多數企業使用的都是紗庫型絡筒機，細紗管仍由工人插入紗庫，滿筒落紗也需人工輔助，故每人只能看管 1臺。而托盤式自動絡筒機由于其自動化連續化程度高（細紗管自動輸送喂給，空紗管自動輸出，絡紗的筒子自動運送），使絡筒擋車工的看臺能力比紗庫型提高了 3 ～ 4 倍，每個工人可看管 3 ～ 4 臺，托盤式自動絡筒機原來是在集體落紗的細紗長機上配套使用，用于普通細紗機紗管絡紗是這次展出的一個新亮點。在村田公司展出的QPRO新型托盤式自動絡筒機上加裝VCF裝置（紗管自動理尾紗系統），可使普通細紗機上落下的紗管自動找出尾紗后，直接輸送到絡筒機的托盤運輸帶上，使目前量大面廣的普通細紗機企業也可直接使用托盤式自動絡筒機來絡紗成筒。展會上意大利Savio（薩維奧）公司展出的博納E超越型自動絡筒機，可以自由進行設備布置，實現全自動化的紗管喂送工藝，使普通細紗機的紗管也可在該機上通過留頭裝置處理管紗后，在托盤式絡筒機上進行絡紗制成筒紗。
自動絡筒機從紗庫型向托盤式發展是絡紗技術的重大進步，并使絡筒工序從手工操作向全自動化方向發展，使用工最多工序成為用工最少工序之一。
2.3 采用細絡聯技術也是目前業內十分關注的熱點
細紗機采用集體自動落紗后可自動運送紗管到托盤式自動絡筒機上，把兩臺設備聯接起來就成了“細絡聯”。這次展會上立達公司、青澤公司與經緯紡機公司等通過視頻或圖片介紹了國內外細絡聯的應用情況。立達G32型細紗機與村田絡筒機聯接，青澤R72型細紗機與賜來福X5自動絡筒機聯接，經緯紡機JWF1562型細紗機與青島宏大SMARO-1型自動絡筒機聯接。細絡聯將細紗管通過聯接系統直接輸送到自動絡筒機上，實現自動重啟、自動生頭、自動落紗輸送等連續化生產，使紡紗用工進一步減少。據了解細絡聯技術在國外早已推廣應用，在國內目前尚未形成推廣應用階段，主要是使用細絡聯后，紡紗品種變化受到限制，不適應多品種生產，這是不能形成推廣的重要原因。
2.4 紡紗前道工序采用自動化、連續技術裝備步伐也正在加快
展會上展出的并條機普遍采用大容量與自動換筒技術，天門紡機展出的自動換筒并條機采用直徑1 000 mm與筒高為1 200 mm的大容量條桶，并設計了 3 個備用條桶進行自動換筒，使擋車工可每隔 1 h進行一次換筒操作，為降低擋車工勞動強度與擴大看臺能力創造了條件。展出的粗紗機普遍采用了自動落紗技術，縮短了落紗停臺時間（2 min左右）。此外，天津宏大、青島環球、河北太行等企業展示的粗紗機，均配置從粗紗到細紗的粗紗自動運輸系統（習慣稱粗細聯），將從粗紗機自動落紗的粗紗通過鏈條運輸系統直接送到細紗機的粗紗架上，又將細紗機用完的空粗紗筒管送回到粗紗機上備用。粗紗自動落紗與粗細聯的采用，不但減少了粗紗落紗工與粗紗運輸工，且可減少人工落紗產生的粗紗疵點，對提高紗線質量也有一定幫助。在精梳工序立達E80型精梳機采用了小卷自動運送與自動換卷新技術，既省工又利于提高精梳條質量。
2.5 新型紡紗技術的推廣應用對減少紡紗用工、降低經紗工費成本效果明顯
展會上展出的轉杯紡與噴氣渦流紡紗機用棉條直接喂入紡成筒紗，比環錠紡減少了粗紗與絡筒兩個工序，尤其是全自動轉杯紡紗機與噴氣渦流紡紗機，采用多種自動化、連續化、智能化技術，如自動接頭、自動絡筒、自動運送滿紗與空管、自動監控每個錠子的運行情況等，并可在線調整各項工藝參數，故很少需要用人工操作，改變了環錠紡需用人工反復操作程序，真正實現了“機器換人”，使生產一線用工大幅度減少。國內已使用這兩種新型紡紗企業的生產數據表明，每噸紗的工費成本可比環錠紡減少1 000元以上，以一個年產5 000 t紗的企業（相當于環錠紡 3 萬錠規模）計算，從降低工費成本上就可為企業每年多盈利500萬元以上。這是國內近幾年新型紡紗技術快速發展的重要原因。
3 廣泛采用智能化與數字化技術，紡紗全過程實現網絡化與信息化管理
管理在紡紗企業生產中一直處于十分重要的地位，素有“三分靠技術、七分靠管理”的說法。但隨著紡紗技術的進步，傳統的管理模式已逐步被智能化、數字化的設備來取代，形成了依靠信息化與網絡化現代管理新模式。這次展出的紡紗機械設備中已大量使用智能化與數字化控制新技術。
3.1 清梳聯與并條機上普遍使用數字化的自調勻整技術
在清梳聯輸棉系統中用數字化技術來控制棉流量，并均勻分配到每臺梳棉機的棉箱中，使梳棉機臺與臺之間的輸出棉條的重量差異得到有效控制。并條機尤其是末道并條機上均采用智能化的自調勻整裝置，能在喂入條子多或缺 1 根的情況下（差異±12.5%）自動調整前后羅拉速度，使輸出條子重量差異達到設計要求。由于末道并條機輸出的條子差異很小，故成紗的長片段重量差異（又稱線密度差異）顯著改善。
3.2 粗紗機多數采用數字化的多電機控制技術
粗紗機多數采用數字化的多電機控制技術，取代原來用的錐形與齒輪傳動方法。使粗紗機主要部件（羅拉、錠子、錠翼、龍筋）運動一致性提高，顯著改善了大、中、小紗與前后排粗紗的卷繞張力差異，基本上實現了恒張力紡紗。同時由于消除了設備啟動時的滯后效應，避免了粗紗的細節紗疵產生。粗紗是紡紗的最后一道準備工序，粗紗質量好對提高成紗質量效果明顯。
3.3 環錠細機單錠智能在線監測技術
展出的細紗機除普遍采用智能化的變頻調速控制技術外，國內外紡機制造商又推出了多種“環錠細機單錠智能在線監測技術”。這項技術是在每個錠子上配備一個傳感器，實時監測每個錠子運行情況與生產效率等數據，并通過網絡化技術及時返饋到車間與廠部管理層的電腦視頻上，可及時采取措施消除異常錠子及缺陷部件，使生產正常運行。據了解，該項細紗單錠在線監測技術已在國內少數企業使用，實現了用現代化信息與網絡工具為企業創造出更好效益。
3.4 在絡筒工序Uster公司展出了最新的CLASSIMAT-5型數字化的紗疵分級儀與智能化的QUANTUM-3型電子清紗器
前者將紗疵分級從原23級增加到45級，分辨更細，有利于紡紗中分析與控制；后者采用智能化技術通過合理設定工藝參數，能更有效地分辨各種紗疵并合理切除。據Uster公司專家介紹，把兩臺儀器結合使用可使企業生產效率更高，成紗質量更佳。
3.5 在紗線質量在線檢控技術中展出了多臺異纖檢測與揀出設備
棉花中的異纖又稱“三絲”（頭發絲、丙綸線、各種有害物質），在紡紗過程中如不能被有效清除，將會嚴重影響紗線與最終成品質量。故在紡紗企業中，尤其是生產高品質紗線的企業對清除棉花中的異纖十分重視。目前清除異纖方法有 3 種：用人工在棉花包中挑揀，但費工費時多；在開清棉流程中加裝異纖檢測與揀出設備；在自動絡筒機的電子清紗器中增加切除異纖功能。在開清棉流程中對異纖進行檢測與清除是重點。從展出的多臺異纖檢測與揀出設備分析，盡管形式各異，但都是應用數碼成像原理在特定光源下把不能通過光源的異纖檢測與揀出。由于不同設備功能有差異，價格也有高低，用戶可在比較后選用。
在紗線質量在線檢控技術中，陜西長嶺紡織機電科技公司展示多臺新型的紗線質量檢測儀器，其中快速棉纖維性能測試儀與半制品質量快速分析儀兩臺儀器更受參觀者關注。前者集光機、電、氣和計算機技術于一體，能快速檢測棉花的纖維長度、強度，馬克隆值、色澤和含雜等性能指標，指導企業根據不同品種與質量要求進行配棉，達到經濟效益與質量統一。后者可檢測紡紗過程中纖維的長度、強力、棉結及短絨等變化情況，為在線質量檢控中及時調整各項工藝參數提供依據。這兩臺檢測儀器與國外功能相同的檢測儀器HVI、AFIS相比，具有檢測功能齊全、取樣量多、性價比高等優勢，完全可以取代進口儀器。
從以上分析可以清晰看出，由于智能化與數字化技術的廣泛采用，紡紗企業已可擺脫傳統的管理方法，信息化、網絡化的現代管理方法已逐步成為企業管理的主體，使企業管理起了質的變化。
4 積極采用節能降耗的紡紗新技術，降低能耗與機物料消耗
能源成本已經成為當今紡紗企業最重要成本之一，因此紡紗企業迫切需要紡機制造企業提供的設備與關鍵器材降低能耗、延長使用壽命。針對紡紗企業的需求，這次展會上展出的節能降耗設備與關鍵器材有以下幾方面。
4.1 細紗工序節能技術
細紗機是耗能較高的設備，尤其是隨著速度提高、自動化與緊密紡技術的采用，單機能耗增加較多，這次展會上推出的節能降耗措施如下。
（1）德國Suessen（緒森）公司針對緊密紡技術能耗較高的問題，推出緊密紡多項節能措施：將馬達與變頻器科學組合，使無用功降到最低，能節能20%；采用特殊材料網格圈并進行表面防靜電處理，運轉時使負壓從25 mba降低到12.5 mba，節電率達50%；由于網格圈使用壽命延長（從6 個月延長到12個月），材料消耗降低50%。
（2）青澤公司細紗機采用多電機龍帶驅動錠子技術，其特點是維護方便、能耗降低。據檢測，比錠帶傳動錠子能降低電耗13%，這是因龍帶驅動具有較小的扭折，并減少錠子與錠帶摩擦，使能耗降低。
（3）浙江凱靈展出的細紗機，車頭和牽伸部件由齒輪傳動改為伺服電機直接驅動。由于傳動阻力降低，取得節能效果；同時主電機采用永磁節能電機，使能耗進一步下降。
（4）濟南天齊公司展示用聚酯纖維制成節能錠帶來取代原布質錠帶，不但傳動平穩、傳動效率提高，且節電率達到20%；同時聚酯材料制織的錠帶強度高，使用壽命能延長40%，從而降低了錠帶消耗。
（5）采用節能免維護錠子。展會上國外與國內多家錠子制造商均展出多款節能型錠子，由于縮小了錠盤直徑，改進錠子結構，減少錠子與錠膽的接觸摩擦，節電均在10%以上。同時錠膽采用特殊材料制造，能自然潤滑錠子，使維護及加油周期延長，故又稱免加油節能錠子。
4.2 倍捻機節能技術
隨著技術進步，目前紗線合股加捻方法已從普通環錠紡捻線機改用高速倍捻機，使股線質量提高，但能耗增加較多。據國內相關企業提供數據，噸紗用電增加在300 kW？h以上，針對倍捻機的高能耗，展會不少制造商推出了倍捻機的節能降耗新技術。
（1）德國?？寺菊钩龅目蹬杀赌頇C，據介紹，比普通倍捻機節電40%。采取措施：用ECC節能錠子與傳動裝置優化組合來達到節電效果；優化氣圈幾何形狀減少氣圈張力，在卷繞速度12 000 r/min高速運轉情況下，噪音降低、能耗下降。
（2）青島紡機展出NOVC倍捻機，據介紹能耗降低40% ～ 50%。主要是采用電錠直接驅動每個倍捻錠，避免了龍帶傳動及齒輪傳遞動力所產生的多段物理性能量消耗、發熱及噪音，使能耗明顯減少。當設備出現斷紗時電錠會自動停止，避免電能不必要的消耗，節電效果明顯。此外單錠驅動采用少于120 mm的電錠，既能適應高速運轉（最高速為1.5萬r/min），又減少氣圈張力，使能耗降低。同時單錠傳動倍捻機比龍帶傳動或錠帶傳動倍捻機，因滑溜少，紗線的捻度不勻率明顯下降，有利于質量改善。
（3）青島宏大紡機也在展會上展出DOVA-E電錠式短纖捻機，高速運轉穩定，同時電錠采用全封閉設計，帶有速度自檢功能，能杜絕無捻紗、弱捻紗等質量缺陷，全機體現出高效率、低能耗、噪音小的良好性能。
4.3 其它紡紗設備節能技術
（1）克羅斯羅爾MK7D型梳棉機通過改小錫林直徑，改進傳動方式等措施，使設備運轉離心阻加減少，比其它類型梳棉機節電達30% ～ 40%；
（2）鄭州宏大JWF1204B型梳棉機，活動蓋板采用變頻單獨驅動無級調速及加寬錫林機幅等措施，也取得噸紗耗電量降低25% ～ 30%的效果；
（3）上海昊昌HC-500型高效能精梳采用多項創新技術，高速運轉平穩，振動低噪音小，據介紹，產量比同類機型提高20%，能耗也降低20%左右，實現高效低耗的目標。
4.4 空調節能技術
紡紗廠空調與除塵設施也是用電多、能耗高的設備，在紡紗單位用電中空調用電要占1/3以上，因此降低空調設備用電也是企業十分關注的課題。
這次展會上多家空調設備廠商推出了多款節能新產品，如陜西金翼通風有限公司展示了 4 款空調節能新技術，即先進翼形節能風機、高效靶式節能噴淋系統、水冷式蒸發冷卻空調機和新型節能型擋水板等。尤其是先進翼形紡織節能風機，在同等工況條件下與國內外同型號產品相比較具有噪音低、效率高、節電明顯等優點，已在國內多家紡織企業使用證實，單臺風機年可節約電費2.3萬 ～ 3 萬元，6 ～ 9 個月就可回收投資成本。高效耗電式節能噴嘴是西安工程大學與公司聯合研發的專利產品，空調室更換節能噴嘴后可節水20%、節電30%，單套空調室年可節約電費2.6萬 ～ 3.8萬元，節能降耗效果明顯。
瑞士洛瓦公司在展會上展示了車間溫濕度自動控制調節系統。該系統在車間布置多點溫濕度自動檢測點，由中央控制室根據室內外溫濕度條件變化自動調整送風量與排風量，使車間溫濕度基本保持在生產需要的控制范圍，既節省了調節工，又減少能源浪費，達到節能目的。
4.5 采用高性能紡紗元器材延長使用壽命
金輪公司展出的第三代新型針布由具有多種高耐磨全元素的專用優質高碳低合金鋼材料制成，不但可使生條與成紗質量達到國際一流品牌針布的同等水平，且具有超長使用壽命，紡純棉紗大于1 000 t，紡化纖紗大于1 200 t，超過國外針布使壽命，且實現柔性分梳，可大幅度減少纖維損傷。
瑞士布雷克公司展出的鋼領、鋼絲圈，使用特種合金鋼，且制造工藝先進，使其使用壽命延長，鋼領可使用10年之久，是常規鋼領使用壽命的 8 ～ 10倍。鋼絲圈可使用半個月，比一般鋼絲圈使用時間增加 2 ～ 3 倍。
江蘇恒基公司展出的恒基式緊密紡裝置，系采用表面有條形通槽的中空大集聚羅拉，來取代目前多數用網格圈集聚方法。由于它采取剛性集聚不需經常更換網格圈，不但延長了使用壽命，且集聚效果穩定，集聚負壓低，錠差小，可達到節能降耗的效果。由于該集聚裝置比網格圈式集聚裝置具有使用壽命長、維護簡便，故可節省人工及配件成本。同時因成紗毛羽顯著減少，在相同紗線強力時，紗線捻度可相應降低，使生產效率也能相應提高。
國內無錫求實紡器公司也展出了高精度軸承鋼鋼領。采用優質GCR軸承鋼與先進加工技術與設備制成，每只鋼領圓整度和平行度為0.005 mm，粗糙度為0.2 μm，內邊度和內徑尺寸高度統一無錠差，并表面做潤滑處理，無走熟期，高速、平穩、耐磨，使用壽命是普通鋼領的 5 倍，是替代進口鋼領與緊密紡鋼領的最佳產品。
5 結語
（1）具有高速高效、自動化、連續化、智能化、節能降耗、減少用工等理念的新型紡設備，是2014年中國國際紡織展覽會暨ITMA亞州展覽會的新亮點，充分了解這些設備的技術特點和發展趨勢，并用于技術改造，對于國內紡紗企業進一步提高生產效率與紗線品質檔次、減少用工、降低加工成本、提高企業經濟效益具有積極的意義。
（2）從這次展會上展示的各工序紡紗設備分析，由于近幾年來國內紡機制造加工裝備的提升與研發投入的增加，國產紡機與國外紡機差距進一步縮小，有的設備技術性能已與國外同類產品相近，且價格遠遠低于國外裝備，具有良好的性價比。因此紡紗企業在設備更新改造中要從實際出發作比較分析，防止盲目貪洋求新，積極選用國產性能優良、穩定性好的紡紗設備，以降低改造成本，加快投資回收。
參考文獻（略）
變頻調速器范文第3篇
【摘要】隨著全球電力需求的增長和工業的發展，煤炭作為一種經濟性的能源資源仍具有一定的竟爭力，但隨著科技的不斷發展和人類對生存環境的要求，煤炭行業已經從高利潤高回報的黃金時期過渡到了現在的低利潤時期，如何在現在的煤炭行業中站穩腳跟，自動化水平和生產成本的高低將直接決定著企業的命運。然而，煤炭企業的自動化水平和成本的高低則是由企業機電運輸先進程度來衡量的，因此作為運輸系統中的膠帶運輸就顯得不可或缺和尤為重要， 膠帶運輸的控制系統是否可靠、優越直接決定著一個煤礦生產能力的大小和自動化水平的高低。本文就對煤礦皮帶運輸系統中的變頻調速技術的運用進行了具體的分析。
【關鍵詞】運輸皮帶系統；變頻調速技術；運用分析；
1引言
因為變頻調速技術具有顯著的節能效果以及先進的調速方式，而得到了很廣泛的運用。但在我國的煤炭生產領域目前使用高壓變頻的較多，而使用低壓變頻的還很少，而在煤礦生產中還有一大半設備是低壓設備，從中挖掘節能的潛力還是相當的大，因此，在煤礦企業中拓寬使用變頻調速技術就顯得迫在眉睫和尤為重要。煤礦企業使用的機械很大一部分是運用電動機來拖動的，就比如采煤機、提升機、運輸機、水泵、風機等設備，但對于其中的某些設備而言對其進行變頻控制實現的利潤遠可能小于投資成本，然而皮帶運輸機就不一樣，因為主要運輸巷道的膠帶輸送機在實際生產中不是一成不變的按額定承載能力進行運輸，而是有相當長的一段時間幾乎等同于空載的運輸，而且其投資成本和功率幾乎相當于原煤生產所有投資和功率總和的三分之一以上，因此，它的正常與否將直接影響到整個生產系統能力的發揮和成本的控制，怎樣對輸送機系統進行合理有效的管理和使用就顯得非常重要。所以，將變頻調速技術推廣和大面積運用到煤礦膠帶運輸系統中已是勢在必行。
2 煤礦運輸機的特性及變頻調速技術的原理
2.1 煤礦運輸機的特性
根據對膠帶輸送機的研究得知，恒速負載是運輸負載的特性。輸送機在運行時，其系統在不同的負載扭矩下運行的速度幾乎是沒有變化的。在輸送機進行材料的正常運送時，其負載具有均勻性的特點，其負載電阻會在一定的小范圍內發生扭矩變化。但在實際的整個生產運輸的過程中，輸送帶的速度是差不多的，而輸送機的負載則不是一成不變的，而當負載發生變化后輸送機的無功消耗就明顯增大。由此可見，運輸機的系統是一個非常復雜的系統，實現輸送機的調速和降耗這一課題就難以得到解決。但是如果使用變頻調速技術，輸送機速度的反饋就可以預先給定，扭矩可以通過對負載的監測和控制來自動調節，還可以根據實際運行中的需求對輸送帶的張力進行測量，并把測量的張力引進控制系統從而控制輸送機工作的全過程，這樣將會使得整個運輸系統更加的穩定可靠、實用、經濟。
2.2 變頻調速技術的原理
以往傳統的煤礦調速技術一般都是采用交流電阻調速的方式，在運行的時候有維護難、功耗大、使用效率低等方面的弊端。而變頻調速技術就彌補了這方面的缺陷，它通過改變調速電機輸入電源的頻率，使電機的轉速改變。這樣的原理就是根據電機的負載以及它的變化要求改變電機的電流頻率，并結合電壓的變化來調節，在電機轉速不同時，能夠確保其具有非常高的運行效率，實現降低電機的功耗以及改變啟動性能，降低了電機與自身的附屬設備免于瞬間相互沖擊，延長了電機的運行壽命，同時還提高了煤礦設備運行時的精確度。依據相關的資料顯示，在煤礦系統中運用變頻調速技術可以使其降低40%左右的功耗。
3 在煤礦輸送機中應用變頻調速技術的優勢
如果把變頻技術應用在煤礦的膠帶輸送機中。膠帶是一個彈性體，它在運行或靜止時內部可以貯藏很大的能量。但是在起動過程中，輸送機如果使用直接啟動裝置，它內部貯藏的能量就會很快的被釋放出去，在膠帶上形成張力波，膠帶及輸送機機架遭到張力波的破壞。為了消除這一隱患，根據調查目前我國的煤礦企業中一般都采用液力耦合器、摩擦式耦合器、軟啟動開關或雙速開關實現軟啟動，但以上這些啟動方式它只能解決膠帶輸送機的軟起動問題，與變頻器技術的驅動相比，它就顯得非常的劣勢，以下就詳細的分析了以上啟動方式與變頻調速系統在性能上的差異。
3.1 在節能上的比較
液力耦合器或摩擦式耦合器的低速性能要比變頻調速器的節能效果差很多。這是因為變頻器是通過改變電機的轉速來實現調速的，況且在電動機輸出轉速降低的時候運行效率比較高，其在額定轉速時效率是0.97，額定轉速在75%時運行效率大于 0.95，額定轉速在20%時運行效率大于 0.9 。而液力耦合器則不能實現減速，只能通過其它輔助設施使電機減速來實現運輸機的減速，然而耦合器的運行效率會隨著電動機輸出轉速的降低而降低，在電動機輸出轉速降低的時候，液力耦合器的運行效率下降的速度就會很快，在正常情況下，當額定轉速在75%時其運行效率僅有0.7左右，額定轉速在20%時運行的效率僅有0.2左右。
3.2 在起動性能上的比較
當電動機直接起動的時候會產生4 ～ 7倍的額定電流，強大的沖擊電流會對電動機和電網和供電設施都產生不利影響，首先，這個電流不僅在線路和電動機中會產生損耗、引起發熱導致絕緣老化；還會在起動的時候增加電動機定子引線電流，造成定子引線開焊等故障隱患；其次，瞬間起動較大的電流會導致電動機內部機械的熱應力和應力都發生變化，容易對機械造成磨損，嚴重的甚至直接被損壞；再有就是還會引起電網的電壓下降，影響其他設備的正常運行。然而采用變頻調速技術就可以首先實現軟起動，從而消除啟動時由于大電流對電動機和電網及輔助設施產生的沖擊，發揮了設備的性能，提高了使用效率，延長了設備的使用壽命，并有效的降低了用電的配備容量，節省增容費和由于設備設施損壞所產生的投資費用。并且使用變頻調速技術還可以對電動機起動的全程進行控制，對其起動點及爬坡段等都可以進行設置，達到設備運轉的平穩、可靠，從而更好的為礦井安全生產服務。
3.3在運行可靠性及運行維護上的比較
普通的啟動方式由于大電流和破壞力的存在，容易導致供電設備設施燒壞和機械設備設施發生扭曲、拉傷等現象，造成設備影響事故頻發。再者如果通過液力耦合器或摩擦式耦合器來實現軟啟動，就要把耦合器連接在電機和減速箱中間，這樣就增加了在其出現故障時更換得難度，出現故障時必須停機維修，否則將無法繼續運行，據統計正常情況下更換一次耦合器需要4位職工2小時的工作量。還有就是耦合器的管理系統和機械結構比較復雜，長時間的運行時，容易導致液體及連接裝置的的溫度升高以及發生漏液的現象，給人身安全帶來隱患。然而使用變頻調速系統的技術就不但可以消除以上由于大電流和破壞力對設備設施的影響，還由于變頻調速設施的故障率低，對設備造成的影響也較少，再就是變頻調速設施一般分為變頻調速和旁路啟動，當變頻出現故障時可以用旁路啟動，變頻調速設施維護也較為方便，一般的維護主要是保養，出現故障時主要以更換插件為主，從而降低了影響，減少了人員和物力的不必要浪費。
3.4 在功率平衡功能上的比較
煤礦用膠帶輸送機多數為雙電機拖動，但在實際使用中由于滾筒直徑、同步齒輪嚙合度、電機速度和減速箱變速比的微小差別，導致兩臺電機在做功時產生互相制約，兩臺電機的功率都不能得到充分的發揮，不僅造成大量的無功消耗，還會引起機械傳動裝置的磨損和損壞，而目前大多數選用耦合器進行連接則無法解決此類問題。但選用變頻調速裝置進行控制就能解決此類問題，變頻調速裝置可以實現閉環調速，能根據每臺電機具體做功的需要對電機進行調速，從而達到每臺電機輸出功率的充分利用，使電機功率達到動態平衡，進而降低電機的無功消耗和減少機械裝置的維修費用。
4提高功率因數實現節能
在煤礦運輸中的皮帶系統要考慮到煤礦的產量是在逐年提高的，因此設計的時候其富裕量要很
大，在煤礦運行的初期， 膠帶機作為主要的運輸設備， 由于長期運行在接近于欠載的情況中，加之在上述功率平衡功能上存在的問題，就導致其在很低的功率因數情況下運行，通常情況下膠帶機電機的功率因數為0.7；而使用了變頻調速技術后，基于它巨大的容性儲備，就可以把電機的無功功率消耗直接轉換為有功消耗，從而確保了電動機的功率因數始終保持在0.9以上，真正的實現節能。
5 結束語
在煤礦運輸皮帶系統中運用變頻調速技術，能夠有效的實現實際運行中的各種特殊要求，通過采用它具有的各種功能保證了其運行的安全性、可靠性，又因為它比傳統的調速系統在調速和控制性能上更加的優越，既節約能源，自動化的程度又高，所以變頻調速技術在煤礦運輸皮帶系統中的廣泛運用將成為一種必然趨勢。
【參考文獻】
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【3】楊書源.常用變頻器的應用.北京：電子工業出版社，2006.
作者簡介
李枝勝（1967-），男，漢族，大專學歷，電氣工程師，現任靖遠煤電集團紅會一礦北采區機電副區長，一直從事煤礦機電運輸技術管理工作
雷紅兵（1981-），男，漢族，大專學歷，機電助理工程師，現任靖遠煤電集團大水頭煤礦機運部部長，一直從事煤礦機電運輸技術管理工作
變頻調速器范文第4篇
1.1 轉子調速
現在大多數礦用提升機還在沿用傳統的繞線轉子異步電動機, 用轉子串電阻的方法調速。這種系統屬于傳統的調速方法。由人為機械特性可知, 轉子回路串電阻以后, 機械特性變軟, 轉速降低, 其調速過程如圖1所示。
電動機原來穩定運行于固有特性r20的A點, 轉子回路串入電阻后, 機械特性軟化變為r20+rpa, 運行點過渡到人為特性r20+rpa的B點。由于M
由以上三式可以看出, 隨著轉速降低, 轉差率增加, 轉子銅損增大, 輸出功率減小, 效率降低, 因而經濟性差。
2 變頻調速
供電電源的額定頻率稱為基頻, 變頻調速可以從基頻往上調, 也可以從基頻往下調。
2.1 從基頻向上變頻調速
當頻率升高時, 如升高電源電壓顯然是不允許的。所以只能維持U1不變。由于頻率f1升高, 則磁通Φ會減小, 因此在同一定子電流下轉矩也減小。若維持1Ι額定不變, 因為頻率升高時, 功率可以維持基本不變, 因此屬恒功率調速。變頻調速機械性能如圖2所示。
2.2 從基頻向下變頻調速
由電機原理可知, 異步電動機定子電壓1U電源頻率1f和磁通φ有以下關系
式中1K為定子繞組系數;1N為定子繞組每相匝數。
上式說明, 如果降低電源頻率時保持電源電壓不變, 則隨著f1下降, 磁通Φ會增加, 磁路飽和, 勵磁電流增加, 導致鐵損急劇增加, 這是決不允許的。如果在f1降低時, U1也相應降低, 可以維持Φ為恒值, 這樣既能充分利用電機出力, 又不會因為磁路飽和而引起鐵芯發熱。采用為常數的控制原則, 從理論上分析屬恒轉矩調速, 機械性硬度可保持不變。
3 高壓變頻工作原理
功率單元串聯的方法解決了用低壓的IFBT實現高壓變頻的困難。圖3所示為功率單元電路圖, 每個功率單元在結構上完全一致, 可以互換, 這不但使調試、維修方便, 而且使設備也十分經濟, 假如某一功率單元, 該單元輸出端能自動旁路而整機可以暫時降額工作, 直到慢慢停止運行。圖4所示為電壓疊加原理圖。
對于額定電壓輸出為6kV的變頻器, 每相由6個低壓為580V的IGBT功率單元串聯而成, 則疊加后輸出相電壓最高可達3480V, 線電壓為由圖4可以看出每個功率單元將承受全部輸出電流, 但只供1/6的相電壓和1/18的輸出功率。
4 礦用提升機變頻調速的改造及應用
4.1 現場應用
2010年3月淮北礦業集團海孜煤礦西部混合井絞車電控改造所選用的設備為交—直—交電壓型變頻調速系統, 如圖5所示。
該系統運行過程主要有兩個部分。
(1) 絞車電機作為電動機工作的過程, 即正常逆變過程。該過程主要是由整流、濾波和正常逆變三大部分組成。其中正常逆變過程是核心部分, 它改變電動機定子的供電頻率、電壓。起到調速作用。 (2) 絞車電機作為發電機工作的過程, 即能量回饋過程。該過程主要由整流、回饋逆變和輸出濾波三部分組成。其中該部分整流是由正常逆變部分中IGBT的續流二極管完成。二極管VD1和VD2為隔離二極管, 其主要作用是隔離正常逆變部分和回饋逆變部分。電解電容C2的主要作用是為回饋逆變部分提供一個穩定的電壓源, 保證逆變部分運行更可靠?；仞伳孀儾糠质钦麄€回饋過程的核心部分。該部分實現回饋逆變輸出電壓相位于電網電壓相位一致。
為了確保安全可靠, 讓變頻調速系統于原系統并存, 互為備用, 隨時切換。同時為了讓操作者不改變操作習慣, 工頻和變頻系統都用員操作臺操作, 變頻調速系統于原來調速系統切換搞糟方框圖如圖6所示。
4.2 運行效果及前景
通過對該礦絞車電控系統的改造, 運行一年來的效果告訴我們, 絞車的穩定性和安全性都大大提高, 節能效果明顯。
由于變頻器是應用現代電力電子技術、電力拖動技術以及計算機控制技術等科研成果, 并根據市場的需求而研制開發的新一代高效節能型高科技產品。它具有節能、改善運行環境、平滑加速度、延長電機壽命、減少對電網的沖擊以及便于自動控制等諸多優點, 因此被國內公認為最有發展前途的調速方式。
摘要：變頻器是將固定頻率的交流電變換為頻率連續可調的交流電的一種電氣裝置。變頻器的問世, 在電氣傳動領域里發生了一場技術革命, 即用交流調速取代其他調速方式。變頻調速技術具有節能、改善電機運行狀態、減少電機損傷和對電網的沖擊以及便于自動控制等諸多優勢, 被國內公認為最有發展前途的調速方式。
變頻調速器范文第5篇
1 采煤機不能啟動
1.1 故障原因
(1) 采煤機負荷線、控制芯線斷裂; (2) 順槽開關磁力啟動器故障; (3) 隔離開關未合閘; (4) 終端二極管損壞; (5) 采煤機內部控制線斷開。
1.2 處理方法
(1) 更換電纜或修復控制芯線; (2) 更換或修復磁力啟動器開關; (3) 將隔離開關合閘; (4) 更換終端二極管; (5) 檢查內部控制線的接線。
2 啟動回路不自保
2.1 故障原因
(1) 控制變壓器的1140熔斷器熔斷; (2) PLC故障不自保; (3) 沒有控制電壓。
2.2 處理方法
(1) 檢查更換熔斷器; (2) 檢查PLC自?；芈? (3) 檢查控制電源斷路器。
3 端頭站控制失靈
3.1 故障原因
(1) 按扭接觸不良; (2) 端頭站控制信號發不出去。
3.2 處理方法
(1) 檢查修復按鈕; (2) 檢查端頭站插座接觸是否良好; (3) 檢查本安電源12V是否正常; (4) 更換端頭站。
4 搖臂升降不動作
4.1 故障原因
(1) 端頭站按鈕不靈; (2) 電磁線卡阻不動作; (3) 供流回路不暢。
4.2 處理方法
(1) 檢查端頭站按鈕動作是否可靠; (2) 更換電磁線; (3) 檢查供流回路。
5 變頻器送不上電
5.1 故障原因
(1) 變壓器輸出電壓異常; (2) 快速熔斷器熔斷; (3) 變頻器本身故障; (4) 變壓器輸出電源斷路。
5.2 處理方法
(1) 檢查變壓器輸出電壓; (2) 檢查更換快速熔斷器; (3) 更換變頻器; (4) 檢查變頻器輸入電壓。
6 牽引不能換向
6.1 故障原因
(1) 系統內部控制電纜損壞; (2) 控制中心PLC無輸出; (3) 變頻器故障。
6.2 處理方法
(1) 檢查控制系統電纜有無斷路, 更換或接好; (2) 檢查PLC有無輸出指示, 更換PLC; (3) 更換變頻器。
7 變頻器過溫故障
7.1 故障原因
變頻器長時間工作, 冷卻水量不足。
7.2 處理方法
檢查冷卻水通道, 保證水路暢通。
8 變頻器電機或電纜短路故障
8.1 故障原因
(1) 牽引電機短路; (2) 牽引電機負荷線短路; (3) 變頻器逆變器損壞。
8.2 處理方法
(1) 檢查牽引電機是否短路, 更換電機; (2) 檢查電機負荷線是否短路, 更換負荷線; (3) 更換變頻器。
9 變頻器輸入電源缺相
9.1 故障原因
(1) 主電路缺相; (2) 快速熔斷器熔斷; (3) 變頻器整流橋損壞。
9.2 處理方法
(1) 檢查供電電源是否缺相; (2) 檢查快速熔斷器是否斷路, 更換快速熔斷器; (3) 更換變頻器。
1 0 變頻器輸出連地
1 0.1 故障原因
(1) 電網電壓不平衡; (2) 電機或電纜絕緣數值低或連地; (3) 變頻器IGBT損壞。
1 0.2 處理方法
(1) 檢查測量電網三相電壓是否平衡; (2) 檢查電機或電纜的對地阻值, 更換電機或電纜; (3) 更換變頻器。
1 1 結語
目前, 變頻調速采煤機是礦山生產中的主力機型。通過對以上常見故障的分析和總結并加以推廣應用, 提高了現場職工的故障判斷處理能力, 有效的縮短處理事故的時間, 提高了采煤機的工作效率, 有力地保證了采煤工作面生產高效的實現。
摘要：變頻調速采煤機在煤礦生產中近年來得到了普及和應用。文章結合生產實際分析了該采煤機電控系統的常見故障, 并提出了相應的處理方法。通過對常見故障的分析與總結, 并加以推廣和應用, 可提高現場職工對采煤機電控系統故障的處理水平, 縮短處理故障時間, 提高采煤機的工作效率。