图5 卷绕头横动装置三角波调速曲线图
为保证卷绕丝速恒定,丝张力恒定,卷绕辊同步电机转速应随卷绕直径的逐步增大,而相应降低。
图5是以变频器输出频率进行标注的,此种调速规律通常是由摆频发生器控制变频器输出频率来实现的。
图5中:f1—三角波下限频率;
(t2—t1)—三角波下降时间;
f2—三角波上限频率;
(t3—t2)—三角波上升时间;
(f2—fj2)或者(fj1—f1)—跳跃频率;
t1—起动升速时间,指变频器从0hz起动加速到上限频率所用的时间;
(t3—t1)—横动周期;
(tj1—t1)或者(tj2—t2)—跳跃时间。
由图5可见,当变频器驱动横动电机达到上限频率或下限频率时,频率应突变,从f2下降到fj2,从f1上升到fj1,突变频率(f2—fj2)或(fj1—f1)幅值一般为基本频率f1的1%左右,突变频率的时间,理论上要求是0,但实际上,由于横动装置和电机有惯性,使得电机速度不可能突变而有一过渡时间(tj1—t1)或(tj2—t2),该过渡时间通常在0.1s以上。
高速纺卷绕头横动装置三角波调速的参数数值:
上限频率为206hz,下限频率为194hz;
跳跃频率为±2hz,跳跃时间为0.1s;
上升时间为3s,下降时间为3s。
4.3.2 卷绕头变频器容量的选择
一台变频器带多台同步电动机或异步电动机时,变频器容量的选择有以下三种情况:
(1)卷绕头的多台异步电动机如是同时起动,则选择变频器容量时,变频器的额定电流in略大于各台电动机的最大工作电流im之和即可。若有n台电动机,则
in>im1+im2+……+imn
式中:im1+im2……imn各台电动机的最大工作电流。(用电动机额定电流计算)
(2)卷绕头的多台异步电动机如是依次起动,或运行中某一台电动机单独停止,起动时,选择变频器容量时,应考虑电动机在全压起动时的起动电流,通常异步电动机的起动电流为额定电流的(5-7)倍,为安全起见,而取最大值,则变频器的额定电流inimm——其中容量最大的电动机的额定电流。
(3)一台变频器带多台同步电动机
由于永磁同步电动机的起动电流为额定电流的10倍以上(不同品牌的永磁同步电动机的起动电流不同),而且为使永磁同步电动机他控式变频调速系统不发生振荡或失步现象。除适当放大永磁同步电动机功率,还须放大与之匹配的变频器容量(0.5—1)倍。如考虑低频时,永磁同步电动机能输出满力短,选用变频器的额定电流应为同步电动机额定电流的200%—300%即:
in>(im1+im2+……+imn)×(1.5—2.5)
变频器带1台或多台永磁同步电动机调速时,调速精度仅取决于变频器的频率精度而与负载大小无关,变频器的频率精度可达0.1%—0.01%以上,因此,同步电动机采用变频器供电时,无须速度闭环便可达到0.1%—0.01%的转速精度。
5 结束语
涤纶长丝纺丝机的组成,各单元机的构成数量等均随客户生产规模,产品品种的不同而不同,但电气传动及控制系统的方式、原理基本相同,而电动机容量、数量、车速等将不尽相同,随着技术发展,生产需要、长丝纺丝设备的自动化水平越来越高,计算机技术和网络技术的应用越来越普遍。该控制方案、控制系统也适用于绵纶、丙纶长丝纺丝设备。