遼寧多綸機(jī)械有限公司
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稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用
成纖聚合物在溶劑中溶解成溶液,或?qū)⒊衫w聚合物切片在螺桿擠出機(jī)中加熱熔融成熔體,經(jīng)紡前準(zhǔn)備工序后入紡絲機(jī),用紡絲泵(計(jì)量泵)將紡絲溶液或熔體定量、連續(xù)、均勻地從噴絲頭的細(xì)孔壓出,這種細(xì)流在水、凝固液或空氣中固化,生成初生纖維,此過(guò)程即纖維成形。在紡絲過(guò)程中,成纖聚合物要發(fā)生幾何形態(tài)和物理形態(tài)的變化,如聚合物的溶解或熔化,紡絲流體的流動(dòng)和形變,絲條固化過(guò)程中的膠凝、結(jié)晶、二次轉(zhuǎn)變和拉伸流動(dòng)中的大分子取向,以及過(guò)程中的擴(kuò)散、傳熱和傳質(zhì)等。紡制人造纖維(粘膠纖維、銅氨纖維)時(shí),還發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。這些變化彼此影響,故改變紡絲條件,可在一定范圍內(nèi)改變所得纖維的物理機(jī)械性能。
一、化纖紡絲機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)的要求
合成纖維產(chǎn)業(yè)諸如滌綸、錦綸、丙綸等都是采用熔體法紡絲。一臺(tái)紡絲機(jī)有很多紡絲位(12部位、24部位……更多部位),同一個(gè)功能的不同紡位的電動(dòng)機(jī)幾十臺(tái),同一紡位不同功能的電動(dòng)機(jī)幾臺(tái),它們對(duì)電氣傳動(dòng)的要求非常嚴(yán)格,對(duì)于濕紡工藝的晴綸、維綸及人造纖維中的粘膠纖維,對(duì)電氣傳動(dòng)要求也類似?;w紡絲機(jī)是一個(gè)多電機(jī)、小功率的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(含比例同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))。它對(duì)電氣傳動(dòng)的要求可以概括為:"四高"和"一少"。
"四高":即高同步性(一臺(tái)絲機(jī)不同紡位的電機(jī)轉(zhuǎn)速要求橫向轉(zhuǎn)速一致,縱向比例同步);高精確性(轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,精確度高達(dá)0.1%~0.01%);高轉(zhuǎn)速要求或甚高轉(zhuǎn)速(在沒(méi)有升速齒輪箱條件下,電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)8000~9000r/min,甚至12000r/min);高可靠性(至少保證一年安全連續(xù)運(yùn)行8000h)。一少:即少維修或免維修,毋需看顧。
二、化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速控制方案的選擇
1、變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方案
為了滿足紡絲機(jī)"四高一少"的要求,選擇控制方案。
(1)異步電動(dòng)機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速VVVF+IM開環(huán)
固然電路簡(jiǎn)單、可靠性大,但是轉(zhuǎn)速精度難以達(dá)到0.5~0.01%,所以一般不會(huì)選用。
?。?)異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速VVVF+IM閉環(huán)
該控制方案,每個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)雖可達(dá)0.5~0.01%指標(biāo),但是幾十個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整到相同的轉(zhuǎn)速精度十分艱難麻煩。另外,每個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)都有速度傳感器,故障率會(huì)高些,可靠性這個(gè)指標(biāo)不能滿足,故此方案也不宜被采用。
?。?)永磁同步電動(dòng)機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速VVVF+SM開環(huán)
由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速精度僅決定供電頻率精度,與負(fù)荷變化無(wú)關(guān)。為此,通常采用高精度的變頻調(diào)速器和永磁同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成系統(tǒng),無(wú)需采用閉環(huán)控制,就可保證電機(jī)轉(zhuǎn)速精度達(dá)到0.1%~0.01%。
對(duì)于滌綸高速紡POY和超高速紡工藝來(lái)講,轉(zhuǎn)速8000~12000r/min,這樣高的電機(jī)速度也是非變頻調(diào)速莫屬。為了保證纖維的纖度均勻,采用了高精度的變頻調(diào)速器和永磁式同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)合,無(wú)需采用閉環(huán)控制,就可以保證電機(jī)轉(zhuǎn)速精度達(dá)到0.1%~0.01%水平。