匯川變頻器在高速卷繞頭上的應(yīng)用

高速卷繞頭是化纖行業(yè)前紡的關(guān)鍵設(shè)備，其基本的結(jié)構(gòu)：夾頭和壓緊輥，組成一個經(jīng)典的卷繞裝置，夾頭相當(dāng)于收卷卷筒，壓緊輥相當(dāng)于摩擦輥；槽筒用于橫動控制，控制纖維卷繞時的成型角。高速卷繞頭的基本控制要求為線速度恒定，速度精度高，一般的工藝要求為線速度精度達到萬分之三。適用于滌綸、丙綸、錦綸POY絲或工業(yè)絲的卷繞成型。兩臺變頻器分別控制卷筒進行收卷，在摩擦輥上安裝用以速度檢測的光電傳感器，作為線速度的反饋信號。設(shè)備動作過程中要求完成卷筒的自動切換及卷繞作業(yè)。早期的卷繞頭為被動式，即動力驅(qū)動由壓緊輥提供，這樣就成為典型的表面卷繞，在卷繞的過程中卷筒直徑逐步增大，而摩擦輥的直徑不會改變，因此轉(zhuǎn)速控制對象比較簡單，一般用同步電機加變頻調(diào)速器就能滿足轉(zhuǎn)速精度的要求。

　　但是高級的卷繞頭要求夾頭直接驅(qū)動，壓緊輥被動傳動，這樣就成為典型的中心卷繞。在中心卷繞中，由于卷筒直徑不斷增大，為保持線速度恒定，轉(zhuǎn)速需要不斷的減小。無錫某紡織機械有限公司開發(fā)了這樣一種新型的高速卷繞頭，這個系統(tǒng)的基本電氣控制配置為：匯川MD320變頻器控制夾頭電機和槽筒電機；可編程控制器用的是富士SPB系列。

　　中心卷繞的高速卷繞頭對變頻器的要求可以從卷繞頭的工藝參數(shù)推導(dǎo)出來：卷繞頭的最高線速度為4000米/分鐘，夾頭電機為兩極變頻異步電機，卷筒的初始直徑為126mm，最終直徑為430mm。初始卷繞時卷筒直徑最小，轉(zhuǎn)速要求最高：N0=(4000米/分鐘)/(0.126米/轉(zhuǎn))=10105轉(zhuǎn)/分鐘，從而可以推導(dǎo)出變頻器的最高輸出頻率為170Hz。

　　其次，為保證±1米的控制精度要求，對變頻器的輸出頻率分辨率有基本要求，當(dāng)卷筒直徑最大時，有最大的頻率分辨率要求：±1米線速度，對應(yīng)轉(zhuǎn)速波動=±(1米/分鐘)/(0.43米/轉(zhuǎn))≈0.740256轉(zhuǎn)/分鐘；對應(yīng)的頻率波動=±(0.740256轉(zhuǎn)/分鐘)/60轉(zhuǎn)/Hz≈±0.0123Hz；匯川MD320變頻器的分辨率為0.01Hz，能很好滿足其工藝要求。

　　由于客戶卷繞頭上的測速反饋裝置反饋脈沖頻率過低，而無法實現(xiàn)穩(wěn)定的閉環(huán)矢量控制，在這種控制結(jié)構(gòu)下，變頻器要設(shè)為單純的頻率變換器，輸出頻率完全等于輸入頻率，而特殊電機曲線的設(shè)置值按夾頭變頻電機的名牌值和負(fù)載特性調(diào)整到最佳值。為了達到最高頻率給定精度，PLC需要通過串行通訊口控制變頻器，匯川的MD320變頻器可以支持多種現(xiàn)場總線通訊協(xié)議，可以方便的與各種PLC進行通訊，但在實際應(yīng)用中，考慮的實際的成本，最終采用的經(jīng)濟的RS485通訊。MD320需要擴展一塊RS485通訊卡，通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)的MODBUSRTU總線協(xié)議。因為卷繞頭的卷筒直徑是在連續(xù)變化的，所以要實現(xiàn)穩(wěn)定的線速度控制，用傳統(tǒng)的PID閉壞控制，速度會有靜差，不過在其公司技術(shù)人員的緊密配合下，這個問題被很好的解決了。橫動槽筒控制也是高速卷繞頭這一產(chǎn)品獲的成功的一個關(guān)鍵技術(shù)難點，以恒速控制槽筒，在特定的卷筒直徑時會產(chǎn)生迭紗現(xiàn)象，所以通常要求橫動槽筒變頻器輸出的頻率一直波動變化，MD320具有擺頻功能，很好的滿足卷繞的特殊要求。

　　結(jié)束語匯川變頻器的高精度和高性能，以及分銷商強大的技術(shù)支持使匯川變頻器成為高速卷繞頭的理想驅(qū)動器，隨著中國化纖機械工業(yè)的飛速發(fā)展，匯川變頻器將有一個美好的明天。