1 引言
粗紗機" title="粗紗機">粗紗機是紡紗體系中不可缺少的工序。對于粗紗機紡紗性能等方面的技術進步，國內外做了許多研究，并取得巨大進展，尤其在20世紀后期，由于電子計算機技術、傳感技術特別是變頻調速技術" title="變頻調速技術">變頻調速技術在粗紗機上的應用，以及粗紗機牽伸、加壓、卷繞成形等紡紗技術在不斷改進，當代新型粗紗機已發展成高速度、高質量、高產、高效的現代化粗紗機。隨著新型變頻器的不斷推陳出新，變頻調速技術日新月異，為滿足粗紗機的負載特性及工藝要求提供了良好條件，變頻器理想的控制功能再加上電腦的配合也簡化了粗紗機的機械結構，為實現多電機控制提供了條件，為實現粗紗機的高速化和機電一體化開辟了道路。
2 粗紗機介紹及相關功能需求
潤發集團公司下屬紡織分廠引進了天津紡織機械廠生產的TJFA458A型粗紗機30臺，該機型性能之優，被國內外用戶所公認。該機型在功能操作方面具有獨特的優勢，設備集編程控制、交流變頻調速、伺服跟蹤控制等先進技術于一體，自使用以來，電氣控制系統" title="控制系統">控制系統運行良好，故障率低，易于維護。電氣控制系統由PLC可編程控制器、變頻器、換向控制、電磁離合器、紅外光電探測器組成。該控制系統分別由電纜進行連接通信，對設備的換向、運轉、落紗部分進行控制，完成機器的正常動作程序。主機采用日本明電變頻器，具有操作顯示、頻率修改、查看功能碼" title="功能碼">功能碼、功能碼重新設定、功能碼設定、故障顯示等功能。
新型TJFA458A粗紗機，以這種高性能" title="高性能">高性能為基礎，不斷改進，確立了國內領先的穩固地位。特別是高質量明電變頻器在該機型上的應用，達到了追求粗紗質量的提高，降低單錠成本的要求。該機型采用新型封閉式高速錠翼，機電結合式成形結構，采用可編程序控制器和變頻器控制。慢速啟動,滿紗自動控制，實現定長、定位、定向停車。PV4液晶顯示，品種適應性強，適紡純棉、純滌、純粘及其混紡。纖維長度22－65毫米。額定功率低，主電機為8.6kW，全機 14.2kW（含巡回式清潔器）。是同類產品中最低者。傳動平穩，機器振動小。下面是該機型具體工藝參數，見表1。
3 粗紗機采用明電舍變頻調速系統后的效果
明電變頻器在該機型粗紗機上使用后，成為了理想的慢速啟動裝置。在以往諸多的慢速啟動裝置中，無論是油壓、離合器摩擦片式、單相電抗器式，還是雙向可控硅式都是電機在額定電壓380V、標準頻率為50 Hz條件下進行啟動，其強大的啟動轉矩，靠上述裝置去軟化、吸收、抵消，不管哪一種都要付出代價，這不僅是增加一套裝置，花費成本，更主要的是帶來負面效應，如發熱及相關危害等。變頻器的原理不是軟化、吸收、抵消，而是靠其本身的設置來完成的。如我們設置變頻器的啟動頻率為1Hz，按變頻器的U／F曲線，則啟動電壓僅為7.6V，我們再設啟動時間，如15s，照此，粗紗機將從1 Hz開始啟動，電壓從7.6V開始，在15s內頻率從1Hz到50Hz，電壓從7.6V到380V，不難想像其啟動是平滑的，可以說啟動瞬間的沖擊就不存在了，無疑因開車而引起的細節和斷頭將降低到最低程度。
明電變頻器在粗紗機上使用，還可實現定位停車。粗紗機在紡紗過程中有三種情況停車：光電斷頭停車、滿紗停車和人為停車。無論哪一種停車，都將按下述程序進行，在停車設置的時間內（如12s）頻率從50Hz減小到3Hz-3Hz，使粗紗機車速降至爬行速度。待轉到所設置的位置，由定位傳感器發出信號才停車。這樣可充分發揮變頻器的作用，一是低速定位容易、準確，方便擋車工再接頭操作，二是低速停車，可以防止和減少因高速停車所引發細節的產生。改變車速容易、快捷，只須在變頻器操作面板上用按鍵設置即可，便于工藝參數和其他參數（如運轉頻率、錠子轉速及電機電流）的監測，方便了管理。
粗紗機應用明電變頻器后節能效果也很明顯，突出表現在電機溫升大幅度降低，在長期運轉情況下，其表面溫度僅與人體溫度相當，一般變頻器控制的電機啟動電流不超過1.5倍額定電流，通常說變頻器在生產中使用可節電10％-30％。在粗紗機上安裝使用后須進一步確認。粗紗機使用明電變頻器后，機械故障和電氣故障明顯降低。從理論上和實踐上都證明了這一點，前者是因為啟動、制動柔和，沖擊力幾乎沒有，齒輪磨損和頂絲松動少，另外因有了錠翼定位停車，擋車工點動也少了。即使用點動，也不會有沖擊，電氣故障降低更突出，因為過去容易出故障的帶觸點的接觸器和繼電器都被變頻器取代，而變頻器本身的故障率極低。圖1為整個控制系統方框圖。
4 明電舍變頻器具體應用和參數設置
2000年日本明電舍株式會社就推出矢量控制技術" title="控制技術">控制技術的VT230S系列變頻器（0.4-660kW）,完美的矢量控制技術、電流跟蹤控制技術、磁通補償功能保證了變頻器的輸出轉矩，轉差補償減少了因負載變化引起的轉速波動，電機自適應功能、自動整定電機參數，使變頻器同電機一體化。其功率范圍廣闊：0.4～660kW /400V系列，調速范圍寬：0.1～440Hz ，特長加減時間：0.01～60,000秒，帶有參數拷貝/比較功能、內置 PID控制器、內置多泵控制器、內置程序控制器。PWM軟聲調諧專利，完全環保化的產品。而且一機多能：無傳感器矢量控制、有傳感器高性能矢量控制、PM 電機節能驅動、V/F恒轉矩控制（最大轉矩提升）、V/F變轉矩控制動態啟動功能可自動跟蹤電機轉速并投入運行，切換控制簡便易行。適用于JIS、 JEC、JEM、CE、UL等標準規范，在國內引進成套設備中大量采用.新增了PROFIBUS接口，方便于網絡連接。可分離式操作器、數碼旋鈕功能的遙控式面板和快速旋轉菜單。操作器采用大型飛梭旋鈕,使操作更加便利。操作器可簡單取下,配合延長線可置于變頻器以外的地方。還有比較重要的一點就是節能效果非常好，下面是該型號變頻器具體應用于粗紗機控制系統的接線圖和詳細參數設定值。
圖2粗紗機變頻器控制線路圖
表2 粗紗機明電舍變頻器主要參數設定表
5 結束語
高性能變頻調速技術在粗紗機上的使用，近年來已得到廣大紡織廠的認同，尤其是該系列懸錠粗紗機，具有高速、大卷裝和運轉平穩的特點，再配上變頻器控制，其設備性能優勢將得到更好的發揮。降低了故障率和維修費用，現代化粗紗機大都實現了計算機控制系統的變頻調速技術，從而簡化了粗紗成形機構，使機器結構簡化，變頻電機在PLC控制指令下運行，從根本上消除了開關車粗紗細節，實現了粗紗卷繞張力調節，提高了成紗質量，防細節效果十分明顯。并步入粗紗卷繞技術的高科技化。