粗纱机变频控制应用方案

中船重工集团718所 马洪

1．粗纱机的卷绕原理
　　粗纱机在筒管上进行卷绕，卷绕的条件是：
　　卷绕转速=筒管转速与锭翼转速之差
　　即：Nw=Nb-Ns
　　为了实现正常卷径，任一时间内前罗拉输出的须条实际长度必须与筒管的卷径长度相等，
　　即：Lf=πDxNw
　　其中 Lf----单位时间内前罗拉输出须条的长度
Dx----粗纱的卷绕直径
筒管转速：Nb=Ns+Lf/πDx
　　从以上公式可以看出：当粗纱直径Dx逐渐增大时，Nb的速度是逐渐减少的，为了解决这一问题，过去采用铁炮来完成，为了让铁炮很好地实现这一功能，必须让皮带的移位精确，而皮带的移位是靠变形齿轮完成的。以上环节中齿轮的准确性、皮带的松紧、移动的摩擦力等因素都会影响铁炮的变速要求。所以铁炮变速不稳定是影响粗纱质量的重要原因。
2．现有粗纱机存在的问题
　　成型使用铁炮，使变速的精度差，由于变速不匀造成纱线的张力不稳定，从而造成粗纱重而不匀和条干差，影响粗纱的伸长率和增加粗纱细节的产生。
　　使用变形齿轮带动皮带的移位，由于齿轮较多，长期运行会造成磨损，给粗纱机用户造成维修工作量加大，调整较困难。
　　采用变频器进行恒张力控制的方法，对粗纱机的铁炮进行改造，就可以真正实现无铁炮运行。
3．粗纱机变频应用方案
　　按照粗纱卷绕的原理，用PLC对筒管转速的公式进行计算，把筒管直径D0、层数N、粗纱厚度A、前罗拉直径D、前罗拉转速n、锭翼转速Ns、主机速度、差速系数共8个参数输入到PLC中，通过编程计算出筒管的转速，并以模拟量0~10V信号传输给变频器模拟量输入端子，由变频器控制变频电机的转速。把铁炮去掉，把变频电机的输出轴和下铁炮的输出轴连接起来就可以实现对筒管速度的控制。同时使用按钮对纺纱过程中的张力大小进行调整。通过加装触摸屏对锭翼转速、粗纱厚度、前罗拉速度根据不同品种进行设定，从而保证不同品种的速度变化不同。为了更好的控制好粗细节的产生，主机也采用变频器进行控制，通过调节启动和停止时的时间差，达到防止出现粗细节的目的。
　　采用以上粗纱机变频改造方案后就可以真正实现无铁炮运行，由于变频器运行可以避免铁炮运行带来的各种不利因素。所以改造后对伸长率、粗细节、粗纱条干都会有很大的改善，使粗纱伸长控制在1.8以内，机差控制在1.2以内。
　　此系统对目前国内的各种铁炮变速的粗纱机都适用。