浅谈化纤纺丝中同步电机的变频控制系统0五金配件

浅谈化纤纺丝中同步电机的变频控制系统

浅谈化纤纺丝中同步电机的变频控制系统 2011年12月09日 来源： 在合成纤维工业诸如涤纶、锦纶、丙纶的生产中，基本上都是采用熔体法纺丝，如一台纺丝机有许多纺丝位(12部位、24部位，甚至更多部位)，同一功能的不同纺位的电动机几十台，同一纺位不同功能的电动机几台，它们对电气传动的要求非常严格。纺丝机对电气传动的要求可以概括为："四高"和"一少"。"四高"：即高同步性(一台纺丝机不同纺位的电机转速要求横向转速一致，纵向比例同步)；高精确性(转速稳定，精确度高达0.1％～0.01％)；高转速(在没有升速齿轮箱条件下，电机转速高达8000～9000r／min，甚至12000 r／min)；高可靠性(至少保证一年安全连续运行8000h)。一少：即少维修或免维修，毋需看顾。总之，化纤纺丝机是一个多电机、小功率的同步驱动系统(含比例同步驱动系统)。对于湿纺工艺的晴纶、维纶及人造纤维中的粘胶纤维，对电气传动要求也类似。由于同步电动机转速精度仅决定于供电频率精度，与负荷变化无关。为此，在化纤设备中通常采用高精度的变频调速器和永磁同步电动机构成系统，无需采用闭环控制，就可保证电机转速精度达到0.1％～0.01％。另外对于涤纶高速纺POY和超高速纺工艺来讲，转速8000～12000 r／min，这样高的电机速度也是非变频调速莫属。为了保证纤维的纤度均匀，采用了高精度的变频调速器和永磁式同步电动机，无需采用闭环控制，就可以保证电机转速精度达到0.1％~0.01％水平。在众多的变频器品牌中，艾默生EV2000变频器具有优化空间矢量PWM调制、高转矩、高精度、宽调速驱动等一系列功能，并且该产品具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，极大提高了产品的可靠性，已经在很多机械制造业(包括化纤纺丝机)都得到了广泛的应用。本文论述的就是变频器EV2000在化纤同步电动机上的应用。2 化纤纺丝的同步电动机应用和变频控制2．1 化纤纺丝的同步电动机应用图1所示为短纤维纺丝工作原理(其他化纤的应用也类似)，原料经高温加热熔解后从螺杆挤出机挤压到管路中，再通过数个纺丝计量泵进行纺丝后经油轮下牵到同一丝束中，然后通过六辊牵伸机同步牵伸，最后通过喂入轮进入到盛丝筒中，这样就完成了短纤的前纺过程。在纺丝中，计量泵和六辊牵伸为了达到速度高度一致的要求，通常都采用变频器控制的同步电动机。主要是由于同步电动机具有以下主要性能：(1)调速精度高、调速度误差在1／30000，提高了应用行业产品的制造工艺水平；(2)调速范围宽，可达1：80；(3)体积小，重量轻，比同功率异步电机缩小1～2个机座号；(4)控制简便、可靠性高，电机采用开环控制，使得整个变频控制系统可靠性提高、价格降低；(5)节能效果明显，与普通异步电机相比，提高效率、功率因数高达0．95以上；(6)该系列电机与变频控制、计算机联网组成全自动调速控制系统，性能优于传统的其它类调速电机；(7)电机的恒转矩输出和转速不随负载波动的特性。通过变频器有效控制，可使其输出转速保持恒定。因此在实际的化纤设备制造中，对计量泵和六辊牵伸的驱动，都采用几个同步电动机(比例同步)的变频传动，非常容易实现共用变频电源的多电机传动方案(它是最简单最理想的方案)。

2．2 同步电动机的基本控制原理交流同步电动机，它的特点是电动机的转速与电源频率完全成正比。Ns=60?／p (r／min)式中 ?-电源频率；p-极对数；Ns-同步转速。而交流异步电动机，它与同步电动机的区别在于：转速与电源频率不成正比，其转速始终比同步电动机还要低，其转差率S为：N=(1-s)Ns (r／min)S=(Ns-N)／Ns·100％但是变频器对同步电机的控制要比普通电机复杂的多，因此国外不少变频器供应商已和同步电机供应商合作，根据电机的压频比曲线，生产操作简易的专用变频器。而本文在第3章将介绍如何利用通用的EV2000来实现同步电动机的控制。在化纤纺丝工业中应用最为广泛的是稀土永磁同步电动机，稀土永磁同步电动机由于应用了高磁能积的永磁材料，其电动机的运行过程将比异步电动机具有不定的特性，该电动机一般也制成与异步电动机相似的电动机，即电动机的定子与异步电动机一样，转子为高磁能的永磁材料。电机在起动过程中，起动电流将比异步电动机起动更大。原因是在起动过程中永磁体将发出电机的能量，电机起动时，不但消耗异步电机起动时的能量(产生空载起动电流)，还将克服发电机的能量，因此它的起动电流是很大的。永磁磁能级越高，转子用的永磁材料体积越大，电流也更大。因此对稀土永磁同步电动机在起动过程中必须要有足够大的电流(一般比同容量异步电动机大2～3倍)，但一旦达到稳定工作状态(异步电动机在稳定工作状态下，转子将从定子中取得一定的电能来维持正常工作一鼠笼有短路电流)，其永磁转子不从定子取得电能，而是依靠永磁磁场，紧跟定自旋转磁场旋转。永磁

杭州精神心理专科医院

广州看白癜风

北京老年白癜风怎么治疗

成都治疗肝囊肿医院

黑龙江性病专科医院