变频调速技术在细纱机上的应用-对断头的影响

變頻調速技術在細紗機上的應用
0 前言
變頻器作為一項成熟的高新技術在細紗機上的應用日趨加快。

現有的國內外細紗機均已配備或可配備變頻調速裝置，其主要優勢在於能夠根據一落紗的大、中、小紗張力變化規律實現自動無級變速，優化紡紗條件，以盡可能地保持紡紗各階段的張力穩定，對進一步降低斷頭，減少毛羽，實現優質高產，降低能耗和減輕值車工勞動強度都將起到積極作用。

此外，變頻調速有利於加強紡織廠機電一體化和電腦推廣應用，實現線上檢測、顯示和控制，提高工藝過程的控制精度，保
證品質，實現現代企業電腦網絡管理。

1 變頻調速的調整方式
細紗機利用變頻器調節錠子速度快慢，無論是進口機型或國產機型通常有兩種形式。

一種較常見的是定長制方式，即按不同紡紗號數所紡的滿紗總長劃分為十點，設定長度區間，每個區間根據實際生產中的斷頭情況來設置相應的錠子速度，達到減少斷頭的目的。

該方式設置較為精細，但在更改品種時則需全部重新設置，工藝調整不簡便。

另一種則是定位制方式，即根據實際紡紗中鋼領板級升在大、中、小紗幾個主要位置段設置相應速度來減少斷頭，從更換品種上講，調整方便，也較直觀。

本文介紹的細紗變頻裝置即為定位制形式。

2 紡紗張力變化特點
錠子在恒速運轉時，一落紗的斷頭分佈是小紗最多，大紗次之，中紗最少。

細紗卷繞高速回轉形成氣圈，氣圈在不同紡紗階段的波動影響紡紗張力的大小，是造成斷頭多少的直接因素。

弄清一落紗中氣圈張力的變化特點對控制紡紗張力平穩
變化，減少斷頭十分關鍵。

（1）紡紗張力與錠子速度的關係：紡紗張力與錠子速度呈拋物線關係，即當錠速增大時，紡紗張力隨著增大，且錠子速度愈高，紡紗張力增加幅度更大。

（2）一落紗中紡紗張力的變化：在始紡空管時紡紗張力最大，是因為氣圈最長而卷繞直徑偏小。

隨著鋼領板上升，氣圈張力趨小，但在管底成形完成前後出現氣圈凸形最大，張力最不穩定，造成鋼絲圈運動也不穩定。

管底成形完成之後，卷繞直徑的變化對紗條張力影響起著主要作用，鋼領板位置在上升（小直徑處）時紡紗張力大，氣圈凸形小。

鋼領板位置在底部（大直徑處）時紡紗張力小，氣圈凸形大。

中紗階段是紡紗張力和氣圈形狀最穩定階段。

大紗滿紗前氣圈凸形較平直，但高度過小時紡紗張力有急劇回升現象，且失去對張力的調節作用，張力不穩定。

紗線卷繞每次作短動程升降，且上升慢，下降快。

經用張力儀測定，在鋼領板由上轉向下的瞬間，張力峰值出現突變，這時氣圈形態變化也較大，易引
起斷頭及撚度傳遞不勻。

3 調速與紡紗張力的匹配
根據一落紗中紡紗張力的變化規律，通過調整錠速來對之進行控制。

變速位置主要控制三個方面：一是大紗、小紗卷繞小直徑時採用較低的錠速；中紗卷繞大直徑，張力小，可採用較高的錠速；二是對鋼領上升及下降中張力突變部位可進行相應變速；小紗上升時紡紗張力漸小，錠速可適時增快，下降時張力漸大，可減慢錠速；三是空筒管開車生頭時，張力波動大，採用適宜接頭的低速運行。

本系統生頭速度選擇為工藝速度的84％，如過低反而造成接頭困難。

管紗成形全過程中降低錠速最好不要超過工藝速度的10％，因錠速過低會影響管紗成形，從而造成退繞不良。

如降速幅度較大時，也要適當加重鋼絲圈，對平衡全過程紡
紗張力、改善成形與減少毛羽均有利。

本系統變頻調速是通過改變預設頻率數值來改變錠子速度。

由於頻率變化與錠速基本呈線性關係（扣除錠帶滑溜率等因素），頻率數值增減百分比即視作錠速變化百分比。

頻率變化基準值為50 Hz。

變頻裝置上有顯示窗口及數據輸入平臺，按不同紡紗段變速要求，依據圖1中對應的頻率比乘以頻率基準值，按順序（即對應紡紗時間或紡紗位置）輸入頻率實際值即可。

紡紗整個過程每一對應位置的頻率及頻率變化的速率均可顯示，一目了然。

大紗、中紗、小紗及鋼領板上下位置的轉換是通過感測器輸入的信號經PLC計算、比較後完成的。

圖1 細紗紡紗變頻示意圖
4 變頻調速在細紗紡紗過程中的作用
4.1 變頻調速對紡紗斷頭的影響
細紗斷頭原因較多，在排除空調、機械、操作及清潔工作不良、筒管不良、粗紗不良等因素後，採用變頻調速後細紗斷頭率可降低30％左右（見表1）。

表1說明，無論與本機台比，還是與相鄰機台比斷頭都降低。

對比數據中，小紗斷頭數尚不明顯，其原因是工藝上小紗段降速時間較短，尚未脫離紡紗張力峰值較大
的區域，工藝上可進一步調節。