緊密紡（又稱集聚紡）紗主要是針對傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗易產(chǎn)生紗線毛羽和飛花等而提出，緊密紡可以減少紗線毛羽和飛花，提高紗線強(qiáng)力和改善紗線結(jié)構(gòu)，大多緊密紡是利用負(fù)壓氣流將纖維收縮、聚合、使須條邊緣快速向須條中心聚集以減少紡紗三角區(qū)，緊密紡細(xì)紗機(jī)和一般環(huán)錠細(xì)紗機(jī)從電氣控制系統(tǒng)來看，沒有什么不同，它也可在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上配上緊密紡裝置，即成緊密紡機(jī)，當(dāng)然緊密紡裝置可有不同的結(jié)構(gòu)方式，在細(xì)紗機(jī)上的安裝位置也各有不同。

因而緊密紡細(xì)紗機(jī)和一般環(huán)錠細(xì)紡紗機(jī)的結(jié)構(gòu)也有不同形式，緊密紡細(xì)紗機(jī)的主要紡紗參數(shù)與環(huán)錠細(xì)紗機(jī)基本相同。例如，錠數(shù)最多可達(dá)1008錠，錠速最高為25000r/min，本文介紹我國目前緊密紡細(xì)紗機(jī)的一種變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。

01

負(fù)載特性與變頻器的選型

紡紗錠子直徑隨紗線的卷繞而逐步增大，生產(chǎn)過程中，工藝要求紗線張力不變，因而由于錠子直徑的增大，紗線張力力矩應(yīng)比例增大，但因紗線張力較小，該力矩也較小，經(jīng)實(shí)測約為總力矩的5%左右，因此，紡紗錠子可視為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其機(jī)械特性如下圖曲線1，錠子傳動(dòng)采用交流異步電動(dòng)機(jī)，宜選用矢量控制變頻器如FR500系列。 前羅拉、中（后）羅拉阻轉(zhuǎn)矩主要是機(jī)械摩擦力矩，屬恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，機(jī)載特性如圖1中曲線1。前羅拉、中（后）羅拉傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)為交流異步電動(dòng)機(jī)，配以矢量控制變頻器，或者采用伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng).鋼領(lǐng)板作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其阻力矩為往復(fù)變化，類似起重機(jī)負(fù)載，采用交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，配以直接矩控制變頻器，或者采用伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。吸風(fēng)風(fēng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩ml與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，即轉(zhuǎn)速升高時(shí)阻轉(zhuǎn)矩快速增大，屬二次方律負(fù)載，二次方律負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩和功率分別為:
阻轉(zhuǎn)矩ml=kt·n2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）
功率p=ml·n/9550=kt·n3/9550? ?（2）
即吸風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比，二次方律負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩特性如圖1的曲線3。吸風(fēng)風(fēng)機(jī)宜選用風(fēng)機(jī)專用變頻器或v/f控制通用變頻器如G7系列。

02

紡紗曲線

為提高紡紗速度，減少斷(紗)頭率，保證紡紗質(zhì)量，緊密紡細(xì)紗機(jī)錠子速度采用分段變速，或按設(shè)定的紡紗曲線變速，例如一落紗的變速過程為:起動(dòng)→分段升速→穩(wěn)速運(yùn)行→分段降速→停止落紗。一落紗分為8～10段速度運(yùn)行，升速4～6段，降速為3～5段，如圖2所示，這樣有利于提高紡紗速度，減少斷紗（頭）率，改善細(xì)紗質(zhì)量。

圖2 細(xì)紗機(jī)多段調(diào)速曲線 錠子也可按預(yù)先設(shè)定的紡紗曲線連續(xù)調(diào)速，即將該紡紗曲線存入plc，plc與變頻器采用rs-485串行通信，控制變頻器輸出頻率按設(shè)定曲線變化，錠子電動(dòng)機(jī)速度也按此曲線變化。

03

控制系統(tǒng)

全機(jī)均為plc可編程控制器控制，并配有觸摸屏對全機(jī)的起動(dòng)、停止等進(jìn)行操作，同時(shí)監(jiān)控全機(jī)的運(yùn)行狀況。控制系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。

圖3 緊密紡紗機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖

? plc—可編程控制器，控制全機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)； tp—觸摸屏與plc配合，監(jiān)控全機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)； v1,v2—分別為錠子變頻器、風(fēng)機(jī)變頻器； sc1,sc2,sc3—分別為前羅拉、中后羅拉、鋼領(lǐng)板伺服控制器 s1,s2,s3—分別為錠子、前羅拉、中后羅拉速度傳感器； s4—鋼領(lǐng)板行程傳感器，用于確定鋼領(lǐng)板在開車、滿管、落紗時(shí)的位置; k—線圈（包括接觸器線圈和電磁鐵線圈） ? 錠子、前羅拉、中后羅拉速度分別由s1,s2,s2傳感器檢測，并送plc進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算和處理后，得出牽伸倍數(shù)，捻度等紡紗參數(shù)，并按設(shè)定的紡紗曲線調(diào)整錠子、前羅拉、中后羅拉運(yùn)轉(zhuǎn)速度和鋼領(lǐng)板升降速，并在觸摸屏上顯示各單元速度，其邏輯控制功能主要有全機(jī)滿管自停、鋼領(lǐng)板升、降控制、風(fēng)機(jī)開停等。 plc輸出摸擬信號0-10v（或4-20ma）作為變頻器和伺服控制器的速度給定電壓信號。

另外，通過rs-485串口與觸摸屏進(jìn)行通信。觸摸屏用以預(yù)先設(shè)置多組紡紗品種工藝參數(shù)（前羅拉、中后羅拉和錠子速度、紗線捻度、牽伸倍數(shù)、細(xì)紗號數(shù)和班產(chǎn)等）， 紡紗曲線，并對上述參數(shù)進(jìn)行顯示和修改等。 緊密紡細(xì)紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)有不同形式，例如，有的機(jī)型前羅拉、中（后）羅拉和鋼領(lǐng)板均采用交流伺服電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，有的機(jī)型前羅拉、中（后）羅拉則采用交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)變頻調(diào)速。全機(jī)也采用plc控制，觸摸屏或文本操作面板設(shè)置、顯示工藝參數(shù)。緊密紡裝置的傳動(dòng)方式有被動(dòng)的，也有主動(dòng)傳動(dòng)的不同方式，雖然如此，但整機(jī)的控制原理，控制模式基本相同。

審核編輯：黃飛

?