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摘 要： 本文论述交流变频调速技术其具有的优点，在科技飞速发展中得到迅速的普及推广，介绍其在化纤设备中推广前景、必要性，应用中表现出的良好性能，认及在粘胶制造过程中产生的巨大经济效益。
关键词： 交流变频调速技术 电力电子学 无级调速 化纤设备 摆线针
近10年来在激烈的市场竞争中，国内外纺机厂商，采用PLC控制，变频调速，机电一体化等电子技术更多地取代传统的机械结构，提高纺丝机整机的可靠性，提高产品质量和设备的自动化程度，扩大品种的适应性，使用操纵方便。各厂家也投资改造老式机械设备。其中有一个采用较多的技术——交流变频调速技术。
一、交流变频调速技术的优点
交流变频调速技术近二十年来在一些技术先进的国家得到迅速的普及推广，并在电子拖动中逐步占据主导地位，形成了电力电子学理论。
电力电子学就是使用电子半导体元件进行电力变频和控制的技术。1973年美国电气学会在其主办的电力电子学大会上，将电力电子学定义为：是研究电气电子和控制的边缘领域的技术学科。电力电子学是使本来不适用于调速的交流异步电动机，具有和直流电动机一样的调速性能。
交流变频调速传动具有以下特点：
1.可以使普通异步电动机实现无级调速。
2.启动电流小，减少电源设备容量。
3.启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备。
4.对电机具有保护功能，降低电机的维修费用。
5.具有显著的节电效果。
由于交流变频调速传动技术具有上述特点，已开始取代直流调速装置，成为现代电气传动的发展方向。变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。
二、变频技术在设备中推广应用的必要性
工艺流程中要求设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能使产品质量稳定、均匀。在化纤设备的传动系统中，都是由皮带、联轴器、链条与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带、链条打滑，齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的概率就越大，应用交流变频技术就能够很好地解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，减少传动中间环节、变速装置数量，降低维护检修工作量和维修费用，满足生产工艺要求，提高粘胶质量。应用此技术在生产条件变化的情况时，不需改变牙齿、皮带轮或人工凭经验调整无级变速器，设备工艺转速的改变只需通过变频设定就可完成。近三十多年来变频调速已在钢铁、冶金、石油、化工、纺织、化纤、轻工、造纸、橡胶、塑料、电力、水务等行业中得到广泛应用。低压电动机变频调速应用已非常普及和成熟。高压电动机变频调速也正在被人们关注和逐步应用。交流电动机变频调速除了有卓越的调速性能之外，还有显著的节约电能和保护环境等重大作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。
三、交流变频技术在化纤设备中的应用
1.交流变频调速在新型国产棉纺设备中得到广泛的应用。
在2000年第七届中国国际纺织机械展中，FA201B梳棉机、FA326并条机、FA423粗纱机、FA710高速并条机、FA231倍捻机均采用变频调速。新型国产细纱机F1513系列、F0128系列采用PLC，可编程序控制，变频调速、纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。特别是EJM128JL型细纱机1008锭，锭速可按10段变频调速控制。FA716并纱基础集体变频调速，还可根据不同品种的需要，实行单锭，分组或分段变频调速，适应棉毛等多品种并纱卷绕的要求。
2.交流变频调速在压榨机中的应用。
压榨机老式机械在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免地存在着一些缺陷。如R051型压榨机传动系统中的无级变速器由于故障率较高，经常造成丢转，甚至导致系统停车，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。为避免这种现象，用不当的操作办法来弥补设备缺陷，同样是不可取的。为了使压榨机达到可调速的目的，在机械传动中设计了无级变速器，蜗轮箱，用机械的手段来实现。这一设计虽然能够实现无级调速，但存在着传动中间环节多，设备结构复杂，维护检修工作量大、费用高，运行稳定性较弱、故障率较高等缺点。采用了交流变频调速加摆线针减速箱减速，从而实现了升、降速平滑，转速稳定，压辊转速的任意调节，为老式机械改造提供一个好的范例。对R051老式机械进行交流变频调速改造，不但能够提高设备性能，运行的稳定性，降低故障停机，降低维护检修的工作量及维修费用，而且减轻了其他零部件因变速不稳定造成的损害，还能提高生产效率与产品质量，可靠地保障了工艺生产的连续稳定。
3.变频调速在空调中的应用使节能显著。
在空调风机控制中应用，可根据车间环境条件对风机进行无级调速，扩大了调节范围，因风机大部分工作在50-80%的效率中，这样就具有良好的节电效果高达60%左右。在水泵控制应用中，可根据水量调整供水水泵转速，实现节能同时也实现了接近恒压供水。
变频调速是风机、水泵节能的最佳方案。根据流体理论，离心式风机水泵的轴功率是转速的三次方函数关系。当转速降低后，其消耗功率会大幅下降，例如50%转速时，轴机械功率仅为12.5%。当然不同的调速方案的效率相差很大，滑差后液力调速装置效率不高，η≈（1—S），在50%转速时，η≈50%，而变频调速器效率，效率因数高，η≈95%—98%，而且近似不变。所以在诸多调速方案中变频调速节能效益最佳，理应为首选方案。
举例：同一风机水泵，100%转速流量时，轴功率为100%；50%转速流量时，轴功率降为50%。
若采用挡板，阀门控制到50%流量，仍需从电网吸入70—80%的功率；若采用滑差低效调速到50%，则需从电网吸入≈25%的功率；若采用变频高效调速到50%流量，仅需从电网吸入10%功率。
现如今更应该在大容量高压电动机驱动的风机水泵和压缩机上推广应用高压变频调速节能。理由很简单，在节电率百分比相同的情况下装机容量愈大，其绝对节电量也愈大。
四、交流变频调速技术在化纤设备上推广应用的可行性
交流变频调速技术在新型化纤设备中已比较广泛。目前我公司服役的化纤设备中推广应用的较少。棉纺织技术杂志阎磊主编曾在《我国纺织工业技术进步的思考与建议》［2000.1］一文中提到采用高新技术改造传统纺织设备问题，现我公司所使用的设备大都是七、八十年代设计生产的设备，这些设备从机械状态来讲仍可使用相当一段时间，近期全部更新是不可能的，但对其进行部分电气传动改造是完全可行的。
五、结论
交流变频调速技术在化纤设备上的应用是必要的，对传统的化纤设备推广应用也是可行的。
现正在服役的化纤设备中交流变频技术应用较小。这里的因素很多：一是目前运行的设备大多是七八十年代设计出产的，但是这一新技术还未得到应用；二是近年来化纤行业效益不佳，没有能力应用这一新技术，在设备选型上，由于价差因素放弃了采用新技术的设备；三是管理水平与维修力量不佳，而不敢选用技术含量高的设备。但随着社会的进步，技术的发展和加入WTO，就必须提高现有化纤设备的装备水平，增加技术含量，提高在国际市场上的竞争力。
关键词： 交流变频调速技术 电力电子学 无级调速 化纤设备 摆线针
近10年来在激烈的市场竞争中，国内外纺机厂商，采用PLC控制，变频调速，机电一体化等电子技术更多地取代传统的机械结构，提高纺丝机整机的可靠性，提高产品质量和设备的自动化程度，扩大品种的适应性，使用操纵方便。各厂家也投资改造老式机械设备。其中有一个采用较多的技术——交流变频调速技术。
一、交流变频调速技术的优点
交流变频调速技术近二十年来在一些技术先进的国家得到迅速的普及推广，并在电子拖动中逐步占据主导地位，形成了电力电子学理论。
电力电子学就是使用电子半导体元件进行电力变频和控制的技术。1973年美国电气学会在其主办的电力电子学大会上，将电力电子学定义为：是研究电气电子和控制的边缘领域的技术学科。电力电子学是使本来不适用于调速的交流异步电动机，具有和直流电动机一样的调速性能。
交流变频调速传动具有以下特点：
1.可以使普通异步电动机实现无级调速。
2.启动电流小，减少电源设备容量。
3.启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备。
4.对电机具有保护功能，降低电机的维修费用。
5.具有显著的节电效果。
由于交流变频调速传动技术具有上述特点，已开始取代直流调速装置，成为现代电气传动的发展方向。变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。
二、变频技术在设备中推广应用的必要性
工艺流程中要求设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能使产品质量稳定、均匀。在化纤设备的传动系统中，都是由皮带、联轴器、链条与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带、链条打滑，齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的概率就越大，应用交流变频技术就能够很好地解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，减少传动中间环节、变速装置数量，降低维护检修工作量和维修费用，满足生产工艺要求，提高粘胶质量。应用此技术在生产条件变化的情况时，不需改变牙齿、皮带轮或人工凭经验调整无级变速器，设备工艺转速的改变只需通过变频设定就可完成。近三十多年来变频调速已在钢铁、冶金、石油、化工、纺织、化纤、轻工、造纸、橡胶、塑料、电力、水务等行业中得到广泛应用。低压电动机变频调速应用已非常普及和成熟。高压电动机变频调速也正在被人们关注和逐步应用。交流电动机变频调速除了有卓越的调速性能之外，还有显著的节约电能和保护环境等重大作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。
三、交流变频技术在化纤设备中的应用
1.交流变频调速在新型国产棉纺设备中得到广泛的应用。
在2000年第七届中国国际纺织机械展中，FA201B梳棉机、FA326并条机、FA423粗纱机、FA710高速并条机、FA231倍捻机均采用变频调速。新型国产细纱机F1513系列、F0128系列采用PLC，可编程序控制，变频调速、纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。特别是EJM128JL型细纱机1008锭，锭速可按10段变频调速控制。FA716并纱基础集体变频调速，还可根据不同品种的需要，实行单锭，分组或分段变频调速，适应棉毛等多品种并纱卷绕的要求。
2.交流变频调速在压榨机中的应用。
压榨机老式机械在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免地存在着一些缺陷。如R051型压榨机传动系统中的无级变速器由于故障率较高，经常造成丢转，甚至导致系统停车，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。为避免这种现象，用不当的操作办法来弥补设备缺陷，同样是不可取的。为了使压榨机达到可调速的目的，在机械传动中设计了无级变速器，蜗轮箱，用机械的手段来实现。这一设计虽然能够实现无级调速，但存在着传动中间环节多，设备结构复杂，维护检修工作量大、费用高，运行稳定性较弱、故障率较高等缺点。采用了交流变频调速加摆线针减速箱减速，从而实现了升、降速平滑，转速稳定，压辊转速的任意调节，为老式机械改造提供一个好的范例。对R051老式机械进行交流变频调速改造，不但能够提高设备性能，运行的稳定性，降低故障停机，降低维护检修的工作量及维修费用，而且减轻了其他零部件因变速不稳定造成的损害，还能提高生产效率与产品质量，可靠地保障了工艺生产的连续稳定。
3.变频调速在空调中的应用使节能显著。
在空调风机控制中应用，可根据车间环境条件对风机进行无级调速，扩大了调节范围，因风机大部分工作在50-80%的效率中，这样就具有良好的节电效果高达60%左右。在水泵控制应用中，可根据水量调整供水水泵转速，实现节能同时也实现了接近恒压供水。
变频调速是风机、水泵节能的最佳方案。根据流体理论，离心式风机水泵的轴功率是转速的三次方函数关系。当转速降低后，其消耗功率会大幅下降，例如50%转速时，轴机械功率仅为12.5%。当然不同的调速方案的效率相差很大，滑差后液力调速装置效率不高，η≈（1—S），在50%转速时，η≈50%，而变频调速器效率，效率因数高，η≈95%—98%，而且近似不变。所以在诸多调速方案中变频调速节能效益最佳，理应为首选方案。
举例：同一风机水泵，100%转速流量时，轴功率为100%；50%转速流量时，轴功率降为50%。
若采用挡板，阀门控制到50%流量，仍需从电网吸入70—80%的功率；若采用滑差低效调速到50%，则需从电网吸入≈25%的功率；若采用变频高效调速到50%流量，仅需从电网吸入10%功率。
现如今更应该在大容量高压电动机驱动的风机水泵和压缩机上推广应用高压变频调速节能。理由很简单，在节电率百分比相同的情况下装机容量愈大，其绝对节电量也愈大。
四、交流变频调速技术在化纤设备上推广应用的可行性
交流变频调速技术在新型化纤设备中已比较广泛。目前我公司服役的化纤设备中推广应用的较少。棉纺织技术杂志阎磊主编曾在《我国纺织工业技术进步的思考与建议》［2000.1］一文中提到采用高新技术改造传统纺织设备问题，现我公司所使用的设备大都是七、八十年代设计生产的设备，这些设备从机械状态来讲仍可使用相当一段时间，近期全部更新是不可能的，但对其进行部分电气传动改造是完全可行的。
五、结论
交流变频调速技术在化纤设备上的应用是必要的，对传统的化纤设备推广应用也是可行的。
现正在服役的化纤设备中交流变频技术应用较小。这里的因素很多：一是目前运行的设备大多是七八十年代设计出产的，但是这一新技术还未得到应用；二是近年来化纤行业效益不佳，没有能力应用这一新技术，在设备选型上，由于价差因素放弃了采用新技术的设备；三是管理水平与维修力量不佳，而不敢选用技术含量高的设备。但随着社会的进步，技术的发展和加入WTO，就必须提高现有化纤设备的装备水平，增加技术含量，提高在国际市场上的竞争力。