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应用案例 | 海川电气助磁同步磁阻电机驱动系统在环锭细纱机上的应用
来源: | 作者:海川电气 | 发布时间: 2023-08-15 | 92 次浏览 | 分享到:


背  景    

细纱机是纺纱的主要机器,也是纺纱工艺中成纱的最后一道工序,是纺纱生产中耗能较多的机器。目前,环锭细纱机已成为纺纱的主要设备,我国约有1.3亿纱锭的环锭纺纱规模,约占世界总锭数的50%,而环锭细纱机的产量约占全国细纱总产量的85%。细纱机24小时连续生产,损坏和老化快,存量市场中不少设备电气系统已经进入报废期,所占比例将逐年增大。随着电机的老化其能耗也将增大,提高效率和节能降耗是很多棉纺企业的迫切需求,以降低生产成本。

现存量市场中细纱机配置的电机大多为IE2及以下能效,依据《电动机能效限定值及能效等级》(GB18613-2020)标准要求,已经被列入淘汰电机范畴,整体经济运行区间窄,耗能大,在国家“双碳”政策的形势下,亟需改造升级。


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 设 备 简 介  

细纱机,纺纱过程中把半制品粗纱或条子经牵伸、加拈、卷绕成细纱管纱的纺纱机器。纺纱机械负责将棉、毛、麻、丝和化学纤维原料进行除杂、开松、牵伸、加捻以及卷绕成为均匀柔韧的细纱。精梳机将纤维梳理制成精梳条子,针梳机将条子并合,针排牵伸改善条子结构,条子在粗纱机上牵伸加拈制成粗纱,粗纱在环锭细纱机上进一步加拈纺成细纱。


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细纱机的结构和工艺流程

环锭细纱机为双面多锭结构,主要由喂入机构、牵伸机构、加捻卷绕机构、成形机构组成。粗纱从粗纱架吊锭上的粗纱管上退绕出来,经过导纱杆和缓慢往复横动的导纱喇叭口,喂入牵伸装置进行牵伸。牵伸后的须条由前罗拉输出通过导纱钩,穿过钢丝圈,卷绕到紧套在锭子上的筒管上。锭子高速回转,通过有一定张力的纱条带动钢丝圈在钢领上高速回转,钢丝圈每一回转就给牵伸后的须条加上一个捻回。由于钢丝圈的回转速度小于纱管的,使得前罗拉连续输出的纱条卷绕到纱管上。钢丝圈与纱管的转速差,就是纱管单位时间的卷绕圈数。依靠成形机构的控制,钢领板按一定规律升降,使细纱绕成符合一定形状的管纱。

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衡量细纱机生产质量的主要依据

1、锭子以及锭速

细纱机的生产水平-细纱机是纺纱的主要机器,细纱的产量、质量是纺纱工艺各道工序优劣的综合反映。细纱机的生产单元是锭子,常以每千锭小时的产量(公斤)来衡量细纱机的生产水平。纺纱厂生产规模是以拥有细纱机的锭子总数来表示的。

2、断头率

每只锭子上所纺的纱线会由于各种原因而断头,常以千锭小时发生的断头数表示断头率。断头率的高低影响劳动生产率、设备生产率、细纱质量和车间含尘量。一般是小纱断头最多(50%),中纱最少(20%),大纱其次(30%)。

3、卷装落纱

细纱机生产过程中纺满一个卷装(管纱)便要停止生产,待落下管纱换上空管后方能继续纺纱。因此卷装的大小影响劳动生产率、设备生产率,还影响能耗。





 工 况 简 介   

负载特性:

细纱机在纺制不同纱线时的负载是不一样的,且细纱机的锭子传动系统所占负载比重较大。

运行环境:

纺织行业飞花大,棉絮多,环境湿度大,电机安装空间小,散热效果差,电机需在高温高湿环境内持续运行。

起动特性

细纱机启动时是带着整个设备的传动系统启动,因此需要电机有良好的带载启动能力,要求启动快速平滑、制动快速线性,不可反转等。

动力配置:

传统细纱机采用双速电机,存在生产效率低、无功损耗较大、纺纱张力不稳定。常用动力配置为三相异步电机+变频器方案,采用皮带传动方式,传动效率低,电机能效低,高效区间窄,经常运行在低效区域,综合用电经济性差。

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  海川电气方案   


以细纱机的主驱动电机及皮带传动机构作为节能改造对象,取消原有皮带传动,改为直驱结构。提升传动效率。采用HCM5系列超高效助磁同步磁阻电机作为主驱动电机,具有能耗小,高效区间宽,体积小,可靠经济等特点。选择DT6系列驱动器作为电机驱动控制装置,控制性能好,穿墙式无风扇设计,可靠耐用。利用原有设备的通风装置散热,具有良好的散热效果,有效避免了因棉絮堵塞带来的过温炸机风险。


电机产品介绍

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HCM5系列是采用新型助磁同步磁阻电机技术设计制造的全封闭、自扇风冷超高效三相助磁同步磁阻电动机。能效符合国标一级能效要求(IEC标准:IE5),具有效率高,起动转矩大,噪声振动低等特点。电机内部不含稀土永磁材料,结构简单、稳定可靠。采用标准中小型异步电动机机壳,方便现场更换。是一种高效节能,节约稀土资源的高效电机驱动解决方案。可用于驱动各种通用机械设备,如风机、水泵、空压机、纺织机械等。满足各种工业自动化领域设备驱动需求


电压等级:AVC380V

功率范围:3-355kW

机座号:132-355

能效等级:IEC60034-30-2 IE5能效

转速范围:750/1000/1500/3000r/min


电机产品特点

  • 高能效:

    转子无损耗,效率高,高效区间宽,综合运行经济性好。

  • 高功率因数:

    永磁体辅助励磁,无功小,功率因数高。

  • 高可靠:

    铁氧体永磁材料励磁,无高温退磁风险。

  • 高经济性:

    电机无稀土永磁材料,高牌号硅钢片等昂贵原材料,驱动器采用传动变频器硬件架构,一种高性价比的IE5能效电机驱动解决方案,经济性好。


驱动器产品介绍

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HCD-DT6系列穿墙式驱动器是一款纺织专用高性能电流矢量变频驱动器,采用高性能的矢量控制技术,具有良好的动态特性、超强的过载能力、通讯总线功能等,组合功能丰富强大,性能稳定。采用特殊的穿墙式安装及无风扇设计,为产品提供坚固耐用的防护,可满足多棉絮、高粉尘、重污染、等恶劣环境的需求,适用于纺织行业的细纱机、粗纱机、以及其他高污染行业 如:机床、陶瓷、玻璃等。

输入电压:3PH 380V±10% 50/60Hz

功率范围:15-22kW

安装形式:穿墙式安装



驱动器产品特点




  • 穿墙式安装设计,提高防护能力,有效避免棉絮、油污、粉尘等对变频器的二次污染。

  • 无风扇自然风冷散热设计,利用设备的冷却系统,有效防止防止纤维及棉絮积累在散热片上,解决风扇失效及过热的问题

  • 全系列金属外壳,大尺寸散热片设计,可在50℃高温环境下长期可靠运行。

  • 瞬停不停功能,利用停车制动时的发电能量让变频器平稳减速,实现多电机同步比例停车,有效降低因断电和异常停车所造成的断纱风险。





应 用 案 例


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高密某纺织厂环锭细纱机改造

原方案:

双速异步电机+皮带传动

电机:FXD180L1-4/6  IE2能效;


改造方案:

驱动器+高效电机(直驱型式)

电机:HCM5-160L-18.5-1500-T4-FILS-B3

驱动:HCD-DT6-T4018GB




应 用 现 场

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应 用 效 果

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参 数 设 置

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