变频调速技术在细纱机上的应用

变频器作为一项成熟的高新技术在细纱机上的应用日趋加快。现有的国内外细纱机均已配备或可配备变频调速装置，其主要优势在于能够根据一落纱的大、中、小纱张力变化规律实现自动无级变速，优化纺纱条件，以尽可能地保持纺纱各阶段的张力稳定，对进一步降低断头，减少毛羽，实现优质高产，降低能耗和减轻值车工劳动强度都将起到积极作用。此外，变频调速有利于加强纺织厂机电一体化和计算机**应用，实现在线检测、显示和控制，提高工艺过程的控制精度，保证质量，实现现代企业计算机网络管理。

1 变频调速的调整方式

细纱机利用变频器调节锭子速度快慢，无论是进口机型或国产机型通常有两种形式。一种较常见的是定长制方式，即按不同纺纱号数所纺的满纱总长划分为十点，设定长度区间，每个区间根据实际生产中的断头情况来设置相应的锭子速度，达到减少断头的目的。该方式设置较为精细，但在更改品种时则需全部重新设置，工艺调整不简便。另一种则是定位制方式，即根据实际纺纱中钢领板级升在大、中、小纱几个主要位置段设置相应速度来减少断头，从更换品种上讲，调整方便，也较直观。本文介绍的细纱变频装置即为定位制形式。

2 纺纱张力变化特点

锭子在恒速运转时，一落纱的断头分布是小纱最多，大纱次之，中纱最少。细纱卷绕高速回转形成气圈，气圈在不同纺纱阶段的波动影响纺纱张力的大小，是造成断头多少的直接因素。弄清一落纱中气圈张力的变化特点对控制纺纱张力平稳变化，减少断头十分关键。

（1）纺纱张力与锭子速度的关系：纺纱张力与锭子速度呈抛物线关系，即当锭速增大时，纺纱张力随着增大，且锭子速度愈高，纺纱张力增加幅度更大。

（2）一落纱中纺纱张力的变化：在始纺空管时纺纱张力最大，是因为气圈最长而卷绕直径偏小。随着钢领板上升，气圈张力趋小，但在管底成形完成前后出现气圈凸形最大，张力最不稳定，造成钢丝圈运动也不稳定。管底成形完成之后，卷绕直径的变化对纱条张力影响起着主要作用，钢领板位置在上升（小直径处）时纺纱张力大，气圈凸形小。钢领板位置在底部（大直径处）时纺纱张力小，气圈凸形大。中纱阶段是纺纱张力和气圈形状最稳定阶段。大纱满纱前气圈凸形较平直，但高度过小时纺纱张力有急剧回升现象，且失去对张力的调节作用，张力不稳定。纱线卷绕每次作短动程升降，且上升慢，下降快。经用张力仪测定，在钢领板由上转向下的瞬间，张力峰值出现突变，这时气圈形态变化也较大，易引起断头及捻度传递不匀。

3 调速与纺纱张力的匹配

根据一落纱中纺纱张力的变化规律，通过调整锭速来对之进行控制。变速位置主要控制三个方面：一是大纱、小纱卷绕小直径时采用较低的锭速；中纱卷绕大直径，张力小，可采用较高的锭速；二是对钢领上升及下降中张力突变部位可进行相应变速；小纱上升时纺纱张力渐小，锭速可适时增快，下降时张力渐大，可减慢锭速；三是空筒管开车生头时，张力波动大，采用适宜接头的低速运行。

本系统生头速度选择为工艺速度的84％，如过低反而造成接头困难。管纱成形全过程中降低锭速最好不要超过工艺速度的10％，因锭速过低会影响管纱成形，从而造成退绕不良。如降速幅度较大时，也要适当加重钢丝圈，对平衡全过程纺纱张力、改善成形与减少毛羽均有利。

本系统变频调速是通过改变预设频率数值来改变锭子速度。由于频率变化与锭速基本呈线性关系（扣除锭带滑溜率等因素），频率数值增减百分比即视作锭速变化百分比。频率变化基准值为50 Hz。变频装置上有显示窗口及数据输入平台，按不同纺纱段变速要求，依据图1中对应的频率比乘以频率基准值，按顺序（即对应纺纱时间或纺纱位置）输入频率实际值即可。纺纱整个过程每一对应位置的频率及频率变化的速率均可显示，一目了然。大纱、中纱、小纱及钢领板上下位置的转换是通过传感器输入的信号经PLC计算、比较后完成的。