变频器在纺织行业设备改造中的应用.pdf

136第4 期专题与论述2023年8 月变频器在纺织行业设备改造中的应用王炯锡（甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃武威7 3 3 0 0 6)摘要：变频器作为一种重要的电气控制设备，在纺织行业的设备改造中应用越来越广泛。文章主要阐述变频器的工作原理和基本特点，探讨变频器在纺织行业设备改造中的具体应用，包括纺纱机、织布机、印染设备等。在纺纱机中，变频器的应用可以实现纱锭精度控制，提高纱锭质量；在织布机中，变频器的应用可以实现织机轴数控制、提高织机效率；在印染设备中，变频器的应用可以实现染缸转速控制、节能减排等。变频器的应用不仅可以提高设备的生产效率和产品质量，还可以降低能源消耗和减少环境污染，从而实现经济效益和环保效益的双重收益。关键词：变频器；纺织行业；设备改造Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2023.04.041中图分类号：TS103文献标识码：A文章编号：2 0 9 5-0 10 1(2 0 2 3)0 4-0 13 6-0 3随着社会的发展和科技的进步，纺织行业面临着新的发展机遇和挑战。为了适应市场的需求，提高生产效率和产品质量，纺织企业不断加大技术创新和设备更新的力度。首先，纺织行业设备老化严重。传统的纺织生产设备多为机械传动，使用寿命较短，需要定期维修或更换，造成生产成本的不断增加，已无法满足现代市场的需求，纺织企业必须进行设备更新和改造，提高生产效率和竞争力。其次，纺织行业的市场竞争日趋激烈。随着国内外市场的开放和自由贸易的逐步推进，纺织产品市场的竞争变得越来越激烈。为了满足消费者对产品品质和个性化的需求，纺织企业必须不断进行技术创新和设备改造，提高产品质量和生产效率。最后，随着社会对环境保护的要求越来越高，纺织企业也必须加强环保工作。传统的纺织生产设备能源消耗大、排放污染物较多，不符合现代环保要求。因此，纺织企业必须进行设备改造，采用更加环保、节能的生产设备。综上所述，纺织行业设备改造是纺织企业提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量、增强市场竞争力、实现可持续发展的重要手段。变频器作为一种重要的电气控制设备，在纺织行业设备改造中应用越来越广泛，对提高生产效率和节能减排起到了重要的作用。1研究目的和意义变频器是一种重要的电气控制设备，可以实现电机的启动、调速、节能等功能。在纺织行业设备改造中，收稿日期：2 0 2 3-0 3-16作者简介：王炯锡（19 8 8 一），男，甘肃古浪人，甘肃畜牧工程职业技术学院讲师，研究方向为电气工程及其自动化。变频器的应用具有重要的意义，主要体现在以下4 个方面。第一，提高生产效率和质量。传统的纺织生产设备使用寿命较短，无法满足现代市场对高效、高质的需求。而变频器的应用可以实现设备的精细控制，提高设备的生产效率和产品质量，从而增强企业的市场竞争力。第二，降低能源消耗。纺织行业是一个能源密集型产业，传统的纺织设备能源消耗大，影响企业的经济效益和环保形象。而变频器的应用可以实现电机的节能控制，降低设备的能源消耗，从而减少企业的生产成本和环境污染。第三，促进纺织行业转型升级。随着社会的发展和科技的进步，纺织行业逐渐向智能化、自动化方向转型。而变频器作为一种智能化电气控制设备，具有广阔的应用前景。其应用可以推动纺织行业的技术创新和转型升级，为企业提供新的发展机遇第四，促进产业协同发展。在纺织行业的产业链中，设备制造企业、电气控制企业、纺织企业等各方都可以从变频器应用中获得益处。因此，变频器的应用可以促进产业协同发展，为整个产业的发展注人新的动力。2变频器的工作原理和基本特点2.1变频器的基本概念和分类变频器是一种用于控制电机运行速度的电力调节设备，也称为变频调速器。其工作原理是通过改变电源电压、电流的频率和大小，控制电机的转速和扭矩。变频器可以实现电机的启动、调速、减速、制动等功能，广泛应用于工业、交通、电力等领域。按照工作原理分类，变频器可以分为以下几种类137第4 期专题与论述2023年8 月型。阻式变频器：通过改变电阻来改变电机电源电压，实现调速功能。电容式变频器：通过改变电容来改变电机电源电压，实现调速功能。晶闸管式变频器：通过控制晶闸管的导通时间和导通角度来改变电机电源电压，实现调速功能。PWM式变频器：通过对直流电进行脉宽调制，生成交流电，实现电机调速功能。按照应用领域分类，变频器可以分为通用型变频器与专用型变频器2 种。通用型变频器适用于一般的电机控制，具有通用性和灵活性。专用型变频器适用于特定的电机控制，如风机、水泵、压缩机、钢铁轧制等。2.2变频器的工作原理变频器通过改变电源电压、电流的频率和大小，控制电机的转速和扭矩。变频器具有以下工作原理。变频器的工作原理基于三相交流电源的电压和频率，将输人电源的交流电通过整流、滤波、逆变等处理，将其转换为可控的交流电，实现对电机的电压和频率的精准调节。通过控制变频器内部的运算程序，可以实现电机的启动、调速、制动等功能。变频器通过控制电机的转速和扭矩，实现电机的精细化控制。3变频器在纺织行业设备改造中的应用3.1纺纱机中的应用纺纱机是纺织行业中重要的设备之一，其工作效率和产品质量对纺织企业的发展至关重要。变频器在纺纱机中的应用可以实现对纺纱机电机的精细控制，提高生产效率和产品质量，具有以下5 个方面的优势：一是通过变频器的应用，可以实现对纺纱机电机的精细控制。变频器可以根据不同的生产需求，调整纺纱机的转速和扭矩，保证纺纱机的平稳运行，提高产品质量和生产效率。二是通过变频器的应用，可以精确控制纺纱机电机的转速和扭矩，降低电机的能源消耗,从而实现节能降耗的目的。三是通过变频器的应用，可以实现纺纱机的平稳运行，避免因电机转速不稳定而导致的纱线断头和结头问题，提高生产效率和产品质量。四是通过变频器的应用，可以实现对电机的精细控制，减少电机的负荷和损耗，延长纺纱机的使用寿命，降低设备维护成本。五是通过变频器的应用，可以实现纺纱机电机的软启动和精细控制，避免电机启动时对设备的冲击，保证纺纱机的安全运行。变频器在细纱机中的运行过程如图1所示。首先，在起始阶段，变频器输出低速指令。其次，低速指令撤销后，变频器按照预定参数进人到第1频率，并随着第1长度变化而增加运行速度。再次，进人到第2 段频率匀速运行。最后，根据各个段落纱长度设定依次增加而逐渐调整频率，从而充分满足各阶段小纱、中纱、大纱的工艺需求口。落纱频率第3 频率第2 频率第1频率第第第第落121314纱长长长长长度度度度度图1变频器在细纱机中运行示意图3.2印染设备中的应用印染设备是纺织行业中重要的生产设备之一，其工作效率和产品质量对纺织企业的发展具有至关重要的影响。变频器在印染设备中的应用可以实现对设备的精细控制，提高生产效率和产品质量，具有以下3个方面的优势：首先，通过变频器的应用，可以实现对印染设备电机的精细控制。变频器可以根据不同的生产需求，调整设备的转速和扭矩，保证设备的平稳运行，提高产品质量和生产效率。其次，印染设备的生产过程中，常常会出现印花偏差、染色不均等问题。通过变频器的应用，可以实现印染设备的平稳运行，避免因电机转速不稳定而导致的印花偏差、染色不均等问题，提高产品质量和生产效率3 。最后，通过变频器的应用，可以实现设备电机的软启动和精细控制，避免电机启动时对设备的冲击，保证印染设备的安全运行。4变频器在纺织行业设备改造中的经济效益和环保效益4.1经济效益随着市场竞争的加剧，企业越来越注重提高生产效率和降低成本，而变频器正是一种可以在设备改造中实现这一目标的重要工具。以下是变频器在纺织行业设备改造中的经济效益的具体分析。首先，变频器可以降低能耗成本，减少生产成本。在传统的纺织设备中，电动机往往以满负荷的方式运转，导致了能源浪费。而使用变频器可以实现电动机的高效运转，降低能耗成本。一般来说，使用变频器可以将电动机的能耗降低2 0%6 0%。对于大型的纺织企业来说，每年可节省数百万元的能源使用费用，从而降低生产成本，提高经济效益。其次，变频器可以延长设备寿命，减少维护成本。在传统的纺织设备中，电动机一般以138第4 期专题与论述2023年8 月满负荷的方式运转，容易出现过热、损坏等问题，从而导致设备的维护成本高。而使用变频器可以实现电动机的低负荷运转，减少了设备的过度损耗，延长了设备的寿命，从而减少了设备的维护成本4。再次，变频器可以提高生产效率，增加企业收益。在纺织行业中，较高的生产效率是企业赢得市场竞争的关键。使用变频器可以实现设备的智能化控制，提高生产效率。一方面，变频器可以根据实际需求调整设备运转速度，减少生产中的停机时间和能源浪费，提高了生产效率；另一方面，变频器可以实现设备的远程监控和控制，提高了设备的管理效率。这些措施的实施可以使纺织企业提高生产效率，降低生产成本，从而增加企业收益。4.2环保效益随着人们环境保护意识的不断提高，各行各业都在寻求更加环保的生产方式。在纺织行业中，变频器可以为设备改造带来重要的环保效益。变频器是一种可以调整电动机转速的电子设备，其在纺织设备的运行中可以发挥以下环保效益。首先，变频器可以降低能源消耗，减少对环境的污染。在纺织行业的生产过程中，大量的能源被用于电动机驱动各种设备的转动，如纺纱机、织机等。然而，这些设备的运行过程中并不需要一直保持相同的转速，有些环节需要较低的转速，而有些环节需要较高的转速。使用变频器可以根据实际需要调整电动机的转速，避免了设备运行时出现过多的能量浪费。从而降低了企业的用电成本，同时也减少了二氧化碳等有害气体的排放，减轻了环境负担。其次，变频器可以提高设备的效率和稳定性，减少污染物排放。在传统的设备中，电动机一般都采用启动之后立即达到额定转速的方式。然而，在设备运行的实际过程中，往往需要进行一些特殊的操作，如调整纱线张力、卷绕速度等。如果采用传统的方式进行调整，则会造成设备运行时的不稳定，甚至出现停机现象。使用变频器可以使电动机从低速起动，逐步加速到设定的转速，保证了设备运行的稳定性和效率。同时，减少了设备的停机时间和维护频率，从而减少了废气、废水等有害物质排放。5展望未来变频器在纺织行业设备改造中的应用随着科技的不断发展和人们环境保护意识的不断提高，未来变频器在纺织行业设备改造中将会有更广泛的应用。首先，未来变频器将更加智能化。随着物联网技术和人工智能技术的发展，未来变频器将更加智能化。变频器可以通过无线传感器和云端数据分析系统实现对设备的实时监控和数据分析，从而实现更加精确的控制。未来的变频器将会具有更加智能化的特点，能够根据实际需求自动调整设备的运行状态，实现设备的最优化控制。其次，未来变频器将更加环保。环保是未来社会的重要发展方向，而变频器作为一种重要的节能设备，将会在纺织行业设备改造中发挥更加重要的作用。未来的变频器将会更加节能、更加环保，可以实现设备的能量回收和利用，减少能源的浪费，降低企业的能耗成本，同时也减少了对环境的污染。最后,未来的变频器将会更加小巧、便携,成本更加低廉，可以适用于不同规模的纺织企业，帮助这些企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量。6结语未来纺织行业将会更加注重差异化和个性化的需求，而变频器作为一种重要的设备控制装置，在设备中的运用将会更加灵活和多样化。随着现代信息技术赋能，变频器也会具有更多的功能和性能，可以满足不同企业的不同需求，可以实现不同模式的控制和操作，帮助纺织行业设备发挥出更大作用，促进纺织行业可持续发展。参考文献1曲鹏玺.基于PLC、变频器自动控制的水处理设备改造与实现).科学技术创新,2 0 2 0(2 8):3 0-3 3.2乐峰.变频器在细纱机上的应用.纺织器材，2011,38(S1):26-28.3盛振杰.变频器在纺织行业设备改造中的应用J.黑龙江纺织,2 0 0 2(4):3 7-3 8,3 6.4青惠年.变频器在纺织设备的应用浅析.轻纺工业与技术,2 0 13,4 2(5):1-4.5甘煊.变频器在纺织行业中的应用.电气时代,2000(1):29.