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·纺织电气·
永磁同步电动机在涤纶纺丝机变频调速中的应用
吕新
(济南正昊化纤新材料有限公司)
摘要本文讨论了纺丝工艺对电气传动的要求,变频调速方案的选择,介绍了永磁同步电动机开
环变频调速系统在涤纶纺丝机上的应用。
关键词变频调速开环控制同步电机
N = (1 - S) Ns (r/ min)
1 纺丝工艺及生产对电气传动的要求
式中
涤纶纺丝采用熔体法纺丝,即将干燥过的切片 S ———转差率,S = (Ns - N) / Ns × 100 % ,S 与负
由螺杆挤压机制成纺丝熔液,经过熔体过滤器过滤载有关。
后,纺丝熔体由计量泵计量并压入纺丝组件,由喷丝工业用永磁同步电机的结构与异步电机结构相
孔喷出的熔体细流经纺丝侧吹风窗冷却成形,纤维近,只是转子结构多了一套永磁体。工业用永磁同
冷却成形后,在进入纺丝甬道之前,进行集束上油, 步电机的功率都比较大,具有良好的控制性能,可通
最终形成丝束纤维。过频率的变化进行调速。
纺丝机是一个多电机、小功率的同步驱动系统。在变频调速控制上,同步电机开环控制的性能
对电气传动的要求可以概括为“四高”和“一少”。: 指标大多都达到了交流异步电机闭环控制的性能指
“四高”:即高同步性(一台纺丝机不同纺位的电标;而异步电机闭环调速的最大缺点是需要在电机
机转速要求横向转速一致,纵向比例同步) ;高精确轴上安装速度传感器,这样就降低了电动机整体结
性(转速稳定,精确度高达 0. 1 %~0. 01 %) ;高转构的坚固性与可靠性,而且其线路更加复杂,增加了
速要求(在没有升速齿轮箱条件下,电机转速高达故障环节。对长丝装置的纺丝机、牵伸机、卷绕机而
8000~ 9000 r/ min ,甚至 12000 r/ min) ; 高可靠性言,同步电机开环变频传动是一种简单、理想的选择
(至少保证一年安全连续运行 8000 h) 。“一少”:即方案。
少维修或免维修。因此,对于涤纶高速纺 PO Y 和超 2. 2 永磁同步电机( PM. SM) 开环控制的变频调
高速纺工艺来讲,转速高达 8000~12000 r/ min ,非速系统
变频调速莫属。采用高精度的变频调速器和永磁式系统控制框图如图 1 所示。
同步电动机的结合,无需采用闭环控制,就可以保证
电机转速精度达到 0. 1 %~0. 01 %水平。
2 永磁同步电机开环控制的变频调速系统
图 1 永磁同步电动机开环控制变频调速
2. 1 永磁同步电机的特点 VVVF —通用变频器 SM —同步电动机
交流同步电动机的转速始终等于 1 ,与电源频
率完全成正比的同步转速该系统控制电路简单,可靠性高。由于是同步
Ns = 60f/ p (r/ min) 电机,其机械特性曲线为一根平行横轴直线,绝对硬
式中 f ———电源频率; 特性。在开环控制情形下,同步电机的转速精度与
P ———极对数。变频器频率精度相一致。所以特别适合多电机同步
交流异步电机与同步电机的区别在于:转速与传动、静态转速精度要求甚高(0. 5 %~0. 01 %) 的化
电源频率不成正比,其转速始终比同步转速要低。纤纺丝机,是最理想最简单的首选方案。
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