變頻器在針織業(yè)的應用
在針織布生產工藝設備中，供熱供氣，漂染，后整理三大系統(tǒng)均是應用變頻調速技術的重要領域。 
    1、在供熱供氣系統(tǒng)上的應用
    針織布在印染和后整理工藝中都離不開熱能和壓縮空氣。熱能主要有蒸汽熱能和導熱油作介質的熱能兩種。蒸汽熱能供應印染工藝設備如漂染工藝的高溫高壓染色機、常溫染色機、拉缸等。導熱油作介質的熱能供應烘干設備，如后整理工藝的印花機、烘干機、樹脂定型機等設備。
    蒸汽供熱鍋爐在燃油價格較高的情況下，大多數(shù)采用燃煤鍋爐。燃煤鍋爐中的引風機、鼓風機，以往調節(jié)風量都用風門來調節(jié)，采用變頻調速技術后，可以通過調節(jié)電機的轉速達到調節(jié)風機風量的目的。同樣對鍋爐的給水泵，利用變頻器調節(jié)給水泵的流量達到恒水位連續(xù)供水。以15噸燃煤鏈條鍋爐為例，引風機90KW，變頻器的運行頻率在40Hz左右；鼓風機45KW，變頻器運行頻率在45-55Hz左右；給水泵30KW，變頻器的運行頻率在40Hz左右。鍋爐的供氣壓力可以穩(wěn)定在1MPa左右。這樣就能保證染色機所需的0.5-0.7Mpa壓力的蒸汽熱能，日染40-50t針織布生產的需要。
    以導熱油作介質供熱的燃煤鍋爐（又叫有機熱載體爐），對導熱油循環(huán)泵采用變頻調速技術，通過調節(jié)循環(huán)泵的轉速來調節(jié)導熱油的供油壓力。同樣對鼓引風機也可裝上變頻器，控制風量，把導熱油的供熱溫度控制在設定范圍之內。以400萬大卡有機熱載體爐為例，循環(huán)泵電機功率75kW，變頻器運行頻率40～50Hz；引風機功率30kW，運行頻率30Hz左右；鼓風機功率15kW，運行頻率45～50Hz：導熱油工作溫度250℃一260℃，工作壓力0．4MPa，可以供應4～5部樹脂定型機或印花機，烘干機所需的熱能。
    織布機，染色機，定型機都要求有一定壓力的壓縮空氣來推動汽缸或閥門工作。通常采用集中供氣的方式，根據生產需要，用氣量的大小，開—臺或兩臺壓縮機。過去在開—臺壓縮機不夠氣用，開兩臺又有多時，壓縮空氣有相當—部分要經**閥放掉，浪費很大。采用變頻調速技術之后，利用變頻器內置的P1D功能，在總供氣口裝上壓力變送器，能很好地解決這個問題。在夠氣壓時，變頻器自動調低頻率驅動電機運轉，一旦供氣不足，低于設定壓力，變頻器自動上升頻率驅動電機運轉，從而保證供氣壓力不變，其原理見圖1（以國產佳靈變頻器為例）。
    2、在漂染系統(tǒng)上的應用
    染色工藝是客戶對針織布產品質量要求較高的關鍵工藝，其產品質量的奸壞直接關系到企業(yè)的聲譽。染色機自動化程度的高低，對控制產品質量有很大關系。20世紀80年代的染色機，對染液的溫度用簡單的溫控器控制，染液噴嘴壓力用手動閥門來調節(jié)，導布棍的轉速用滑差調速電機或用機械式無級凋速器凋速，這種控制方式，不節(jié)能，機械磨損嚴重，產品質量不穩(wěn)定。日前國產染色機，特別是高溫高壓染色機，采用PLC（PC）可編程控制，配置變頻器，利用可編程控制器控制染液按設定的速率升溫，降溫，保溫。還可以對導布棍，循環(huán)泵的轉速實現(xiàn)定時，定速控制，控制原理方框圖。
    如一臺AMSA632型高溫高壓染色機，用PLC可編程控制器，再利用變頻器內置的多段速輸入端子（X1—X4），可以使得染色機的循環(huán)泵和導布棍電機的運行頻率自動的設置在進布時20Hz升溫，保溫時30Hz，降溫時35Hz，溢洗時50Hz，等不同的頻段上運行。對工藝上消除色花、色差等質量問題能達到很好的控制效果。
    3、在后整理系統(tǒng)上的應用
    后整理是針織布的*后一套工序，對工藝質量要求嚴格，需要自動化程度較高的控制手段。后整理工藝設備有開幅機和樹脂定型機等設備，一般定型機長度都在40m以卜，烘箱工作溫度在200℃左右。是除印花機外，控制技術較為復雜的設備。過去此類設備人部分用直流電機控制主傳動，縮碼裝置作同步運轉；用二速或三速電機、控制烘箱的循環(huán)風機；效果并不理想。目前國外和臺灣產的定性機，大多采用數(shù)字式同步控制器帶變頻控制異步電機作同步運轉，使得針織布在定型機上勻速通過幾十米長的烘箱，對控制布的克重，厚薄均勻、條花、色差等質量問題，基本能達到要求。如臺灣產的皇吉公司定型機，用一臺速度控制器同時控制6臺以上變頻器帶動循環(huán)風機運轉，電機的運行頻率可在30～60Hz范圍內凋節(jié)。用DSC—316D型數(shù)字式同步控制器配變頻器可以同時控制主傳動、縮碼裝置、起布、擺布等多臺異步電機作同步運行。
    這種DSC一316D同步控制器具有綜合各種類比信號進行數(shù)字化處理的系統(tǒng)功能，可作單機定速，也可作多機串并聯(lián)使用。此裝置采用閉環(huán)控制模式，以電機上的編碼器（PG），作為速度反饋信號；這樣可以解決因溫度等其他外界因素變化而產生的速度誤差，提高同步系統(tǒng)的控制精度，因而此類同步控制是目前針織布定型機采用變頻調速技術、整機自動化程度*高的機型之—。
    4、應用效果
    筆者所在單位原有設備由兩臺500kVA、1臺240kVA變壓器供電，負荷率達70％左右。由于使用30kW以上電機較多，特別是鍋爐房的引風機，功率達90kW，工頻啟動時，經常造成供電房開關跳閘；加上工頻啟動時，對設備的機械，電器裝置瞬時沖擊力大，磨損嚴重，故障多，維修率高，工人的勞動強度大；對企業(yè)的產品質量和產量造成很大影響。針對這種情況，從1998年開始，推廣使用變頻調速技術，四年間，共安裝變頻器107臺，合計功率1736kW，價值100多萬元。在引進新設備時，選用自動化程度較高，速變頻調速的配套設備。到目前為止，企業(yè)擁有變頻器140多臺，合計功率2100kW。四年的實踐證明，推廣使用變頻調速技術確實給企業(yè)收到良好的效果。
    1）節(jié)能省電。安裝變頻器后，設備的平均節(jié)電率在20％以上。特別是在風機、水泵、空氣壓縮機等地方使用變頻調速技術后，收到了很好的節(jié)電效果，初步測算，每年為企業(yè)節(jié)電在54萬kwh以上。具體表現(xiàn)如附表。
    2）變頻器節(jié)電的直接效應是使企業(yè)的用電電流下降，變壓器負載減輕。為企業(yè)的發(fā)展，增加新設備打了基礎。四年來，在不增加變壓器容量的情況下共新增設備24臺套，合計電機功率740kW。
    3）變頻器又是一種軟啟動裝置，它的啟動電流很小。大功率電機裝上變頻器后，再也未發(fā)生過因設備啟動過電流掉閘現(xiàn)象。
    4）變頻器對缺相，過電壓，過電流等電機的故障都能得到很好的保護，并能在變頻器顯示出來，使維修人員能及時排除故障，不影響生產。
    5）變頻調速技術的應用，促使生產自動化程度的提高，管理操作維修人員只有很好的熟悉和掌握它的性能，才能發(fā)揮它應用的作用，相應地促進了企業(yè)職工的技術水平和人員素質的提高。
    總之，隨著變頻調速技術的日益成熟及變頻器成本的下降，該技術在針織行業(yè)的應用將越來越廣泛。有理由相信，變頻凋速技術在節(jié)能和經控制方面將會發(fā)揮更大的效能，必將給針織行業(yè)帶來更高的經濟效益。