摘要: 倍捻機是紡織行業的常見設備，本文介紹了四方E550系列變頻器在浙江某大型紡織機械廠的高速倍捻機上的整套應用方案。四方E550系列變頻器卓越的控制性能很好地滿足倍捻機大工作頻率范圍、高速度精度等工藝要求。

   關鍵字： E550、變頻器、高速倍捻機、MODBUS

  引言

  倍捻機是一種加捻設備，加捻是把松散的纖維須條加以適量的捻度,使之成紗或者把紗、絲捻合成股線、纜繩，最終使紗線具有一定的物理機械性能和一定的外觀，如紗線的強度、彈性、伸長率、毛羽、光澤、手感等。加捻后成紗的結構、形態發生變化，能使織物獲得特殊的外觀效應，如縐效應。倍捻機可以實現一轉兩捻，加捻效率比傳統捻線設備成倍提高。

  一、 高速倍捻機工作原理 

  常見的倍捻機每個單元設計為8錠,前后兩面共16錠。每錠的工作原理如圖1 所示，當錠子電機帶動錠子轉動的同時，槽筒和捻絲筒在線速電機的帶動下也同步轉動，從而使紗線從供絲筒子進入張力管，穿過張力珠，被張力珠的彈性作用所壓緊，形成一個握持點，紗線退離空心錠子的中心孔，垂直進入錠盤，接著紗線由錠盤出口經儲紗區偏轉到達靜止導紗鉤，并形成氣圈，氣圈的高度由導絲鉤的位置確定，紗線經導紗鉤后，到達超喂羅拉，最后紗線經過導紗器交叉卷繞在筒子上。
 
              
                                      圖1 工藝原理圖

  二、四方E550高速倍捻機控制方案介紹

  本方案介紹的高速倍捻機為單錠設計，最高錠速達到15000r/min。每錠單獨由一臺高速異步電機控制,都能單獨控制啟停。超喂羅拉由一臺異步電機控制,稱其為超喂電機。捻絲筒子由一臺異步電機控制,稱為線速電機。在每一錠中，捻絲筒子在機器運行時可以通過機械裝置投入工作和分離工作。
 
                  
                                圖2 機械結構圖

  高速倍捻機線速電機、超喂電機、錠速電機轉速由下面的公式決定：
線速電機線速=錠速電機轉速*2/捻度=2π*線速輪半徑*線速電機轉速
超喂電機線速=線速電機線速*超喂量=2π*超喂輪半徑*超喂電機轉速

  高速倍捻機對轉速精度要求比較高，一般要求在不同的轉速時誤差±10r/min以內。通過高速接近開關作為速度反饋信號，接入E550變頻器的高速脈沖輸入端子，組成速度閉環的方式，轉速精度誤差±10r/min，完全滿足現場工藝要求。通過專用的速度修正系數，還可以對轉速進行手動微調，進一步提高轉速精度。
 
                 
                                            圖3 系統控制圖  

  如圖3所示，觸摸屏根據公式，通過宏指令，來給定錠速變頻器、線速變頻器、超喂變頻器頻率，以及變頻器的轉向。此外，E550變頻器可以選擇不返回數據的通信方式，進一步提高通信的速度，提高系統的運行效率。
 
                                     
                           圖4 變頻器配線圖

  主要變頻器參數設置：

① 錠速變頻器參數設定
 
          

② 超喂變頻器參數設定
 
           

③ 線速變頻器參數設定
 
            

  三、系統方案的特點

  1、節省成本，本方案采用接近開關信號作為速度反饋，搭配高速脈沖輸入接口組成實現速度閉環系統，節省了編碼器的成本；系統使用觸摸屏直接控制，變頻器集成了相關工藝參數，省去了PLC的環節，進一步降低成本。

   2、控制精度高，通過高速接近開關組成速度閉環控制，實測轉速誤差± 10r/min；

  3、安裝調試簡便，只需要簡單的配線即可組成整套系統；

  4、抗干擾能力強，全系列產品經過EMC測試，確保通信可靠性；采用不返回數據的MODBUS通信方式，類似與通信廣播的方式，進一步降低MODBUS通信的失敗率。

  四、 小結：

  本方案變頻器通過高速接近開關實現轉速閉環系統，解決了通用型變頻器無法實現高轉速精度的要求；采用通信不返回數據功能，實現了上位機與多臺變頻器的高速穩定通信。

  本方案已在浙江某大型紡織機械廠批量使用，由于方案性價比高，系統穩定可靠，使產品具有很強的競爭力，得到用戶的一致好評。