及稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速在化纖紡絲機(jī)上的應(yīng)用。

　　一、化纖紡絲機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)的要求合成纖維工業(yè)諸如滌綸、錦綸、丙綸等都是采用熔體法紡絲。一臺(tái)紡絲機(jī)有許多紡絲位（12部位、24部位更多部位）同一個(gè)功能的不同紡位的電動(dòng)機(jī)幾十臺(tái)，同一紡位不同功能的電動(dòng)機(jī)幾臺(tái)，它們對(duì)電氣傳動(dòng)的要求非常嚴(yán)格，對(duì)于濕紡工藝的腈綸、維綸及人造纖維中的粘膠纖維對(duì)電氣傳動(dòng)要求也類(lèi)似化纖紡絲機(jī)是一個(gè)多電機(jī)、小功率的同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（含比例同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）它對(duì)電氣傳動(dòng)的要求可以概括為：四高“和‘一少”。

　　的電機(jī)轉(zhuǎn)速要求橫向轉(zhuǎn)速一致，縱向比例同步）高精確性（轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，精確度高達(dá)01%）高轉(zhuǎn)速要求甚至更高轉(zhuǎn)速（在沒(méi)有升速齒輪箱條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)8000-9000rmin，甚至12000/min）；高可靠性（至少保證一年安全連續(xù)運(yùn)行8000h）二、化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速控制方案的選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方案選擇控制方案時(shí)，應(yīng)滿足紡絲機(jī)“四高一少‘的要求。

　　異步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速VVVF+IM開(kāi)環(huán)雖然電路簡(jiǎn)單、可靠性大，但是轉(zhuǎn)速精度難以達(dá)到0.5%~0.01%，所以一般不會(huì)選用。

　　閉環(huán)該控制方案每個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)雖可達(dá)0. 5%~0.01%指標(biāo)但是幾十個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整到相同的轉(zhuǎn)速精度十分艱難麻煩。另外，每個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)都有速度傳感器故障率會(huì)高些，可靠性這個(gè)指標(biāo)不能滿足，故此方案也不宜被采用。

　　永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)變頻調(diào)速WVF+SM開(kāi)環(huán)由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速精度僅決定供電頻率精度與負(fù)荷變化無(wú)關(guān)。為此通常采用高精度的變頻調(diào)速器和永磁同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)，無(wú)需采用閉環(huán)控制就可保證電機(jī)轉(zhuǎn)速精度達(dá)到對(duì)于滌綸高速紡POY和超高速紡工藝來(lái)講，電機(jī)轉(zhuǎn)速8000-120C0i/min這樣高的速度也是非變頻調(diào)速莫屬。為了保證纖維的纖度均勻，采用了高精度的變頻調(diào)速器和永磁式同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)合無(wú)需采用閉環(huán)控制就可以保證電機(jī)轉(zhuǎn)速精度達(dá)到0.1%-0.01%水平。

　　變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路方案化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的狀況，大致可分為以下三個(gè)階段：大變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)由一臺(tái)大功率變頻器U來(lái)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)MS如所示。電動(dòng)機(jī)可逐臺(tái)起動(dòng)或分組起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、控制方便不需加任何措施，可保證多電機(jī)同步運(yùn)行。缺點(diǎn)：變頻器容量必須選用很大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)短路故障有可能引起變頻器跳閘造成停產(chǎn)。

　　紡織電氣多臺(tái)小變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)小變頻器驅(qū)動(dòng)每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)均由一臺(tái)小變頻器驅(qū)動(dòng)，一一對(duì)應(yīng)如所示。對(duì)比大變頻器驅(qū)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：：一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)變頻器容量基本上與電動(dòng)機(jī)相同b.某臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)變頻器停止工作，不會(huì)影響整臺(tái)紡絲機(jī)的正常運(yùn)車(chē)專(zhuān)。但也存在問(wèn)題：a.總設(shè)定、總起動(dòng)調(diào)節(jié)需另加環(huán)節(jié)；b.n臺(tái)變頻器輸出頻率會(huì)有離散性，存在一定的誤差，為達(dá)到轉(zhuǎn)速同步，需加串行通信接口。

　　公用直流電源多臺(tái)小逆變器驅(qū)動(dòng)所示采用公用直流小逆變器驅(qū)動(dòng)，除了保持小變頻器驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)外，還具有下列優(yōu)點(diǎn)：：可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)狀態(tài)和再生制動(dòng)狀態(tài)的能量自動(dòng)補(bǔ)償。如紡絲牽伸聯(lián)合機(jī)、腈綸預(yù)牽伸再牽伸機(jī)及滌綸短絲后處理的七輥牽伸機(jī)等為保持一定的牽伸張力，被拖電機(jī)必須處于制動(dòng)狀態(tài)。公用直流母排連在一起被拖電機(jī)變成發(fā)電機(jī)經(jīng)續(xù)流二極管整流成直流回饋到直流母線，電機(jī)不但無(wú)須從電網(wǎng)吸收能量還可將能量供給其它逆變器，既有利于直流母線電壓穩(wěn)定，又起到節(jié)能之目的。b.可以協(xié)調(diào)整條生產(chǎn)線各臺(tái)電動(dòng)機(jī)停車(chē)。某臺(tái)電機(jī)停得慢時(shí)，它將變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，使其停車(chē)加快；反之某臺(tái)電機(jī)停得快，直流母排繼續(xù)對(duì)它供電，使其停車(chē)慢些，比較終各臺(tái)電動(dòng)機(jī)基本上一起停下來(lái)。c可以防止瞬時(shí)停電帶來(lái)的停役故障變頻器有一個(gè)致命弱點(diǎn)，即抗電網(wǎng)瞬時(shí)停電能力差。一般幾個(gè)周波掉電（大于或等于30~ 50ms）可足以使變頻器停役，以致生產(chǎn)損失巨大，特別是紡絲計(jì)量泵部分。如果有兩個(gè)獨(dú)立交流電源，分別經(jīng)整流器送至公用直流母排（需二極管隔離），一旦失掉一路交流電源，仍有另一路交流電源直持不會(huì)停車(chē)。d.重要設(shè)備電動(dòng)機(jī)可設(shè)置“輔助運(yùn)行逆變器”切換回路，見(jiàn)。

　　輔助運(yùn)行逆變器切換回路化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速歸納如下：采用高精度的變頻器；采用稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)采用開(kāi)環(huán)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)；趨向采用公用直流電源多臺(tái)小逆變頻器方案。

　　三、稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速在化纖紡絲機(jī)上的應(yīng)用滌綸長(zhǎng)絲紡絲卷繞機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)長(zhǎng)紡絲卷繞機(jī)電氣傳動(dòng)見(jiàn)?臺(tái)紡絲機(jī)有48個(gè)紡絲位它對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有以下要求滌綸長(zhǎng)絲紡絲卷繞機(jī)電氣傳動(dòng)同步和比例同步運(yùn)轉(zhuǎn)為了保持纖維的纖度一致要求紡絲位不同而功能相同的電動(dòng)機(jī)必須保持絕對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)同一紡位而功能不同的電動(dòng)機(jī)之間必須保持比例協(xié)調(diào)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證牽伸倍數(shù)一致。為也此48只計(jì)量泵電動(dòng)機(jī)由一臺(tái)變頻器U1供電同理所有導(dǎo)絲輥、摩擦輥、橫動(dòng)輥都分別由U2U3U4U5供電。變頻器均選高精度、數(shù)字設(shè)定。

　　化纖紡絲機(jī)為了達(dá)到高速度和高精度多電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)幾乎都采用小型同步電動(dòng)機(jī)其中永磁式同步電動(dòng)機(jī)居多，反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)少數(shù)（起動(dòng)電流大，失步力矩小）。目前浙江中源電氣有限公司制造的永磁同步電機(jī)己在45kW以下，而且價(jià)格僅為進(jìn)口同類(lèi)電機(jī)的1/3左右。

　　由于采用永磁同步電動(dòng)機(jī)可使用開(kāi)環(huán)控制變頻調(diào)速TYBZ稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)具有更優(yōu)的電氣性能和節(jié)能效益。

　　腈綸濕法紡絲機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)紡絲部分是按紡位縱向排列的多組抽絲裝置，其生產(chǎn)工藝對(duì)電氣傳動(dòng)有嚴(yán)格的要求每組抽絲裝置由一套紡絲設(shè)備和一套計(jì)量泵設(shè)備所組成，均要求精確的連續(xù)的速度控制其調(diào)速范圍為3：1-7.75：1，轉(zhuǎn)速精度為0 5%.全線多組抽絲裝置的紡絲機(jī)與計(jì)量泵之間需要保持嚴(yán)格地比例同步聯(lián)動(dòng)運(yùn)行精度亦為05%.我國(guó)大慶石化腈綸廠、上海金山石化腈綸廠、安慶石化腈綸廠都引進(jìn)了腈綸紡絲設(shè)備，都采用變頻調(diào)速同步電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。安慶采用比較先進(jìn)的公用直流電源多臺(tái)小逆變器方案（所示）。1996年開(kāi)始金山石化和安慶石化的技改項(xiàng)目中己開(kāi)始采用浙江中源電氣有限公司的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)并逐漸替代進(jìn)口腈綸紡絲機(jī)共用直流電源變頻調(diào)速系統(tǒng)（計(jì)量泵部分）中一條腈綸紡絲線有相同的六個(gè)紡絲單元每個(gè)紡絲單元有5臺(tái)計(jì)量泵同步電動(dòng)機(jī)，由逆變器供電所以6個(gè)單元逆變器共用一臺(tái)整流器。六臺(tái)紡絲輥電機(jī)則分別由另一組整流器的二臺(tái)逆變器供電。