交流變頻調(diào)速在熱定型系統(tǒng)中的應(yīng)用＊

鞏德鑫，蔡 燕

（天津工業(yè)大學(xué)，天津 300380）

1 熱定型機

熱定型機是織物的生產(chǎn)制造過程中不可或缺的設(shè)備，其主要作用是在合適的溫度下對生產(chǎn)原材料進行熱處理，通過施加一定的張力來提高織網(wǎng)的拉伸度和其表面的平整性，達到聚酯網(wǎng)的尺寸定型。熱定型機的電氣控制一般由控制織物平穩(wěn)通過加熱區(qū)的主傳動部分、織物的加熱部分、施加縱向張力的拉伸部分、施加橫向張力的拉幅部分4個部分組成。熱定型機的正常運轉(zhuǎn)工作需要各個電機之間的相互協(xié)同配合，其機械結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 熱定型系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)圖

2 溫度控制系統(tǒng)

在溫度控制系統(tǒng)中，電加熱管、送風(fēng)機與鼓風(fēng)機配合使用，為熱風(fēng)箱在不同階段提供不同的溫度。由于溫度控制效果直接影響織物的最后定型效果，因此采用溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)器和電力調(diào)整器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)：溫度傳感器將實時檢測到的烘箱體內(nèi)的溫度發(fā)送給上位機，上位機將實際溫度與給定的定型溫度相對比，再將溫度的差值發(fā)送給溫度調(diào)節(jié)器，由其控制溫度變化，如圖2所示。

由于織物在不同溫度下所需的熱定型時間不同，且織物內(nèi)部應(yīng)力也會隨溫度改變而改變，所以為了保持織物所受張力不變，需要對織物的速度及拉力進行控制，由張力控制系統(tǒng)對織物的張力進行調(diào)節(jié)。

3 拉伸張力控制系統(tǒng)

熱定型機拉伸部分采用兩臺電機進行同步拉伸控制，前后拉伸架上都有一臺電機，控制拉伸架前后移動。圖3為拉伸部分示意圖。在拉伸的過程中，如果前后電機不同步，則前后移動支架就會發(fā)生較大的位移偏差，聚酯網(wǎng)的紋路被拉斜造成網(wǎng)面張力不均勻，導(dǎo)致聚酯網(wǎng)質(zhì)量下降，使用壽命縮短。為此必須對兩臺拉伸電機進行同步控制。在拉伸張力控制系統(tǒng)中，張力的大小是通過主動輥放卷線速度和拉伸輥收卷線速度之間的差值實現(xiàn)的。圖4為拉伸張力控制原理圖。

圖3 拉伸部分簡易示意圖

圖4 拉伸張力控制原理圖

圖5 拉幅部分結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)溫度和張力的耦合關(guān)系，確定該溫度下對應(yīng)的張力，將其與安裝在拉伸輥上的張力傳感器所測量的實際張力進行對比，再通過變頻器調(diào)節(jié)收卷線速度，直到實際張力與給定張力一致，之后確保收卷線速度和放卷線速度恒定且保持同步。但是，由于在收、放卷的過程中卷徑是在不斷變化的，所以為了使線速度保持恒定，電機的運行速度要隨之變化。根據(jù)計算得到不斷變化的卷徑，再根據(jù)卷徑計算出每一時刻的電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)拉伸恒張力的控制。

由于織物在拉伸過程中，橫向上織物寬度也會隨之發(fā)生相應(yīng)變化，因此還需要對織物進行拉幅控制。圖5所示為拉幅部分結(jié)構(gòu)圖，通過拉幅電機帶動針板移動來調(diào)整兩個拉幅架之間的張力。

4 結(jié)束語

本文重點介紹了變頻調(diào)速在張力系統(tǒng)中的應(yīng)用，多電機的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)實現(xiàn)了織物的嚴格定型。這對研制多電機同步控制系統(tǒng)，開發(fā)研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能的同步電氣控制系統(tǒng)，具有重要的理論意義和實際價值。