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一、變頻器在染整行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)染整行業(yè)而言，電耗是其生產(chǎn)成本的主要組成部分，染缸是紗線染色的主要耗能設(shè)備之一；隨著變頻控制技術(shù)的發(fā)展，流量差壓變頻控制已廣泛應(yīng)用于染整行業(yè)。利用變頻技術(shù)對(duì)染缸進(jìn)行節(jié)能改造，也已經(jīng)成為染整行業(yè)降低染紗能耗，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的最有效途徑。所以在染缸中使用交流變頻調(diào)速裝置對(duì)減少能源浪費(fèi)具有重要意義。
二、染缸工藝中的主要損耗
染紗工藝它是按照預(yù)定的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，即內(nèi)流與外流的時(shí)間控制，形成染色工藝。其內(nèi)部流動(dòng)主要通過(guò)換向器實(shí)現(xiàn)，而紗線的流動(dòng)則主要通過(guò)主泵實(shí)現(xiàn)。
首先是硬件損耗。原Y-△降壓用于啟動(dòng)普通染缸的主泵，啟動(dòng)力矩大，電流大，加速了主泵的老化和換向器的加速磨損。提高了維護(hù)成本和能源浪費(fèi)。
其次是溢出損失。由于紗線的加工工藝不同，各工藝要求的溫度、流量、壓力也不一樣，對(duì)于主泵電機(jī)來(lái)說(shuō)，染缸在染色過(guò)程中的負(fù)荷是變化的。而且泵的流量是根據(jù)所需的最大流量來(lái)設(shè)計(jì)的，其最初的主泵電機(jī)以恒定速度提供壓力流。當(dāng)每根泵送紗線的流量小于最大流量時(shí)，著色劑就會(huì)流過(guò)每磅紗線，使紗線在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法著色，而這部分能量則白白耗損掉。
然后則是節(jié)流損失。當(dāng)水流通過(guò)換向器的換向口時(shí)，會(huì)有一定的流量和壓力，增加換向電磁閥的扭矩。同時(shí)，由于水的長(zhǎng)期全速循環(huán)流和換向器件之間的機(jī)械劇烈摩擦，密封圈溫度過(guò)高，換向器噪音過(guò)大，機(jī)械壽命縮短等不良現(xiàn)象。
最后就是設(shè)計(jì)余量的損耗。通常在設(shè)計(jì)中，一般會(huì)考慮到共用性，設(shè)計(jì)時(shí)以最大容量為基礎(chǔ)，因此染缸主泵電機(jī)設(shè)計(jì)的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。
三、流量壓差控制變頻器的節(jié)能原理及控制系統(tǒng)
第一調(diào)速節(jié)能。根據(jù)染紗的工藝要求,把原來(lái)的主缸注料管改成流量控制器經(jīng)轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號(hào)后加在PLC模擬輸入端作為變頻器的頻率給定信號(hào)，PLC對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣并通過(guò)PID運(yùn)算處理，使輸出給變頻器的頻率隨流量控制器的模擬信號(hào)成線形變化；在經(jīng)過(guò)給出的磅數(shù)大小通過(guò)PLC運(yùn)算后，需要壓力和流量大小會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而降低電機(jī)的輸出功率，在換向電磁閥處加裝換向到位開(kāi)關(guān)，已確保換向電磁閥完全動(dòng)作到位。內(nèi)外流換向時(shí)會(huì)根據(jù)換向開(kāi)關(guān)動(dòng)作自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，等換向完成后自動(dòng)加速到所需頻率，使電機(jī)和換向閥在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的能量損耗達(dá)到最小程度。
第二成本降低、操作方便。把主缸原有的水位控制器和磁石信號(hào)去掉改成模擬信號(hào)控制器以實(shí)現(xiàn)控制水位的高低。并加裝人機(jī)界面來(lái)查看主缸的實(shí)時(shí)水位。已免主缸無(wú)水運(yùn)行造成事故發(fā)生。去掉料缸水位控制器，用原有的模擬信號(hào)控制器實(shí)現(xiàn)水位高低控制，降低維修成本和生產(chǎn)成本。
第三提高功率因數(shù)節(jié)能。無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是因?yàn)楣β室驍?shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低?？芍?，當(dāng)功率因數(shù)越大，有功功率越大。普通主泵COSφ值在0.6-0.8之間，而使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)濾波電容的補(bǔ)償作用，使得COSφ≈1，從而減小了無(wú)功損耗，增大了電網(wǎng)的有功功率。
第四軟啟動(dòng)節(jié)能。因?yàn)樵瓉?lái)的電機(jī)直接啟動(dòng)或 Y/△，啟動(dòng)電流等于額定電流(3-7)倍，會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備和供電網(wǎng)造成嚴(yán)重的影響，還會(huì)增加對(duì)電網(wǎng)的容量要求。起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的大電流和振動(dòng)對(duì)設(shè)備壽命極為不利。采用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能，可將起動(dòng)電流從零開(kāi)始，將最大值限制在變頻器加速時(shí)設(shè)定的限流值范圍內(nèi)，一般不超過(guò)額定電流的1.2倍，從而減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的容量要求，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
