稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用

稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用

成纖聚合物在溶劑中溶解成溶液，或?qū)⒊衫w聚合物切片在螺桿擠出機(jī)中加熱熔融成熔體，經(jīng)紡前準(zhǔn)備工序后入紡絲機(jī)，用紡絲泵（計(jì)量泵）將紡絲溶液或熔體定量、連續(xù)、均勻地從噴絲頭的細(xì)孔壓出，這種細(xì)流在水、凝固液或空氣中固化，生成初生纖維，此過程即纖維成形。在紡絲過程中，成纖聚合物要發(fā)生幾何形態(tài)和物理形態(tài)的變化，如聚合物的溶解或熔化，紡絲流體的流動(dòng)和形變，絲條固化過程中的膠凝、結(jié)晶、二次轉(zhuǎn)變和拉伸流動(dòng)中的大分子取向，以及過程中的擴(kuò)散、傳熱和傳質(zhì)等。紡制人造纖維（粘膠纖維、銅氨纖維）時(shí)，還發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。這些變化彼此影響，故改變紡絲條件，可在一定范圍內(nèi)改變所得纖維的物理機(jī)械性能。

一、化纖紡絲機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)的要求
         　　合成纖維產(chǎn)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)有很多紡絲位（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)于濕紡工藝的晴綸、維綸及人造纖維中的粘膠纖維，對(duì)電氣傳動(dòng)要求也類似?；w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"。
         　　"四高"：即高同步性（一臺(tái)絲機(jī)不同紡位的電機(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)0.1%～0.01%）；高轉(zhuǎn)速要求或甚高轉(zhuǎn)速（在沒有升速齒輪箱條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)8000～9000r/min，甚至12000r/min）；高可靠性（至少保證一年安全連續(xù)運(yùn)行8000h）。一少：即少維修或免維修，毋需看顧。
         二、化纖紡絲機(jī)變頻調(diào)速控制方案的選擇
         　　1、變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方案
         　　為了滿足紡絲機(jī)"四高一少"的要求，選擇控制方案。
         　　（1）異步電動(dòng)機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速VVVF+IM開環(huán)
         　　固然電路簡單、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。
         　?。?）異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變頻調(diào)速VVVF+IM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)開環(huán)變頻調(diào)速VVVF+SM開環(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)，無需采用閉環(huán)控制，就可保證電機(jī)轉(zhuǎn)速精度達(dá)到0.1%～0.01%。
         　　對(duì)于滌綸高速紡POY和超高速紡工藝來講，轉(zhuǎn)速8000～12000r/min，這樣高的電機(jī)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。