緊密紡（又稱集聚紡）紗主要是針對傳統環錠紡紗易產生紗線毛羽和飛花等而提出，緊密紡可以減少紗線毛羽和飛花，提高紗線強力和改善紗線結構，大多緊密紡是利用負壓氣流將纖維收縮、聚合、使須條邊緣快速向須條中心聚集以減少紡紗三角區，緊密紡細紗機和一般環錠細紗機從電氣控制系統來看，沒有什么不同，它也可在環錠細紗機上配上緊密紡裝置，即成緊密紡機，當然緊密紡裝置可有不同的結構方式，在細紗機上的安裝位置也各有不同。

因而緊密紡細紗機和一般環錠細紡紗機的結構也有不同形式，緊密紡細紗機的主要紡紗參數與環錠細紗機基本相同。例如，錠數最多可達1008錠，錠速最高為25000r/min，本文介紹我國目前緊密紡細紗機的一種變頻調速控制系統的結構原理。

01

負載特性與變頻器的選型

紡紗錠子直徑隨紗線的卷繞而逐步增大，生產過程中，工藝要求紗線張力不變，因而由于錠子直徑的增大，紗線張力力矩應比例增大，但因紗線張力較小，該力矩也較小，經實測約為總力矩的5%左右，因此，紡紗錠子可視為恒轉矩負載，其機械特性如下圖曲線1，錠子傳動采用交流異步電動機，宜選用矢量控制變頻器如FR500系列。 前羅拉、中（后）羅拉阻轉矩主要是機械摩擦力矩，屬恒轉矩負載，機載特性如圖1中曲線1。前羅拉、中（后）羅拉傳動電動機為交流異步電動機，配以矢量控制變頻器，或者采用伺服電動機傳動.鋼領板作上、下往復運動，其阻力矩為往復變化，類似起重機負載，采用交流異步電動機傳動，配以直接矩控制變頻器，或者采用伺服電動機傳動。吸風風機的負載轉矩ml與轉速n的二次方成正比，即轉速升高時阻轉矩快速增大，屬二次方律負載，二次方律負載的阻轉矩和功率分別為:
阻轉矩ml=kt·n2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）
功率p=ml·n/9550=kt·n3/9550? ?（2）
即吸風機的功率與轉速n的3次方成正比，二次方律負載的阻轉矩特性如圖1的曲線3。吸風風機宜選用風機專用變頻器或v/f控制通用變頻器如G7系列。

02

紡紗曲線

為提高紡紗速度，減少斷(紗)頭率，保證紡紗質量，緊密紡細紗機錠子速度采用分段變速，或按設定的紡紗曲線變速，例如一落紗的變速過程為:起動→分段升速→穩速運行→分段降速→停止落紗。一落紗分為8～10段速度運行，升速4～6段，降速為3～5段，如圖2所示，這樣有利于提高紡紗速度，減少斷紗（頭）率，改善細紗質量。

圖2 細紗機多段調速曲線 錠子也可按預先設定的紡紗曲線連續調速，即將該紡紗曲線存入plc，plc與變頻器采用rs-485串行通信，控制變頻器輸出頻率按設定曲線變化，錠子電動機速度也按此曲線變化。

03

控制系統

全機均為plc可編程控制器控制，并配有觸摸屏對全機的起動、停止等進行操作，同時監控全機的運行狀況?？刂葡到y原理框圖如圖3所示。

圖3 緊密紡紗機控制系統原理框圖

? plc—可編程控制器，控制全機的運轉； tp—觸摸屏與plc配合，監控全機的運轉； v1,v2—分別為錠子變頻器、風機變頻器； sc1,sc2,sc3—分別為前羅拉、中后羅拉、鋼領板伺服控制器 s1,s2,s3—分別為錠子、前羅拉、中后羅拉速度傳感器； s4—鋼領板行程傳感器，用于確定鋼領板在開車、滿管、落紗時的位置; k—線圈（包括接觸器線圈和電磁鐵線圈） ? 錠子、前羅拉、中后羅拉速度分別由s1,s2,s2傳感器檢測，并送plc進行數值運算和處理后，得出牽伸倍數，捻度等紡紗參數，并按設定的紡紗曲線調整錠子、前羅拉、中后羅拉運轉速度和鋼領板升降速，并在觸摸屏上顯示各單元速度，其邏輯控制功能主要有全機滿管自停、鋼領板升、降控制、風機開停等。 plc輸出摸擬信號0-10v（或4-20ma）作為變頻器和伺服控制器的速度給定電壓信號。

另外，通過rs-485串口與觸摸屏進行通信。觸摸屏用以預先設置多組紡紗品種工藝參數（前羅拉、中后羅拉和錠子速度、紗線捻度、牽伸倍數、細紗號數和班產等）， 紡紗曲線，并對上述參數進行顯示和修改等。 緊密紡細紗機電氣控制系統有不同形式，例如，有的機型前羅拉、中（后）羅拉和鋼領板均采用交流伺服電動機傳動，有的機型前羅拉、中（后）羅拉則采用交流異步電動機傳動變頻調速。全機也采用plc控制，觸摸屏或文本操作面板設置、顯示工藝參數。緊密紡裝置的傳動方式有被動的，也有主動傳動的不同方式，雖然如此，但整機的控制原理，控制模式基本相同。

審核編輯：黃飛

?