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引言：

對(duì)于染整行業(yè)來(lái)說(shuō)，電耗是其生產(chǎn)成本的主要部分，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)。染缸變頻節(jié)能改造也成為降低色紗能耗和成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的最有效途徑。因此，交流變頻調(diào)速裝置在染缸中的應(yīng)用對(duì)減少能源浪費(fèi)具有重要意義。

染色工藝中的主要損失：

染色過(guò)程是按照預(yù)定的周期動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行染色的過(guò)程，即內(nèi)流和外流的時(shí)間控制。其內(nèi)外流主要通過(guò)換向器換向?qū)崿F(xiàn)；紗線的流動(dòng)主要由主泵實(shí)現(xiàn)。

首先是硬件損耗。普通染缸主泵啟動(dòng)采用原Y-△降壓，啟動(dòng)扭矩和電流大，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)。

二是溢出損失。對(duì)于不同的紗線加工程序，每個(gè)程序所需的溫度、流速和壓力是不同的。對(duì)于主泵電機(jī)，染缸在染色過(guò)程中的負(fù)荷處于變化狀態(tài)。泵的流量是根據(jù)所需的最大流量設(shè)計(jì)的。原始主泵電機(jī)以恒定速度提供壓力流量。當(dāng)每個(gè)紗線泵所需的流量小于最大流量時(shí)，著色劑反而流過(guò)每磅紗線，從而在最短的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有著色，這部分能量就損失了。

第三是節(jié)流損失。當(dāng)水流過(guò)換向器的換向口時(shí)，會(huì)有一定的流量和壓力，會(huì)增加換向電磁閥的扭矩。同時(shí)，由于水長(zhǎng)期全速循環(huán)流動(dòng)，導(dǎo)致密封圈溫度過(guò)高，換向器噪音過(guò)高，機(jī)械壽命縮短。

第四是設(shè)計(jì)余量的損失。一般在設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮通用性，以最大容量為設(shè)計(jì)依據(jù)。因此染缸主泵電機(jī)設(shè)計(jì)容量遠(yuǎn)高于實(shí)際需要，存在“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，造成電能大量浪費(fèi)。

三科SKI600系列變頻器的節(jié)能原理及控制系統(tǒng)：

首先是調(diào)速節(jié)能。根據(jù)紗線染色的工藝要求，將原來(lái)的主缸注射管改為流量控制器，轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號(hào)后作為變頻器的頻率給定信號(hào)加到PLC模擬輸入端。PLC實(shí)時(shí)采樣，通過(guò)PID運(yùn)算進(jìn)行處理，使輸出到變頻器的頻率隨流量控制器的模擬信號(hào)線性變化。給定的磅數(shù)經(jīng)PLC計(jì)算后，所需的壓力和流量會(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。原位換向開(kāi)關(guān)安裝在換向電磁閥上，以確保換向電磁閥完全移動(dòng)到位。內(nèi)外電流換向時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)根據(jù)換向開(kāi)關(guān)的動(dòng)作自動(dòng)降低，換向完成后會(huì)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)的能量損失降到最低。

然后是降低了成本，操作方便。為了控制水位，原水位控制器和主缸的磁信號(hào)被模擬信號(hào)控制器代替。安裝人機(jī)界面，檢查主缸實(shí)時(shí)水位。避免了主缸無(wú)水運(yùn)行造成的事故。取消了料罐的水位控制器，采用原模擬信號(hào)控制器控制水位，降低了維護(hù)成本和生產(chǎn)成本。

其次是提高功率因數(shù)，節(jié)約能源。無(wú)功功率不僅增加了設(shè)備的線損和發(fā)熱，而且由于功率因數(shù)的降低，降低了電網(wǎng)的有功功率。可以看出，功率因數(shù)越大，有功功率越大。普通主泵的COSφ值在0.6-0.8之間，但使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器中濾波電容的補(bǔ)償作用，COSφ≈1，從而降低無(wú)功損耗，增加電網(wǎng)有功功率。

最后就是軟啟動(dòng)節(jié)能。由于原電機(jī)直接啟動(dòng)或Y/△，啟動(dòng)電流等于(3-7)倍額定電流，會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響，也增加了電網(wǎng)容量要求。啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和振動(dòng)對(duì)設(shè)備的使用壽命極為不利。使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能，會(huì)使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，加速時(shí)最大值會(huì)限制在變頻器設(shè)定的限流水平內(nèi)，一般不超過(guò)額定電流的1.2倍，從而減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)電網(wǎng)容量的要求，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。