李方園  寧波捷創技術有限公司

　　1　前言

　　短纖維產品如滌綸中空纖維
、三葉纖維、七孔中空纖維

、十孔中空纖維本
、以及各類阻燃纖維、抗菌纖維、加矽纖維（PP棉）等，它具有手感好
、彈性、蓬鬆度高的特點
，產品適用於生產噴膠棉、無紡布、針刺布、服裝、玩具

、枕芯填充料、踏花被、人ren造zao毛mao皮pi等deng等deng。由you於yu該gai產chan品pin暢chang銷xiao國guo內nei國guo際ji市shi場chang，很hen多duo企qi業ye都dou在zai對dui老lao線xian進jin行xing技ji術shu改gai造zao或huo是shi引yin進jin新xin的de生sheng產chan設she備bei。本ben文wen就jiu是shi針zhen對dui該gai係xi列lie設she備bei推tui出chu的de成cheng熟shu的de變bian頻pin技ji術shu方fang案an。

　　短纖維設備包括前紡處理和後紡處理兩大設備。其中後紡設備和工序包括：集束----牽伸浸油----卷曲-----熱定型----切斷----打包-----檢驗----成品----出廠。其中最為重要的是從牽伸到卷曲的工藝過程
，該流程中共有4個傳動機構（一道牽伸、二道牽伸、三道牽伸
、卷曲）
，在傳統的工藝中采用一台大電機通過機械齒輪來單軸控製4個傳動。由於單軸傳動的弱點逐漸凸顯出現，如齒輪箱損壞率高、牽伸比調節困難
、單軸容易斷裂等。因此在目前進口的化纖後紡設備中基本上都采用獨立變頻傳動的方式來實現。

　　在采用獨立變頻傳動的同時，有二個最重要的問題必須要加以解決：（1）發電及能量反饋的問題
；（2）同tong步bu牽qian伸shen的de問wen題ti。二er者zhe都dou是shi由you於yu化hua纖xian後hou紡fang工gong藝yi的de需xu要yao
，後hou紡fang的de一yi個ge重zhong要yao任ren務wu就jiu是shi要yao使shi纖xian維wei絲si通tong過guo牽qian伸shen速su度du的de不bu同tong來lai達da到dao工gong藝yi要yao求qiu
，這zhe就jiu導dao致zhi了le一yi道dao和he二er道dao牽qian伸shen經jing常chang處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai；同時必須保證4個獨立傳動在加減速和恒速中同比例升速
，這就引出了同步牽伸的問題。

　　2  多電機傳動係統的建構

　　在化纖後紡的4個獨立傳動輥中，為保持一定的牽伸比，通常一道牽伸和二道牽伸處於發電狀態
，三道牽伸和卷曲則處於電動狀態。

　　2.1 電動和發電

　　tongchangcongbianpinqitiaosuxitongdeerzhongyunxingzhuangtai
，jidiandonghefadian。zaibianpintiaosuxitongzhong，dianjidejiangsuhetingjishitongguozhujianjianxiaopinlvlaishixiande，zaipinlvjianxiaodeshunjian
，dianjidetongbuzhuansusuizhixiajiang，eryouyujixieguanxingdeyuanyin
，dianjidezhuanzizhuansuweibian。dangtongbuzhuansuw1小於轉子轉速w時，轉子電流的相位幾乎改變了180度
，電機從電動狀態變為發電狀態；與此同時

，電機軸上的轉矩變成了製動轉矩Te，使電機的轉速迅速下降
，電機處於再生製動狀態。電機再生的電能P經jing續xu流liu二er極ji管guan全quan波bo整zheng流liu後hou反fan饋kui到dao直zhi流liu電dian路lu。由you於yu直zhi流liu電dian路lu的de電dian能neng無wu法fa通tong過guo整zheng流liu橋qiao回hui饋kui到dao電dian網wang，僅jin靠kao變bian頻pin器qi本ben身shen的de電dian容rong吸xi收shou，雖sui然ran其qi他ta部bu分fen能neng消xiao耗hao電dian能neng，但dan電dian容rong仍reng有you短duan時shi間jian的de電dian荷he堆dui積ji，形xing成cheng“泵升電壓”
，使直流電壓Ud升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

圖一  變頻器調速係統的二種運行狀態

　　如ru何he處chu理li再zai生sheng電dian能neng呢ne
？最zui簡jian單dan的de辦ban法fa就jiu是shi能neng耗hao製zhi動dong，它ta采cai用yong的de方fang法fa是shi在zai變bian頻pin器qi直zhi流liu側ce加jia放fang電dian電dian阻zu單dan元yuan組zu件jian，將jiang再zai生sheng電dian能neng消xiao耗hao在zai功gong率lv電dian阻zu上shang來lai實shi現xian製zhi動dong，但dan是shi由you於yu一yi道dao和he二er道dao牽qian伸shen傳chuan動dong始shi終zhong處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai，其qi發fa電dian功gong率lv是shi相xiang當dang可ke觀guan的de，在zai實shi際ji操cao作zuo中zhong，需xu要yao有you龐pang大da的de製zhi動dong電dian阻zu群qun。因yin此ci如ru何he將jiang該gai電dian能neng利li用yong起qi來lai，是shi一yi個ge急ji需xu解jie決jue的de問wen題ti。

　　2.2 　多電機傳動控製的建構

　　對於頻繁啟動、製(zhi)動(dong)，或(huo)是(shi)四(si)象(xiang)限(xian)運(yun)行(xing)的(de)電(dian)機(ji)而(er)言(yan)，如(ru)何(he)處(chu)理(li)製(zhi)動(dong)過(guo)程(cheng)不(bu)僅(jin)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)，而(er)且(qie)還(hai)有(you)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)的(de)問(wen)題(ti)。於(yu)是(shi)，回(hui)饋(kui)製(zhi)動(dong)成(cheng)為(wei)人(ren)們(men)討(tao)論(lun)的(de)焦(jiao)點(dian)
，然(ran)而(er)目(mu)前(qian)大(da)部(bu)分(fen)的(de)通(tong)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)還(hai)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)單(dan)獨(du)的(de)一(yi)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)。為(wei)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)一(yi)種(zhong)共(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)方(fang)式(shi)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)回(hui)饋(kui)係(xi)統(tong)
，通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)，它(ta)可(ke)以(yi)將(jiang)製(zhi)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)進(jin)行(xing)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)，從(cong)而(er)起(qi)到(dao)既(ji)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)又(you)處(chu)理(li)再(zai)生(sheng)電(dian)能(neng)的(de)功(gong)效(xiao)。

　　多傳動控製回路包括直流輸入回路、直流母線供電回路、若幹個逆變器（或是具有輸入缺相保護的通用變頻器），其中電機需要的能量是以直流方式通過PWM逆ni變bian器qi輸shu出chu。在zai多duo傳chuan動dong方fang式shi下xia，製zhi動dong時shi感gan生sheng能neng量liang就jiu反fan饋kui到dao直zhi流liu回hui路lu。通tong過guo直zhi流liu回hui路lu
，這zhe部bu分fen反fan饋kui能neng量liang就jiu可ke以yi消xiao耗hao在zai其qi他ta處chu在zai電dian動dong狀zhuang態tai的de電dian機ji上shang
，製zhi動dong要yao求qiu特te別bie高gao時shi，隻zhi需xu要yao在zai共gong用yong母mu線xian上shang並bing上shang一yi個ge共gong用yong製zhi動dong單dan元yuan即ji可ke。

　　圖二接線是典型的共用直流母線的製動方式
，根據化纖後紡設備的特點，一道牽伸M1和二道牽伸M2在正常工作時處於發電狀態，三道牽伸M3和卷曲M4則處於電動狀態。由於M1和M2發電是由於3道牽伸的電動所引起的，該2台電機所產生的回饋能量足以消耗到處於電動狀態下的M3和M4中
，而不會引起直流回路母線電壓的升高，這樣就完全解決了再生能量的製動問題，從而使係統始終處於比較穩定的狀態。

　　圖二  共用直流母線的多電機傳動方式