我國(guó)的紡織行業(yè)仍舊是屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，環(huán)境惡劣且用電量大，因此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)化并最大限度的節(jié)電是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵、中央空調(diào)系統(tǒng)、空壓機(jī)等選用變頻器后可節(jié)約30%的用電。紡織機(jī)械中常用的有細(xì)紗機(jī)、卷線機(jī)、筒子機(jī)、染色機(jī)、定型機(jī)、粗紗機(jī)、整燙機(jī)、圓盤針織等，都可選用變頻器來(lái)進(jìn)行調(diào)速，這樣既可以一機(jī)多用，又可以無(wú)級(jí)調(diào)速，速度精度高，速度值穩(wěn)定，調(diào)速方便簡(jiǎn)單，對(duì)提高產(chǎn)品產(chǎn)量、保證質(zhì)量，減少斷線，適用不同規(guī)格的生產(chǎn)需求，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等，確實(shí)是個(gè)無(wú)可比擬的、又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案。對(duì)相關(guān)的紡紗、化纖、染整、織布、成衣等都是類同的。
紡織機(jī)械行業(yè)作為應(yīng)用變頻器較早的行業(yè)之一，大部分機(jī)械應(yīng)用的比例都比較高，目前應(yīng)用的發(fā)展重點(diǎn)是無(wú)梭織機(jī)和無(wú)紡布設(shè)備�，F(xiàn)在無(wú)紡布設(shè)備是OEM市場(chǎng)重要的增長(zhǎng)點(diǎn)。
紡織行業(yè)應(yīng)用變頻器的領(lǐng)域主要在化纖、天然纖維紡紗、織造、染整四大塊。
為了協(xié)調(diào)好紡織行業(yè)中的各個(gè)工序，各種紡機(jī)都要進(jìn)行變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接。目前變頻器在紡織設(shè)備上應(yīng)用很普及，從清花、梳棉、并條、粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒、整經(jīng)、漿紗等均已采用。紡織設(shè)備上應(yīng)用的變頻器的容量范圍為 0.37KW—500KW，其中90%以上為0.37KW—37KW。變頻器在紡織機(jī)械上的使用可分以下幾類：
第一類：一臺(tái)主機(jī)選用一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如并條機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)等；
第二類：一臺(tái)主機(jī)選用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如并紗機(jī)、氣流紡機(jī)（單錠單電機(jī)傳動(dòng)型）等；
第三類：一臺(tái)主機(jī)用多臺(tái)變頻器分別控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，并由計(jì)算機(jī)控制多電機(jī)協(xié)調(diào)同步，實(shí)現(xiàn)卷繞成形功能，如取消錐輪的新型粗紗機(jī)、取消長(zhǎng)邊軸傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速器的新型漿紗機(jī)，分條整經(jīng)機(jī)等。
圖表 ：紡織機(jī)械主要負(fù)載
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紡織工序
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主要機(jī)械
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功率范圍
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化纖
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長(zhǎng)、短紡絲機(jī)、卷繞機(jī)、螺桿擠出機(jī)、后加工機(jī)
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0.75-280kW
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紡紗
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清棉機(jī)、梳棉機(jī)、并條機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)
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0.75-37 kW
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織造
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絡(luò)筒機(jī)、整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、針織機(jī)、高速無(wú)梭織機(jī)
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0.2-22 kW
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染整
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烘燥機(jī)、染色機(jī)、印花機(jī)、燙光機(jī)、起毛機(jī)、定型機(jī)
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1.5-30 kW
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紡紗工藝流程中要求加工設(shè)備的電氣傳動(dòng)穩(wěn)定，點(diǎn)動(dòng)、啟動(dòng)及升降速都應(yīng)平滑實(shí)現(xiàn)，這樣才能是纖維的牽伸均勻。而棉紡設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)，都是由皮帶與齒輪來(lái)承擔(dān)，齒輪越多，造成齒輪損傷紡織品的機(jī)率就越大。同時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)硬度的原因，在點(diǎn)動(dòng)與啟動(dòng)過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)皮帶打滑，齒輪沖擊等現(xiàn)象，影響設(shè)備的使用壽命。采用交流變頻技術(shù)就能夠很好的解決平滑啟動(dòng)，消除機(jī)械啟動(dòng)時(shí)的沖擊力，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足生產(chǎn)工藝要求，提高成紗質(zhì)量。應(yīng)用此技術(shù)在紗支品種變化的情況時(shí)，不需改變牙齒或皮帶輪，設(shè)備工藝轉(zhuǎn)速的改變只需通過(guò)變頻設(shè)定就可完成。
目前，F(xiàn)A201B梳棉機(jī)、FA326并條機(jī)、FA423粗紗機(jī)、FA710 高速并條機(jī)、FA231倍捻機(jī)均可采用變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速。特別是
EJM128JL型細(xì)紗機(jī)1008錠，錠速可按10段變頻調(diào)速控制。FA716并紗機(jī)可實(shí)現(xiàn)集體變頻調(diào)速，還可根據(jù)不同品種需要，實(shí)行單錠、分組或分段變頻調(diào)速，以適應(yīng)棉毛等多品種并紗卷繞的要求。
變頻調(diào)速在粗紗機(jī)上的應(yīng)用取代了防細(xì)節(jié)裝置。粗紗機(jī)的筒管卷繞與前羅拉的轉(zhuǎn)速在開停時(shí)容易產(chǎn)生差異，造成粗紗張力的過(guò)大與過(guò)小，這樣就很容易形成粗紗的粗細(xì)節(jié)，為了減少粗細(xì)節(jié)的產(chǎn)生，在粗紗機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)有電抗器，時(shí)間繼電器加電磁離合器，統(tǒng)稱為防細(xì)節(jié)裝置。不過(guò)此種防細(xì)節(jié)裝置在實(shí)際使用過(guò)程中存在嚴(yán)重的缺陷：一是如果時(shí)間繼電器一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)使電機(jī)長(zhǎng)期處于三相不平衡運(yùn)行，造成電機(jī)過(guò)熱而燒壞；二是停車用的電磁離合器的離合時(shí)間是通過(guò)兩個(gè)時(shí)間繼電器配合調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使粗紗的松弛程度掌握難度較大，電磁離合器的故障也較高。目前新型粗紗機(jī)及老機(jī)改造均可采用變頻器進(jìn)行交流變頻技術(shù)改造。這樣便使這一工藝難題得以解決。對(duì)FA413型粗紗機(jī)改造前后的成紗質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)段粗紗條干CV%下降2-3%，粗紗粗細(xì)節(jié)下降90%以上。
變頻調(diào)速在漿紗機(jī)上的應(yīng)用減少了機(jī)械結(jié)構(gòu)和電機(jī)。在G142系列漿紗老機(jī)改造中采用交流變頻調(diào)速，可減少原設(shè)計(jì)中的第一組機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，同時(shí)省去了一個(gè)伺服電機(jī)和一個(gè)慢速電機(jī)。而在滿足上漿工藝上，車速由慢速、主機(jī)加升降速改造成了車速由啟動(dòng)道工藝車速的無(wú)間斷無(wú)級(jí)調(diào)速。為車速變化調(diào)整壓力實(shí)現(xiàn)漿紗上漿率均衡提供了條件。
變頻調(diào)速在紡織空調(diào)中應(yīng)用節(jié)能顯著。在空調(diào)風(fēng)機(jī)控制中應(yīng)用，可根據(jù)車間環(huán)境條件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍，因風(fēng)機(jī)大部分工作在50-80%的效率中，這樣節(jié)電效果高達(dá)60%左右，在水泵控制應(yīng)用中可根據(jù)水量調(diào)整供水水泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)節(jié)能同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了接近恒壓供水。
交流變頻調(diào)速技術(shù)在新型國(guó)產(chǎn)棉紡織設(shè)備中應(yīng)用已比較廣泛。現(xiàn)在棉紡織企業(yè)所使用的設(shè)備大都是七、八十年代生產(chǎn)的設(shè)備，這些設(shè)備從機(jī)械狀態(tài)來(lái)講仍可使用相當(dāng)一段時(shí)間，近期全部更新是不可能的，目前很多都采用變頻器，對(duì)其電氣傳動(dòng)部分進(jìn)行變頻改造。
以梳棉、粗紗兩個(gè)工序的設(shè)備實(shí)施變頻技術(shù)改造為例。一個(gè)5萬(wàn)錠生產(chǎn)規(guī)模的棉紡企業(yè)，梳棉工序配置80臺(tái)左右設(shè)備，粗紗工序配置20臺(tái)左右設(shè)備。若梳棉機(jī)為186D或A186F型，其改造費(fèi)用約為28萬(wàn)元左右，但在變頻技術(shù)改造過(guò)程中取消了電磁離合器、2個(gè)接觸器，還有中間繼電器和整流器等。這些電氣材料節(jié)約近1000元，且有效保護(hù)道夫電機(jī)和道夫傳動(dòng)輪系，降低故障率，減少了維修費(fèi)用。這樣每單臺(tái)可節(jié)約材料費(fèi)用1200元，80臺(tái)就可節(jié)約9.6萬(wàn)元。通過(guò)簡(jiǎn)單測(cè)算，投資回收期為4.35年，總投資收益率為22.97%。粗紗機(jī)的變頻技術(shù)改造也具有良好的性價(jià)比。粗紗工序全部改造費(fèi)用為22萬(wàn)元，也可節(jié)約電抗器、接觸器、時(shí)間繼電器、電磁離合器等材料消耗。
低壓變頻器的應(yīng)用規(guī)模為26億左右。
作為紡織機(jī)械行業(yè)進(jìn)入的品牌較多，三菱、艾默生、臺(tái)達(dá)、安川、丹佛斯在紡織機(jī)械中占的份額較大，ABB和西門子在印染中的大型風(fēng)機(jī)水泵上應(yīng)用的比較多，我國(guó)本土品牌正在逐步重視紡織行業(yè)，力爭(zhēng)市場(chǎng)份額。
圖表 56：2011年紡織印染行業(yè)低壓變頻器品牌提及率
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排名
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品牌
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提及率
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1
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MITSUBISHI-三菱電機(jī)
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12.3%
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2
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Emerson-艾默生
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12.1%
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3
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Delta-臺(tái)達(dá)
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11.6%
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4
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ABB
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10.1%
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5
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Danfoss-丹佛斯
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8.2%
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6
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Schneider-施耐德
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6.6%
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7
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Yaskawa-安川電機(jī)
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6.4%
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8
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SIEMENS-西門子
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5.2%
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9
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FUJI-富士電機(jī)
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3.4%
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10
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Sanken-三墾
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2.3%
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注：低壓變頻器應(yīng)用品牌提及率用戶問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，可能會(huì)和實(shí)際市場(chǎng)份額有差異，僅供參考
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