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4. 主要紡織機械對變頻器的需求
由于近幾年紡織行業(yè)技術(shù)改造的主要投入在擴展生產(chǎn)能力，加之紡織機械技術(shù)更新快，目前變頻器80%以上是由紡織機械廠采購配套在主機設(shè)備中，再銷售給最終用戶紡織生產(chǎn)廠家的。我們對變頻器需求量分析只聚焦于這個配套市場，或稱為OEM市場。不過紡織設(shè)備幾乎24小時連續(xù)工作，損壞和老化的速度快，另外90年代初期上馬的不少電氣系統(tǒng)已進入報廢期，因此變頻器在紡織廠還有一定的改造市場，而且所占比例將會逐年增加。
據(jù)作者調(diào)查分析，2003年國內(nèi)紡織化纖機械主機廠對變頻器的采購需求約6億元，由于紡織工藝復(fù)雜、機械品種繁多，按紡紗、織造、染整和化纖類整理其需求份額如圖4所示。
下面按紡紗、織造、染整和化纖機械對變頻器的需求分別介紹：
4.1. 紡紗機械
紡紗機械負責將棉、毛、麻、絲和化學纖維原料進行除雜、開松、牽伸成為均勻柔韌的細紗。工藝流程和主要設(shè)備見圖5。
大部分紡織設(shè)備對傳動調(diào)速要求一般，保持一定的微張力卷繞控制特性，通用的V/F控制變頻器基本滿足要求：
1） 調(diào)速電機功率范圍0.75~37kW；
2） 啟動過程要求平穩(wěn)，變頻器啟動頻率設(shè)置盡量低；
3） 制動過程要求快速，平穩(wěn)；
4） 可編程的多段速度輸出；
5） 多電機級聯(lián)運行要求速度同步；
6） 為使紗均勻地繞在錠子上，要求擺頻，即紡織專用三角波頻率輸出；
7） 配合自調(diào)勻整控制系統(tǒng)，對于高速或高性能的并條機需要矢量閉環(huán)控制變頻器或伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
雖然近年來空調(diào)的引進，清花部分原料采用管道運輸使紡紗車間的工作環(huán)境有所改善，但大部分紡紗車間仍然是高噪音、高溫和多塵絮，這就要求變頻器具有更強的惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力。
紡紗機械除了高速并條機、轉(zhuǎn)杯紡機有部分進口外，基本都實現(xiàn)國產(chǎn)化。對變頻器的總體要求是可靠性高、低成本，小型化。
4.2. 織造機械
織造機械負責將纖維紗加工成布匹、線繩或針織品。絡(luò)筒、整經(jīng)、漿紗是織布前的準備工藝。工藝流程和主要設(shè)備見圖6。
織布車間和捻線車間的工作條件與紡紗車間相似，其中織布機的噪音更大。針織機的工作環(huán)境相對好一些，但大園機一般將變頻器安裝在機器本體上，這對變頻器的抗振動能力有一定要求。
織造機械要求變頻器具備的功能和性能：
1） 調(diào)速電機功率范圍0.2~22kW；
2） 單錠絡(luò)筒、針織機、整經(jīng)機要求故障和定長（或滿軸時）自動停機；
3） 絡(luò)筒、并紗、捻線機要求變頻器具有擺頻功能；
4） 平滑啟動和快速制動；
5） 漿紗機要求調(diào)速范圍大，張力恒定，多電機同步調(diào)速。
自動絡(luò)筒機、高速無梭織機以及高檔繡花機仍然有大量的進口，國內(nèi)主機廠正在努力開發(fā)新產(chǎn)品，迫切需要低成本的小功率變頻器和無刷直流驅(qū)動系統(tǒng)配合。相信這部分的變頻器需求量將有較大增長空間。
4.3. 染整機械
染整機械是布匹和紗線后道處理設(shè)備。按工藝要求可分為煉漂、染色、印花、整理等工序，在每道工序中，根據(jù)加工織物的不同要求，又進行若干單元操作。其中煉漂包括坯布準備——燒毛——退漿——煮煉——漂白——絲光——熱定型等工序，新的設(shè)計已將這些工序過程組合到退煮漂聯(lián)合機中。工藝流程和主要設(shè)備見圖7所示。
一般的染整設(shè)備對傳動調(diào)速要求一般，單方向不可逆，平穩(wěn)啟動和停車，多單元同步，但間歇式染色機和印花機則要求較高。染整設(shè)備的工作環(huán)境是高溫和潮濕。
1） 調(diào)速電機的功率范圍1.5~30kW，十幾千瓦以上的占多數(shù)；
2） 間歇式染色機要求調(diào)速范圍寬，張力卷繞控制，快速正反轉(zhuǎn)；
3） 印花機要求調(diào)速范圍寬，平滑快速起制動，對花定位高精度（定位驅(qū)動多采用伺服系統(tǒng)）；
4） 水洗機負載慣性大，要求變頻器快速制動；
5） 后整理線的多電機傳動要求速度同步精度高，張力控制；
6） 一些場合要求變頻器采取公共直流母線方案，以省去制動電阻以及能量損耗。
中國紡機協(xié)會指出2003年洗滌、漂白、染色機和后道整理機器有9000臺6.3億美元的進口，金額幾乎與國產(chǎn)設(shè)備的銷售額相當，說明染整設(shè)備的國產(chǎn)化道路依然寬闊，市場增長空間大。
4.4. 化纖機械
化纖機械包括紡絲機、后處理生產(chǎn)線、彈力絲機、非織造布生產(chǎn)線等。工藝流程和主要設(shè)備示意見圖8。
紡絲機是關(guān)鍵設(shè)備，分長絲紡絲機和短絲紡絲機，工作原理相同。紡絲機將化纖原料如滌綸、錦綸、丙綸、氨綸、復(fù)合，高溫溶化，送料鼓風機加壓，從計量泵吹出絲，再通過熱牽伸輥和高速卷繞頭紡出絲。短絲后加工生產(chǎn)線包括多道牽伸、高溫定型、疊絲、卷曲、烘干、切斷和打包，產(chǎn)品主要用于輪胎等工業(yè)用途或摻到棉花中混紡，長絲后加工生產(chǎn)線有牽伸、絡(luò)筒以及彈力絲機等，產(chǎn)品主要用于非織造布、線繩和針織品的生產(chǎn)。非織造布生產(chǎn)線由鋪網(wǎng)、熱軋、收卷組成。
相對紡織染整機械，化纖機械對變頻器的性能和功能指標要求更高，而工作的環(huán)境條件也要好一些。
1） 功率范圍：0.75-280kW，公共整流裝置的功率到800kW；
2） 要求采用公共直流母線方案；
3） 紡絲機采用永磁同步機驅(qū)動，保證各驅(qū)動點轉(zhuǎn)速高精度同步；
4） 牽伸電機在運行和停止時都要求保持化纖絲的張力恒定，變頻器應(yīng)具有零伺服功能和張力卷繞控制功能；
5） 上下雙輥分別驅(qū)動的熱軋機要求負荷平衡控制功能。
最近2年，化纖機械的增長速度一直明顯高于一般紡織機械，特別是汽車輪胎、房地產(chǎn)高速增長的帶動，化纖產(chǎn)品供不應(yīng)求。2003年的化纖機械進口高達4.9億美元，為了減少進口，國內(nèi)的各大主機廠正處于消化、吸收、改進、創(chuàng)新的過程，新的工藝、新的產(chǎn)品和新的傳動方案不斷出現(xiàn)，這給變頻器廠家?guī)硇碌臋C會。
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