一．捻股機概述

捻股機是將若干金屬絲按一定捻距和捻向絞擰成股的設(shè)備，它由傳動裝置、捻制機體、壓線瓦裝置、牽引裝置、安全和停車裝置、收排線裝置等主體部件及起重機、焊接機、切割機等一系列輔助機械組成。通常所說的捻股機指其主體部分而不包含輔助機械。捻股機按機體結(jié)構(gòu)類型有筐籃式、管式和無管式等幾種。如下圖所示：

框籃式和管式捻股機結(jié)構(gòu)如下圖：

管式捻股機應(yīng)用較多，現(xiàn)主要談該機型。如圖，管式捻股機由放線、主機筒體、變速和牽引、收線、電器控制等部分組成，機體由一節(jié)或數(shù)節(jié)筒體組成。載線工字輪在機體內(nèi)沿中心呈一字形排列。工字輪放線時始終保持水平狀態(tài)。筒體的高速旋轉(zhuǎn)與牽引裝置產(chǎn)生的直線牽引相配合，使鋼絲產(chǎn)生螺旋線纏繞和股的直線運動，形成了具有一定捻距的股，從而完成了股的基本捻制動作。與筐籃式機相比，捻制原理相同，但結(jié)構(gòu)卻有顯著改進。管式捻股機簡體體積小，重心低，轉(zhuǎn)動慣量小，運轉(zhuǎn)速度快，噪聲低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，適合大部分繩股，特別是線接觸鋼繩股和鋼絞線的捻制。添加一些專用裝置，還可捻制面接觸鋼絲繩股、異形股。管式捻股機轉(zhuǎn)速達400～5000r／min，按機筒節(jié)數(shù)的多少和設(shè)備功率的大小，可組成6～36個工字輪的捻股機，最多可達48個工字輪，機體長達60m。管式機工字輪外緣直徑為100～630mm。

捻股機的傳統(tǒng)傳動方式為機械傳動，筒體由一臺電動機牽動，變速和牽引則由主電動機通過地軸機械連接以及減速箱速比變化后將動力傳至牽引部分，這樣獲得牽引轉(zhuǎn)速和筒體旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速間不同的相對轉(zhuǎn)速差，最終實現(xiàn)捻出不同的捻距鋼絲繩。機械傳動方式效率低，故障率高，維護保養(yǎng)費用大，用變速箱調(diào)節(jié)檔位，操作不便、體積大，調(diào)節(jié)是有級的。在捻股過程中，鋼絲張力會變化，機械傳動方式不能隨著張力反饋調(diào)整。有些捻股機的電機用繞線式異步電動機拖動，在轉(zhuǎn)子繞阻中串入電阻，起動時，逐段減少電阻，在這過程中，電流和轉(zhuǎn)矩會突變，產(chǎn)生力矩跳動和機械沖擊。因為張力大小及均勻性對鋼絲繩的質(zhì)量有很大影響，會造成繩中的鋼絲松緊不均、結(jié)構(gòu)松散等缺陷，對產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響，降低鋼絲繩的品質(zhì)。對捻股機來說，保證張力大小和均勻?qū)μ岣咪摻z質(zhì)量至關(guān)重要。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是把電網(wǎng)電壓的交流電壓整流成直流電壓，然后根據(jù)控制需要，把電壓逆變成所要求的頻率和交流電壓，實現(xiàn)這種功能的設(shè)備就叫變頻器。廣州七喜智能設(shè)備有限公司把其生產(chǎn)的七喜HD700變頻器用在捻股機上，頻率和交流電壓隨時可變，讓捻股機的電機起動平滑，調(diào)速簡單，無級調(diào)速。七喜變頻器的上位機，如PLC、工控機等控制器接收張力信息和電機速度信息，根據(jù)工藝要求做出判斷，通過RS485或DP總線，發(fā)指令給七喜HD700變頻器，實時根據(jù)工況進行變頻調(diào)速和調(diào)力矩，保證了捻股機張力穩(wěn)定和速度穩(wěn)定。

二．變頻器技術(shù)要求

捻股機使用變頻器，根據(jù)其應(yīng)用特點，對變頻器提出了自己的要求。

1、速度穩(wěn)定，保證出絲捻距均勻；

2、加速穩(wěn)定平滑，力矩平穩(wěn)，運行穩(wěn)定可靠；

3、要求變頻器內(nèi)置RS485通訊功能，能實現(xiàn)上位機通訊控制。

1、2點的理由在上面已經(jīng)論述，3點是因為捻股機一般有多個傳動點，每個傳動點各有交流電機帶動。各傳動點間需維持一定的速度鏈關(guān)系，如筒底電機為主電機，牽引電機跟蹤筒底電機運行，之間保持一定的速度差。這些功能要求變頻器能通訊，以迅速傳遞自己的速度信息和接收上位機的速度指令。

三．七喜HD700變頻器在捻股機上的應(yīng)用

在江蘇無錫某工廠的捻股機上用了三臺七喜HD700變頻器，通過RS485通訊（還可選配Profibus DP總線），受PLC控制，接收PLC發(fā)出的指令和運行頻率。整個系統(tǒng)接線簡單，三臺變頻器用串行方式連接，PLC接上一臺變頻器（定為1號），1號變頻器再連接2號，2號連接3號，其系統(tǒng)框圖如圖：

在運行時，PLC根據(jù)各運動點位置和速度，經(jīng)計算后，發(fā)送指令給七喜HD700變頻器，變頻器根據(jù)指令驅(qū)動電機按要求運行。七喜HD700變頻器采用開環(huán)矢量控制，轉(zhuǎn)矩控制精度≤7%，轉(zhuǎn)矩脈動≤2%，穩(wěn)態(tài)運行轉(zhuǎn)速精度≤1%n0，使捻股機在運行時，鋼絲繩張力穩(wěn)定均勻、速度平穩(wěn)。通過實時總線通訊，七喜HD700變頻器的頻率、電流、運行、故障信號等內(nèi)部參數(shù)可在觸摸屏上實時查看，對變頻器的頻率、電流、電壓等各種控制參數(shù)可實時控制，方便操作人員操作和維護。工廠現(xiàn)場的七喜HD700變頻器接線圖如下圖：

變頻器接線圖

四．七喜變頻器HD700應(yīng)用特點

1采用矢量模式控制，低頻轉(zhuǎn)矩大，過載能力強；力矩控制精度和速度穩(wěn)定性高。

2.內(nèi)置RS485通訊功能，選配件支持PROFIBUS通訊，通訊方式豐富；

3.采用雙CPU控制，控制精確，速度穩(wěn)定。