一、變頻器在染整行業(yè)發(fā)展趨勢
對染整行業(yè)而言，電耗是其生產(chǎn)成本的主要組成部分，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)。利用變頻技術(shù)對染缸進(jìn)行節(jié)能改造，也已經(jīng)成為染整行業(yè)降低染紗能耗，提高產(chǎn)品競爭力的最有效途徑。所以在染缸中使用交流變頻調(diào)速裝置對減少能源浪費具有重要意義。
二、染缸工藝中的主要損耗
染紗工藝它是按照預(yù)定的循環(huán)運動過程，即內(nèi)流與外流的時間控制，形成染色工藝。其內(nèi)部流動主要通過換向器實現(xiàn)，而紗線的流動則主要通過主泵實現(xiàn)。
首先是硬件損耗。原Y-△降壓用于啟動普通染缸的主泵，啟動力矩大，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。
其次是溢出損失。由于紗線的加工工藝不同，各工藝要求的溫度、流量、壓力也不一樣，對于主泵電機來說，染缸在染色過程中的負(fù)荷是變化的。而且泵的流量是根據(jù)所需的最大流量來設(shè)計的，其最初的主泵電機以恒定速度提供壓力流。當(dāng)每根泵送紗線的流量小于最大流量時，著色劑就會流過每磅紗線，使紗線在短時間內(nèi)無法著色，而這部分能量則白白耗損掉。
然后則是節(jié)流損失。當(dāng)水流通過換向器的換向口時，會有一定的流量和壓力，增加換向電磁閥的扭矩。同時，由于水的長期全速循環(huán)流和換向器件之間的機械劇烈摩擦，密封圈溫度過高，換向器噪音過大，機械壽命縮短等不良現(xiàn)象。
最后就是設(shè)計余量的損耗。通常在設(shè)計中，一般會考慮到共用性，設(shè)計時以最大容量為基礎(chǔ)，因此染缸主泵電機設(shè)計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費。
三、流量壓差控制變頻器的節(jié)能原理及控制系統(tǒng)
第一調(diào)速節(jié)能。根據(jù)染紗的工藝要求,把原來的主缸注料管改成流量控制器經(jīng)轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號后加在PLC模擬輸入端作為變頻器的頻率給定信號，PLC對其進(jìn)行實時采樣并通過PID運算處理，使輸出給變頻器的頻率隨流量控制器的模擬信號成線形變化；在經(jīng)過給出的磅數(shù)大小通過PLC運算后，需要壓力和流量大小會自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，從而降低電機的輸出功率，在換向電磁閥處加裝換向到位開關(guān)，已確保換向電磁閥完全動作到位。內(nèi)外流換向時會根據(jù)換向開關(guān)動作自動降低轉(zhuǎn)速，等換向完成后自動加速到所需頻率，使電機和換向閥在整個負(fù)載范圍內(nèi)的能量損耗達(dá)到最小程度。
第二成本降低、操作方便。把主缸原有的水位控制器和磁石信號去掉改成模擬信號控制器以實現(xiàn)控制水位的高低。并加裝人機界面來查看主缸的實時水位。已免主缸無水運行造成事故發(fā)生。去掉料缸水位控制器，用原有的模擬信號控制器實現(xiàn)水位高低控制，降低維修成本和生產(chǎn)成本。
第三提高功率因數(shù)節(jié)能。無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是因為功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低?？芍?，當(dāng)功率因數(shù)越大，有功功率越大。普通主泵COSφ值在0.6-0.8之間，而使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)濾波電容的補償作用，使得COSφ≈1，從而減小了無功損耗，增大了電網(wǎng)的有功功率。
第四軟啟動節(jié)能。因為原來的電機直接啟動或 Y/△，啟動電流等于額定電流(3-7)倍，會對機電設(shè)備和供電網(wǎng)造成嚴(yán)重的影響，還會增加對電網(wǎng)的容量要求。起動過程中產(chǎn)生的大電流和振動對設(shè)備壽命極為不利。采用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能，可將起動電流從零開始，將最大值限制在變頻器加速時設(shè)定的限流值范圍內(nèi)，一般不超過額定電流的1.2倍，從而減少對電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的容量要求，延長設(shè)備的使用壽命。
