稀土永磁同步电动机在化纤纺丝机变频调速中的应用

稀土永磁同步电动机在化纤纺丝机变频调速中的应用

成纤聚合物在溶剂中溶解成溶液，或将成纤聚合物切片在螺杆挤出机中加热熔融成熔体，经纺前准备工序后入纺丝机，用纺丝泵（计量泵）将纺丝溶液或熔体定量、连续、均匀地从喷丝头的细孔压出，这种细流在水、凝固液或空气中固化，生成初生纤维，此过程即纤维成形。在纺丝过程中，成纤聚合物要发生几何形态和物理形态的变化，如聚合物的溶解或熔化，纺丝流体的流动和形变，丝条固化过程中的胶凝、结晶、二次转变和拉伸流动中的大分子取向，以及过程中的扩散、传热和传质等。纺制人造纤维（粘胶纤维、铜氨纤维）时，还发生化学结构的变化。这些变化彼此影响，故改变纺丝条件，可在一定范围内改变所得纤维的物理机械性能。

一、化纤纺丝机对电气传动的要求
         　　合成纤维产业诸如涤纶、锦纶、丙纶等都是采用熔体法纺丝。一台纺丝机有很多纺丝位（12部位、24部位……更多部位），同一个功能的不同纺位的电动机几十台，同一纺位不同功能的电动机几台，它们对电气传动的要求非常严格，对于湿纺工艺的晴纶、维纶及人造纤维中的粘胶纤维，对电气传动要求也类似。化纤纺丝机是一个多电机、小功率的同步驱动系统（含比例同步驱动系统）。它对电气传动的要求可以概括为："四高"和"一少"。
         　　"四高"：即高同步性（一台丝机不同纺位的电机转速要求横向转速一致，纵向比例同步）；高精确性（转速稳定，精确度高达0.1%～0.01%）；高转速要求或甚高转速（在没有升速齿轮箱条件下，电机转速高达8000～9000r/min，甚至12000r/min）；高可靠性（至少保证一年安全连续运行8000h）。一少：即少维修或免维修，毋需看顾。
         二、化纤纺丝机变频调速控制方案的选择
         　　1、变频调速系统控制方案
         　　为了满足纺丝机"四高一少"的要求，选择控制方案。
         　　（1）异步电动机开环变频调速VVVF+IM开环
         　　固然电路简单、可靠性大，但是转速精度难以达到0.5～0.01%，所以一般不会选用。
         　　（2）异步电动机闭环变频调速VVVF+IM闭环
         　　该控制方案，每个闭环系统虽可达0.5～0.01%指标，但是几十个闭环系统调整到相同的转速精度十分艰难麻烦。另外，每个闭环系统都有速度传感器，故障率会高些，可靠性这个指标不能满足，故此方案也不宜被采用。
         　　（3）永磁同步电动机开环变频调速VVVF+SM开环
         　　由于同步电动机转速精度仅决定供电频率精度，与负荷变化无关。为此，通常采用高精度的变频调速器和永磁同步电动机构成系统，无需采用闭环控制，就可保证电机转速精度达到0.1%～0.01%。
         　　对于涤纶高速纺POY和超高速纺工艺来讲，转速8000～12000r/min，这样高的电机速度也是非变频调速莫属。为了保证纤维的纤度均匀，采用了高精度的变频调速器和永磁式同步电动机的结合，无需采用闭环控制，就可以保证电机转速精度达到0.1%～0.01%水平。