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：?????

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????? 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?絲質(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：

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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

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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。