時(shí)間:2010-04-30 17:37:26來(lái)源:yangliu
摘要:本文介紹了中國(guó)紡織行業(yè)以及紡織機(jī)械行業(yè)的基本狀況和發(fā)展趨勢(shì),變頻器作為改善工藝和節(jié)能傳動(dòng)設(shè)備在紡織行業(yè)市場(chǎng)空間巨大。作者通過(guò)對(duì)一些典型的紡織廠和紡機(jī)廠走訪,廣泛與業(yè)內(nèi)專家和實(shí)踐者交流,收集了大量一手資料,對(duì)紡織行業(yè)變頻器的市場(chǎng)和應(yīng)用需求進(jìn)行了分析和總結(jié)。同時(shí)結(jié)合艾默生變頻器產(chǎn)品系列的特點(diǎn),針對(duì)不同紡織機(jī)械的需求,提出了變頻傳動(dòng)的解決方案。
關(guān)鍵詞:紡織 變頻器 市場(chǎng)需求 解決方案
1. 引言
中國(guó)已成為世界最大的紡織產(chǎn)品制造國(guó),纖維生產(chǎn)量占全球總量的27.5%,是紡織機(jī)械最大的消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)。目前國(guó)內(nèi)已具有生產(chǎn)能力5000-6000萬(wàn)錠,近年來(lái)一直以20%左右的速度快速增長(zhǎng),專家估計(jì)2004年會(huì)適度減速,但在未來(lái)的幾年將繼續(xù)以10%以上的速度增長(zhǎng)。
為了提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗,變頻器作為改善工藝和節(jié)能傳動(dòng)自90年代初期批量進(jìn)入紡織行業(yè)以來(lái),一直得到快速增長(zhǎng)。尤其是加入WTO以來(lái),紡織品的市場(chǎng)擴(kuò)大了,但競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,為此企業(yè)大量投入設(shè)備改造,提高生產(chǎn)力。紡織行業(yè)對(duì)變頻器的需求量越來(lái)越大,要求也不斷提高。積極了解紡織行業(yè)、深入研究紡織機(jī)械對(duì)變頻器的需求,為紡織行業(yè)提供適用的變頻器產(chǎn)品和變頻調(diào)速傳動(dòng)的解決方案是變頻器供應(yīng)商義不容辭的責(zé)任和使命。
2. 紡織行業(yè)的劃分和布局
紡織行業(yè)包括從纖維原料到服裝,日用或產(chǎn)業(yè)用布料、繩、線的工藝過(guò)程中生產(chǎn)企業(yè),以及為這些企業(yè)提供專用設(shè)備的配套企業(yè)。紡織行業(yè)的主工藝流程示意見(jiàn)圖1。
紡織行業(yè)應(yīng)用變頻器的領(lǐng)域主要在天然纖維紡紗、織造、染整和化纖四大塊。對(duì)于服裝、日用品等成品加工的縫紉機(jī)和繡花機(jī),有采用交流伺服電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的趨勢(shì),也有變頻器驅(qū)動(dòng)異步機(jī)的嘗試,但這不在本文討論范圍。
3. 紡機(jī)行業(yè)的布局和發(fā)展
紡機(jī)行業(yè)主要有中紡機(jī)集團(tuán)、上海太平洋、江蘇、山東、浙江五大板塊。隨著國(guó)家放開(kāi)對(duì)紡織行業(yè)的控制,紡織設(shè)備更新?lián)Q代速度加快。
中國(guó)的紡機(jī)行業(yè)目前正在洗牌:紡紗、織布機(jī)械仍然是中紡集團(tuán)占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì),江蘇的一些合資企業(yè)尚具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。染整大部分集中在浙江和江蘇的一些民營(yíng)企業(yè),中紡集團(tuán)和上海太平洋的一些企業(yè)仍有一定市場(chǎng)份額。化纖和非織造布生產(chǎn)線的較新的產(chǎn)品,機(jī)械方面技術(shù)難度大,核心部件還需進(jìn)口,國(guó)內(nèi)紡機(jī)企業(yè)正在組織技術(shù)攻關(guān)。針織機(jī)械主要來(lái)自福建泉州等地的臺(tái)資企業(yè),但這些臺(tái)資企業(yè)規(guī)模均不大,廣州、宜昌等一些老牌國(guó)有企業(yè)有機(jī)會(huì)再次崛起。
2003年全國(guó)重點(diǎn)紡織機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)335億元,同比增長(zhǎng)24%。2004年由于去年增長(zhǎng)過(guò)快,加之鋼材漲價(jià),利潤(rùn)降低,紡機(jī)行業(yè)減緩了增長(zhǎng)的步伐。圖3為2003年紡機(jī)銷售額按省份分布的示意。
大部分紡織設(shè)備對(duì)傳動(dòng)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(jī)功率范圍0.75~37kW;
2) 啟動(dòng)過(guò)程要求平穩(wěn),變頻器啟動(dòng)頻率設(shè)置盡量低;
3) 制動(dòng)過(guò)程要求快速,平穩(wěn);
4) 可編程的多段速度輸出;
5) 多電機(jī)級(jí)聯(lián)運(yùn)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(duì)于高速或高性能的并條機(jī)需要矢量閉環(huán)控制變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
雖然近年來(lái)空調(diào)的引進(jìn),清花部分原料采用管道運(yùn)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(qiáng)的惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力。
紡紗機(jī)械除了高速并條機(jī)、轉(zhuǎn)杯紡機(jī)有部分進(jìn)口外,基本都實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。對(duì)變頻器的總體要求是可靠性高、低成本,小型化。
4.2. 織造機(jī)械
織造機(jī)械負(fù)責(zé)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(zhǔn)備工藝。工藝流程和主要設(shè)備見(jiàn)圖6。
一般的染整設(shè)備對(duì)傳動(dòng)調(diào)速要求一般,單方向不可逆,平穩(wěn)啟動(dòng)和停車,多單元同步,但間歇式染色機(jī)和印花機(jī)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(jī)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(jī)要求調(diào)速范圍寬,張力卷繞控制,快速正反轉(zhuǎn);
3) 印花機(jī)要求調(diào)速范圍寬,平滑快速起制動(dòng),對(duì)花定位高精度(定位驅(qū)動(dòng)多采用伺服系統(tǒng));
4) 水洗機(jī)負(fù)載慣性大,要求變頻器快速制動(dòng);
5) 后整理線的多電機(jī)傳動(dòng)要求速度同步精度高,張力控制;
6) 一些場(chǎng)合要求變頻器采取公共直流母線方案,以省去制動(dòng)電阻以及能量損耗。
中國(guó)紡機(jī)協(xié)會(huì)指出2003年洗滌、漂白、染色機(jī)和后道整理機(jī)器有9000臺(tái)6.3億美元的進(jìn)口,金額幾乎與國(guó)產(chǎn)設(shè)備的銷售額相當(dāng),說(shuō)明染整設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化道路依然寬闊,市場(chǎng)增長(zhǎng)空間大。
紡絲機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備,分長(zhǎng)絲紡絲機(jī)和短絲紡絲機(jī),工作原理相同。紡絲機(jī)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(fēng)機(jī)加壓,從計(jì)量泵吹出絲,再通過(guò)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(zhǎng)絲后加工生產(chǎn)線有牽伸、絡(luò)筒以及彈力絲機(jī)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(duì)紡織染整機(jī)械,化纖機(jī)械對(duì)變頻器的性能和功能指標(biāo)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(jī)采用永磁同步機(jī)驅(qū)動(dòng),保證各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)速高精度同步;
4) 牽伸電機(jī)在運(yùn)行和停止時(shí)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(dòng)的熱軋機(jī)要求負(fù)荷平衡控制功能。
最近2年,化纖機(jī)械的增長(zhǎng)速度一直明顯高于一般紡織機(jī)械,特別是汽車輪胎、房地產(chǎn)高速增長(zhǎng)的帶動(dòng),化纖產(chǎn)品供不應(yīng)求。2003年的化纖機(jī)械進(jìn)口高達(dá)4.9億美元,為了減少進(jìn)口,國(guó)內(nèi)的各大主機(jī)廠正處于消化、吸收、改進(jìn)、創(chuàng)新的過(guò)程,新的工藝、新的產(chǎn)品和新的傳動(dòng)方案不斷出現(xiàn),這給變頻器廠家?guī)?lái)新的機(jī)會(huì)。
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