引言

倍捻機是一種加捻設備，加捻是把松散的纖維須條加以適量的捻度,使之成紗或者把紗、絲捻合成股線、纜繩，最終使紗線具有一定的物理機械性能和一定的外觀，如紗線的強度、彈性、伸長率、毛羽、光澤、手感等。加捻后成紗的結構、形態(tài)發(fā)生變化，能使織物獲得特殊的外觀效應，如縐效應。倍捻機可以實現一轉兩捻，加捻效率比傳統捻線設備成倍提高。

一、   高速倍捻機工作原理 

常見的倍捻機每個單元設計為8錠,前后兩面共16錠。每錠的工作原理如圖1 所示，當錠子電機帶動錠子轉動的同時，槽筒和捻絲筒在線速電機的帶動下也同步轉動，從而使紗線從供絲筒子進入張力管，穿過張力珠，被張力珠的彈性作用所壓緊，形成一個握持點，紗線退離空心錠子的中心孔，垂直進入錠盤，接著紗線由錠盤出口經儲紗區(qū)偏轉到達靜止導紗鉤，并形成氣圈，氣圈的高度由導絲鉤的位置確定，紗線經導紗鉤后，到達超喂羅拉，最后紗線經過導紗器交叉卷繞在筒子上。

圖1  工藝原理圖

二、四方E550高速倍捻機控制方案介紹

本方案介紹的高速倍捻機為單錠設計，最高錠速達到15000r/min。每錠單獨由一臺高速異步電機控制,都能單獨控制啟停。超喂羅拉由一臺異步電機控制,稱其為超喂電機。捻絲筒子由一臺異步電機控制,稱為線速電機。在每一錠中，捻絲筒子在機器運行時可以通過機械裝置投入工作和分離工作。

圖2   機械結構圖

高速倍捻機線速電機、超喂電機、錠速電機轉速由下面的公式決定：

線速電機線速=錠速電機轉速*2/捻度=2π*線速輪半徑*線速電機轉速

超喂電機線速=線速電機線速*超喂量=2π*超喂輪半徑*超喂電機轉速

高速倍捻機對轉速精度要求比較高，一般要求在不同的轉速時誤差±10r/min以內。通過高速接近開關作為速度反饋信號，接入E550變頻器的高速脈沖輸入端子，組成速度閉環(huán)的方式，轉速精度誤差±10r/min，完全滿足現場工藝要求。通過專用的速度修正系數，還可以對轉速進行手動微調，進一步提高轉速精度。

圖3 系統控制圖

如圖3所示，觸摸屏根據公式，通過宏指令，來給定錠速變頻器、線速變頻器、超喂變頻器頻率，以及變頻器的轉向。此外，E550變頻器可以選擇不返回數據的通信方式，進一步提高通信的速度，提高系統的運行效率。

主要變頻器參數設置：

① 錠速變頻器參數設定

② 超喂變頻器參數設定

③ 線速變頻器參數設定

三、系統方案的特點

1、節(jié)省成本，本方案采用接近開關信號作為速度反饋，搭配高速脈沖輸入接口組成實現速度閉環(huán)系統，節(jié)省了編碼器的成本；系統使用觸摸屏直接控制，變頻器集成了相關工藝參數，省去了PLC的環(huán)節(jié)，進一步降低成本。

2、控制精度高，通過高速接近開關組成速度閉環(huán)控制，實測轉速誤差± 10r/min；

3、安裝調試簡便，只需要簡單的配線即可組成整套系統；

4、抗干擾能力強，全系列產品經過EMC測試，確保通信可靠性；采用不返回數據的MODBUS通信方式，類似與通信廣播的方式，進一步降低MODBUS通信的失敗率。

四、 小結：

本方案變頻器通過高速接近開關實現轉速閉環(huán)系統，解決了通用型變頻器無法實現高轉速精度的要求；采用通信不返回數據功能，實現了上位機與多臺變頻器的高速穩(wěn)定通信。

本方案已在浙江某大型紡織機械廠批量使用，由于方案性價比高，系統穩(wěn)定可靠，使產品具有很強的競爭力，得到用戶的一致好評。