سوف نركز على اتجاه تطوير تطبيق محول التردد في صناعة الصباغة والتشطيب. بالنسبة لصناعة الصباغة والتشطيب، يعد استهلاك الكهرباء هو الجزء الرئيسي من تكلفة الإنتاج، ويعتبر وعاء الصباغة أحد المعدات الرئيسية التي تستهلك الطاقة لصباغة الخيوط. مع تطور تكنولوجيا التحكم في تحويل التردد، تم استخدام التحكم في تحويل التردد لفرق ضغط التدفق على نطاق واسع في صناعة الصباغة والتشطيب. أصبح التحويل الموفر للطاقة لوعاء الصباغة عن طريق تحويل التردد أيضًا الطريقة الأكثر فعالية لصناعة الصباغة والتشطيب لتقليل تكلفة استهلاك الطاقة لصباغة الخيوط وتحسين القدرة التنافسية للمنتج. ولذلك، فإن تطبيق جهاز تنظيم سرعة تحويل التردد AC على وعاء الصباغة له أهمية كبيرة لتقليل هدر الطاقة.
عملية صباغة الخيوط هي عملية عمل دورية محددة مسبقًا، أي التحكم الزمني في التدفق الداخلي والتدفق الخارجي لتحقيق عملية الصباغة. يتم تحقيق التدفقات الداخلية والخارجية بشكل أساسي من خلال تبديل المبدل؛ ويتم تحقيق تدفق الغزل بشكل أساسي بواسطة المضخة الرئيسية.
فيما يلي الخسائر الرئيسية في عملية الصباغة
(1) فقدان الأجهزة. تعتمد المضخة الرئيسية لحوض الصباغة العادية بداية التنحي Y-△ الأصلية، كما أن عزم الدوران وتيار البدء كبيران، مما يؤدي إلى تسريع شيخوخة المضخة الرئيسية والتآكل المتسارع للمبدل. زيادة تكلفة الصيانة وهدر الطاقة.
(2) خسارة الفائض. نظرًا لاختلاف إجراءات معالجة الخيوط، تختلف درجة الحرارة ومعدل التدفق والضغط المطلوب لكل عملية. بالنسبة لمحرك المضخة الرئيسي، يكون حمل وعاء الصبغة أثناء عملية الصباغة في حالة متغيرة. تم تصميم معدل تدفق المضخة وفقًا لمعدل التدفق الأقصى المطلوب. يوفر محرك المضخة الرئيسي الأصلي تدفق الضغط بسرعة ثابتة. عندما يكون معدل التدفق المطلوب لكل غزل مضخة أقل من معدل التدفق الأقصى، يتدفق اللون من خلال كل رطل من الغزل، بحيث لا يتم تلوينه في أقصر وقت، ويتم فقدان هذا الجزء من الطاقة.
(3) خسارة الاختناق. عندما يتدفق الماء عبر المنفذ العكسي للمبدل، سيكون هناك معدل تدفق وضغط معين، مما يزيد من عزم دوران صمام الملف اللولبي العكسي. في الوقت نفسه، بسبب دوران الماء بالسرعة الكاملة على المدى الطويل والاحتكاك الميكانيكي المكثف لجهاز العكس، تكون درجة حرارة حلقة الختم مرتفعة جدًا، ويكون ضجيج العاكس مرتفعًا جدًا، ويتم تقصير العمر الميكانيكي.
(4) خسارة هامش التصميم. عادة في التصميم، يتم أخذ القواسم المشتركة في الاعتبار بشكل عام، ويعتمد التصميم على السعة القصوى. ولذلك، فإن القدرة التصميمية لمحرك المضخة الرئيسية لحوض الصبغة أعلى بكثير من الحاجة الفعلية، وهناك ظاهرة "حصان كبير يسحب عربة صغيرة"، مما يؤدي إلى إهدار كبير للكهرباء.
مبدأ توفير الطاقة ونظام التحكم للتحكم في فرق ضغط التدفق
(1) تنظيم السرعة وتوفير الطاقة. وفقًا لمتطلبات عملية صباغة الخيوط، يتم تغيير أنبوب حقن الأسطوانة الرئيسية الأصلي إلى وحدة تحكم التدفق، والتي يتم تحويلها إلى إشارة تيار 4-20 مللي أمبير ثم يتم إضافتها إلى طرف الإدخال التناظري PLC كإشارة معينة للتردد. يقوم PLC باختبارها في الوقت الفعلي ومعالجتها من خلال حساب PID، بحيث يتغير تردد الخرج خطيًا مع الإشارة التناظرية لوحدة التحكم في التدفق؛ بعد أن يتم حساب الوزن المحدد بواسطة PLC، فإن الضغط المطلوب وحجم التدفق سوف يضبطان سرعة المحرك تلقائيًا، وبالتالي تقليل طاقة الخرج للمحرك. يتم تثبيت مفتاح موضع العكس في صمام الملف اللولبي العكسي لضمان تشغيل صمام الملف اللولبي العكسي بالكامل. عندما يتم عكس التدفقات الداخلية والخارجية، ستنخفض السرعة تلقائيًا وفقًا لإجراء مفتاح العكس، وسوف تتسارع تلقائيًا إلى التردد المطلوب بعد اكتمال العكس، بحيث يتم تقليل فقدان الطاقة للمحرك والصمام العكسي. ضمن نطاق التحميل بأكمله.
(2) تخفيض التكاليف وسهولة التشغيل. تتم إزالة وحدة التحكم الأصلية في مستوى الماء والإشارة المغناطيسية للأسطوانة الرئيسية واستبدالها بوحدة تحكم الإشارة التناظرية للتحكم في مستوى الماء. يتم تثبيت واجهة بين الإنسان والآلة لعرض مستوى المياه في الوقت الحقيقي للأسطوانة الرئيسية. تم تجنب الحوادث الناجمة عن التشغيل بدون ماء للأسطوانة الرئيسية. قم بإزالة جهاز التحكم في مستوى الماء في الخزان واستخدم جهاز التحكم في الإشارة التناظرية الأصلي للتحكم في مستوى الماء، مما يقلل من تكاليف الصيانة والإنتاج.
(3) تحسين معامل القدرة لتوفير الطاقة. لا تؤدي الطاقة التفاعلية إلى زيادة فقدان الخطوط وتسخين المعدات فحسب، بل الأهم من ذلك أن انخفاض عامل الطاقة يؤدي إلى انخفاض الطاقة النشطة لشبكة الطاقة. ويمكن ملاحظة أنه كلما زاد عامل القدرة، زادت القوة النشطة. تتراوح قيمة COSφ للمضخة الرئيسية العادية بين 0.6 و0.8. بعد استخدام جهاز التحكم في سرعة التردد المتغير، بسبب تأثير التعويض لمكثف المرشح في العاكس، COSφ≈1، وبالتالي تقليل الخسارة التفاعلية وزيادة الطاقة النشطة لشبكة الطاقة.
(4) توفير الطاقة بداية سهلة. نظرًا لبدء تشغيل المحرك الأصلي مباشرة أو تشغيل Y/△، فإن تيار البدء يساوي (3-7) أضعاف التيار المقنن، مما سيسبب تأثيرًا خطيرًا على المعدات الكهروميكانيكية وشبكة إمداد الطاقة، وسيزيد أيضًا متطلبات سعة الشبكة. يعد التيار الكبير والاهتزاز الناتج أثناء بدء التشغيل ضارًا للغاية بعمر خدمة الجهاز. بعد استخدام جهاز توفير الطاقة ذو التردد المتغير، فإن وظيفة البدء الناعم ستجعل تيار البدء يبدأ من الصفر، وستقتصر القيمة القصوى على مستوى الحد الحالي المحدد في تسارع العاكس، بشكل عام لا يتجاوز 1.2 مرة من التصنيف التيار، مما يقلل من التأثير على شبكة الطاقة ومتطلبات سعة شبكة الطاقة ويطيل عمر خدمة المعدات.