有关变频器的控制方式与应用 点击：2982 | 回复：44
发表于：2006-05-19 12:16:00
楼主
关于变频器的控制方式和应用还有好多朋友不是很清楚,特简单归纳如下:(北京富莱时代科技有限公司 高华峰)
变频器控制方式
变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求，进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。因此就是变频器的主电路一样，逆变器件也相同，单片机位数也一样，只是控制方式不一样，其控制效果是不一样的。所以控制方式是很重要的。它代表变频器的水平。目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制 ，转差频率控制，矢量控制，直接转矩控制，非线性控制。
U/f恒定控制
U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。由于恒U/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
转差频率控制
转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
矢量控制
矢量控制，也称磁场定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流 ， It1相当于直流电动机的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
直接转矩控制
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论，该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。转矩控制的优越性在于 ，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
变频器的选择
风机和泵类负载
在过载能力方面要求较低，由于负载转矩与速度的平方成反比，所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外)，又因为这类负载对转速精度没有什么要求，故选型时通常以价廉为主要原则，选择普通功能型变频器。
恒转矩负载
多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。选型时可选V/f控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求响应快的系统
所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快，从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性，最好选用转差频率控制的变频器。
动态，静态指标要求不高系统
这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性，才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求，如果控制系统采用开环控制，可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
动态, 静态指标要求较高的系统
对于调速精度和动态性能指标都有较高要求，以及要求高精度同步运行等场合，可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。如果控制系统采用闭环控制，可选用能够四象限运行，U/f控制方式，具有恒转矩功能型变频器。例如轧钢，造纸，塑料薄膜加工生产线。这一类对动态性能要求较高的生产机械，采用矢量控制的高性能变频器。
要求控制系统具有良好的动态，静态性能
例如电力机车，交流伺服系统，电梯，起重机等领域，可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。
结论
由于被控对象的千差万别，性能指标要求的各不相同，变频器的选择及配置远不如上述所列几种。要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平，在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求，合理选择变频器以达到资源的最佳配置，具有重要的意义。
变频器控制方式
变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求，进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。因此就是变频器的主电路一样，逆变器件也相同，单片机位数也一样，只是控制方式不一样，其控制效果是不一样的。所以控制方式是很重要的。它代表变频器的水平。目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制 ，转差频率控制，矢量控制，直接转矩控制，非线性控制。
U/f恒定控制
U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。由于恒U/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
转差频率控制
转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
矢量控制
矢量控制，也称磁场定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流 ， It1相当于直流电动机的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
直接转矩控制
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论，该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。转矩控制的优越性在于 ，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
变频器的选择
风机和泵类负载
在过载能力方面要求较低，由于负载转矩与速度的平方成反比，所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外)，又因为这类负载对转速精度没有什么要求，故选型时通常以价廉为主要原则，选择普通功能型变频器。
恒转矩负载
多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。选型时可选V/f控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求响应快的系统
所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快，从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性，最好选用转差频率控制的变频器。
动态，静态指标要求不高系统
这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性，才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求，如果控制系统采用开环控制，可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
动态, 静态指标要求较高的系统
对于调速精度和动态性能指标都有较高要求，以及要求高精度同步运行等场合，可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。如果控制系统采用闭环控制，可选用能够四象限运行，U/f控制方式，具有恒转矩功能型变频器。例如轧钢，造纸，塑料薄膜加工生产线。这一类对动态性能要求较高的生产机械，采用矢量控制的高性能变频器。
要求控制系统具有良好的动态，静态性能
例如电力机车，交流伺服系统，电梯，起重机等领域，可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。
结论
由于被控对象的千差万别，性能指标要求的各不相同，变频器的选择及配置远不如上述所列几种。要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平，在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求，合理选择变频器以达到资源的最佳配置，具有重要的意义。
（二）印刷机械
1．使用现状及特点
老式纸机很多采用单直流电机传动，通过机械分配转速的方式。由于在生产过程中机械磨损、皮带的打滑等因素，造成速度匹配失调，容易形成断纸、厚薄不均等现象。同时由于现场高温潮湿，使电机维护量增加。为了优化产品质量，提高劳动生产率，很多现场已将其改为多电机分部传动，即取消直流电机及其动力的机械传动部分，在每一个传动分部安装交流电机，采用交流多点传动方式。为了得到平稳的运转速度，目前企业已经非常重视带有变频功能的新产品的开发，利对国家对进口技术先进的印刷机械产品和重点引资合作生产的印刷机械的免税政策，广泛采用当代先进的电气控制手段，如PC机、PLC网络控制、CPU计算机控制、变频调速技术等作为新产品开发和老产品改造的优选方案，仅1998年就完成新产品开发近30个品种，100多种规格。行业中的许多企业在产品开发中已经广泛采用了变频技术。
2．需求特点
造纸机的传动包括网部、压榨部、烘缸、施胶、压光、卷取等分部。其传动为变速传动。为了生产过程纸页特性变化的需要，造纸机的传动必须能够在一定范围内调节车速，并且各个分部的速度能单独调节。这就要求主频器能够对于各分部速度进行准确方便地调整；要求传动效率高，降低动力能耗；各部分的负荷控制和传动的管理比较方便；便于生产过程的自动控制和调整，降低维护费用和节省劳动力。为此目的，一般向这个行业提供的产品一般要求有：
（1）最好是专业型变频器，能比通用型产品更适合于环境恶劣的工业生产现场；
（2）各模块实现标准化及模块化，变频器的结构非常紧凑，主板及扩展板都有是通过总线插槽连接，各组件接近，便于维修；
（3）装置具有很高的可靠性，以适应高集成度的要求；
（4）搞干扰性好，运行可靠，不受元器件老化和温度漂移的影响，能长期保持稳定的控制精度；
（5）适应电源电压波动范围广，能自动适应电网频率变化45-65HZ；
（6）具有很强的自诊断处理功能，提供有关故障原因的补充信息，使故障排除更为简单，维护方便；
（7）灵活多变的通讯能力。可采用USS、PEER TO PEER、PROFIBUS-DP、CAN、SIMOLINK等多种方式通讯及联网；
（8）32位CPU全数字控制，功能丰富；
（9）可针对具体交流电机进行优化，以达到优良的控制性能；
（10）低速时也能提供额定转矩。
3．行业发展状况
我国目前约有印刷机械企业 70多家，年实现利润约为2亿元，产品销售收入约为26亿元，每年增幅大约为3%-5%。主要产品逐年有所增长，其中胶印机年产约为8000台，切纸机年产约为4000台，装订机械年产600台。
4．对变频器的具体要求
印刷机电成套系统要求变频器能够提供用于各种印刷机械用张力控制系统（浮辊控制，锥形张力，恒线速控制）、伺服驱动系统，检测元件等。
此外，对于造纸机械同步是重要问题，在造纸过程中，保持各传动子系统之间的同步运行是尤为重要的。这种同步，不仅仅是稳速运行时需要同步，而且在加减速的动态过程中也需要保证线速度的一致。为达到同步的目的，变频器可以采用光电编码器的反馈方式，通过矢量运算，控制转矩和磁通的电流分量，获得同直流传动相媲美的动态特性，保证同步的可实现性。还可以建立速度给定值链，在各个变频器之间建立装置通讯过程，通过此方式能够将速度给定值用数字量迅速而准确地传递给每一个变频器，消除模拟信号传递中由于线路损耗、干扰等带来的信号漂移、干扰所带来的不利影响。各个分部之间不同的机械变化则由变频器内部不同的比例因子控制，从而实现动态与稳态时各分部线速度的恒比例运行。
发表于：2006-05-24 13:25:00
14楼
用户分析
近年来我国变频调速技术在不同的行业得到了的广泛的应用，发展非常迅速。
国家经贸委会同有关部门对变频调速技术的开发及推广应用非常重视，在技术开发、技术改造方面给予了重点扶持，组织了变频调速技术的评测推荐工作，并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的重点投资方向，同时鼓励单位开展统贷统还方式，抓开发、抓示范工程、抓推广应用。为此还专门成立了风机水泵节能中心，开展信息咨询和培训。
1998年1月1日实施的《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。在国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被列入重点组织实施的10项资源节约综合利用技术改造示范工程之一。即将出台的限制性政策规定：对新建和扩建工程需要调速运行的风机和水泵，一律不准采用挡板和阀门调节流量；对采用挡板和阀门调节流量的要分期、分批、有步骤地进行调速改造。据有关资料表明，我国变频调速技术已经取得了如下成绩：
（1）变频调速技术的应用范围已发展到新阶段。石油、石化、机械、冶金等行业都经过了单系统试用、大量使用和整套装置系统使用3个发展阶段。
（2）变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施。很多用户实践的结果证明，节电率一般在10% ~ 30%，有的高达40%，更重要的是生产中一些技术难点也得到解决。
通用型变频器和专用型（非通用型）变频器是按用途来划分的。 通用型一般应用于工业领域，市场需求量大，但功能基本相同（高功能型V／F控制），多为中小功率变频器，能满足大多数调速控制的要求，生产家厂家一般也能够将其产品进行系列化、批量化生产。
专用变频器一般指应用于特殊场合的变频器，如原子能工业，宇航领域、石油、化工、煤矿井下易燃易爆场合，以及医疗等特殊设备；另外是指一些特殊功能的地方，例如四象限运行的电梯、升降机和轨道交通等位势负载、高速运行的磨头，卷绕机（化纤）的高频变频器及动态响应快的变频器如机床的主轴和伺服驱动等。
通用型变频器在许多领域都已经得到广泛的应用，在此我们选择一些主要行业分析变频技术的应用进展情况，同对对该行业的应用前景进行预测。
近年来我国变频调速技术在不同的行业得到了的广泛的应用，发展非常迅速。
国家经贸委会同有关部门对变频调速技术的开发及推广应用非常重视，在技术开发、技术改造方面给予了重点扶持，组织了变频调速技术的评测推荐工作，并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的重点投资方向，同时鼓励单位开展统贷统还方式，抓开发、抓示范工程、抓推广应用。为此还专门成立了风机水泵节能中心，开展信息咨询和培训。
1998年1月1日实施的《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。在国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被列入重点组织实施的10项资源节约综合利用技术改造示范工程之一。即将出台的限制性政策规定：对新建和扩建工程需要调速运行的风机和水泵，一律不准采用挡板和阀门调节流量；对采用挡板和阀门调节流量的要分期、分批、有步骤地进行调速改造。据有关资料表明，我国变频调速技术已经取得了如下成绩：
（1）变频调速技术的应用范围已发展到新阶段。石油、石化、机械、冶金等行业都经过了单系统试用、大量使用和整套装置系统使用3个发展阶段。
（2）变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施。很多用户实践的结果证明，节电率一般在10% ~ 30%，有的高达40%，更重要的是生产中一些技术难点也得到解决。
通用型变频器和专用型（非通用型）变频器是按用途来划分的。 通用型一般应用于工业领域，市场需求量大，但功能基本相同（高功能型V／F控制），多为中小功率变频器，能满足大多数调速控制的要求，生产家厂家一般也能够将其产品进行系列化、批量化生产。
专用变频器一般指应用于特殊场合的变频器，如原子能工业，宇航领域、石油、化工、煤矿井下易燃易爆场合，以及医疗等特殊设备；另外是指一些特殊功能的地方，例如四象限运行的电梯、升降机和轨道交通等位势负载、高速运行的磨头，卷绕机（化纤）的高频变频器及动态响应快的变频器如机床的主轴和伺服驱动等。
通用型变频器在许多领域都已经得到广泛的应用，在此我们选择一些主要行业分析变频技术的应用进展情况，同对对该行业的应用前景进行预测。
发表于：2006-05-24 13:27:00
15楼
（一）纺织机械
1．使用现状及特点
近10年来，国家加大对纺织工业的政策扶植，纺织工业出现复苏，与此同时，纺机行业也大量开发新型棉纺成套设备，其中大量采用了新的控制技术使产品的整机可靠性、纺制质量和自动化程度不断提高。如细纱机采用PLC控制，采用变频调速，纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。此外纺织设备中采用了集体变频调速技术，并可视用户不同品种需要，实行单锭、分组或分段变频调速。
此外，国家经贸委对于国内新型印染机械的技术引进也非常重视，仅在“九五”期间，国家将新型染整设备及工艺技术作为专项重大引进消化吸收计划项目，对一些主要生产企业进行技术引进，这些技术中多用到了变频调速装置，目前这些引进企业的产品已经投放市场。
2．需求特点
（1）改造旧设备 如对精纺机进行调速主传动装置的调速改造，通过用异步电动机，并配了一台变频器替代原有整流子电机，使设备的使用效果出现改观。
（2）开发新产品。
3．行业发展状况
1999年开始，由于国内对纺织行业加大压锭限产和行业重组的力度，目前相关工作已经取得了一定的效果，大量纺织企业经营形势开始好转，对纺织机械的需求开始趋旺。而纺机产品今后的研发必须适应国际纺机设备发展的四个趋势：一是高速、高产、优质、高效；二是扩大设备的工艺功能，适应市场发展对纺织品变化的要求；三是电子技术要在纺机设备中广泛应用；四是重视节能和环保。
4．对变频器的具体要求
纺织机械采用变频器时考虑的主要是减少机器由于反复起停而造成的毛纱的断头增加。因此在选择配套时对转矩、起动频率、加减速时间、停车制动等数码设定要特别注意，使用时也要经过反复调试才能得到满意的结果。使用变频器可以减少外部接线数和开关设备等，相同条件下进行设备的调节、操作、维护比较方便。
在具体的使用环境中，要求控制线要用屏蔽线或双绞线且远离主回路线，防止干扰而误动作，同时接地要牢靠。变频器箱体一般安装在原开关箱侧板或箱内，因此需要注意通风。
5．需求预测
国内现有1000多家生产纺织机械和器材的不同所有制企业，在地区分布上主要集中在两大集团和三个基地。两大集团是：中国纺织机械（集团）有限公司、上海太平洋机电集团公司；三个基地是：江苏省、浙江省、山东省，这五大块纺机产量占全国总产量的近90%。
（1）技术结构调整的影响 由于到1999年底纺织工业压缩规模任务已基本完成，技术结构调整将开始由单纯的压锭转向压改结合阶段，棉纺行业在压缩淘汰1000万锭的基础上，将重点利用财政债券支持技改的政策，加快技术改造步伐，“十五”期间更新改造1000万锭，配套进行织机的改造，提高行业的技术装备水平，重点改造清梳联、精梳机、自动络筒机、无梭织机及其配套设备，解决纱、布质量问题。2000年结合中心城市压锭重组工作的重点将是更新改造200万锭。
（2）地区布局调整的影响 为实现产业结构的调整，优化资源配置，国家拟对纺织行业的地区布局进行调整，分布于东南沿海经济发达地区的纺织企业将有大部分迁往中西部地区，以充分利用中西部地区大量的廉价原材料和劳动力，从整体上提升纺织工业的竞争实力。大部分搬迁的和新建的纺织企业，都需要技术改造、设备更新，新购、添置纺织器械，无疑将为国内纺机企业造就大量的市场机会。
（3）出口增加的影响 由于国内加强了成套设备的生产能力，出口将得到很大的促进。目前国际纺织行业同样也在进行区域性调整，世界纺织行业的中心正在向亚洲等第三世界转移，第三世界纺织行业也亟待进行技术改造。我国目前已经形成了较为完整的纺织机械制造体系，特别是在棉纺成套设备领域，纺机企业凭借较高的价格性能比将占有较大的第三世界市场份额。
综上所述，今后几年，国内对纺机产品的需求呈现上升态势，而新开发的产品为适应市场需求大量采用了新的控制技术来提高产品的自动化程度和工作质量。
1．使用现状及特点
近10年来，国家加大对纺织工业的政策扶植，纺织工业出现复苏，与此同时，纺机行业也大量开发新型棉纺成套设备，其中大量采用了新的控制技术使产品的整机可靠性、纺制质量和自动化程度不断提高。如细纱机采用PLC控制，采用变频调速，纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。此外纺织设备中采用了集体变频调速技术，并可视用户不同品种需要，实行单锭、分组或分段变频调速。
此外，国家经贸委对于国内新型印染机械的技术引进也非常重视，仅在“九五”期间，国家将新型染整设备及工艺技术作为专项重大引进消化吸收计划项目，对一些主要生产企业进行技术引进，这些技术中多用到了变频调速装置，目前这些引进企业的产品已经投放市场。
2．需求特点
（1）改造旧设备 如对精纺机进行调速主传动装置的调速改造，通过用异步电动机，并配了一台变频器替代原有整流子电机，使设备的使用效果出现改观。
（2）开发新产品。
3．行业发展状况
1999年开始，由于国内对纺织行业加大压锭限产和行业重组的力度，目前相关工作已经取得了一定的效果，大量纺织企业经营形势开始好转，对纺织机械的需求开始趋旺。而纺机产品今后的研发必须适应国际纺机设备发展的四个趋势：一是高速、高产、优质、高效；二是扩大设备的工艺功能，适应市场发展对纺织品变化的要求；三是电子技术要在纺机设备中广泛应用；四是重视节能和环保。
4．对变频器的具体要求
纺织机械采用变频器时考虑的主要是减少机器由于反复起停而造成的毛纱的断头增加。因此在选择配套时对转矩、起动频率、加减速时间、停车制动等数码设定要特别注意，使用时也要经过反复调试才能得到满意的结果。使用变频器可以减少外部接线数和开关设备等，相同条件下进行设备的调节、操作、维护比较方便。
在具体的使用环境中，要求控制线要用屏蔽线或双绞线且远离主回路线，防止干扰而误动作，同时接地要牢靠。变频器箱体一般安装在原开关箱侧板或箱内，因此需要注意通风。
5．需求预测
国内现有1000多家生产纺织机械和器材的不同所有制企业，在地区分布上主要集中在两大集团和三个基地。两大集团是：中国纺织机械（集团）有限公司、上海太平洋机电集团公司；三个基地是：江苏省、浙江省、山东省，这五大块纺机产量占全国总产量的近90%。
（1）技术结构调整的影响 由于到1999年底纺织工业压缩规模任务已基本完成，技术结构调整将开始由单纯的压锭转向压改结合阶段，棉纺行业在压缩淘汰1000万锭的基础上，将重点利用财政债券支持技改的政策，加快技术改造步伐，“十五”期间更新改造1000万锭，配套进行织机的改造，提高行业的技术装备水平，重点改造清梳联、精梳机、自动络筒机、无梭织机及其配套设备，解决纱、布质量问题。2000年结合中心城市压锭重组工作的重点将是更新改造200万锭。
（2）地区布局调整的影响 为实现产业结构的调整，优化资源配置，国家拟对纺织行业的地区布局进行调整，分布于东南沿海经济发达地区的纺织企业将有大部分迁往中西部地区，以充分利用中西部地区大量的廉价原材料和劳动力，从整体上提升纺织工业的竞争实力。大部分搬迁的和新建的纺织企业，都需要技术改造、设备更新，新购、添置纺织器械，无疑将为国内纺机企业造就大量的市场机会。
（3）出口增加的影响 由于国内加强了成套设备的生产能力，出口将得到很大的促进。目前国际纺织行业同样也在进行区域性调整，世界纺织行业的中心正在向亚洲等第三世界转移，第三世界纺织行业也亟待进行技术改造。我国目前已经形成了较为完整的纺织机械制造体系，特别是在棉纺成套设备领域，纺机企业凭借较高的价格性能比将占有较大的第三世界市场份额。
综上所述，今后几年，国内对纺机产品的需求呈现上升态势，而新开发的产品为适应市场需求大量采用了新的控制技术来提高产品的自动化程度和工作质量。
发表于：2006-05-30 10:09:00
20楼
（二）印刷机械
1．使用现状及特点
老式纸机很多采用单直流电机传动，通过机械分配转速的方式。由于在生产过程中机械磨损、皮带的打滑等因素，造成速度匹配失调，容易形成断纸、厚薄不均等现象。同时由于现场高温潮湿，使电机维护量增加。为了优化产品质量，提高劳动生产率，很多现场已将其改为多电机分部传动，即取消直流电机及其动力的机械传动部分，在每一个传动分部安装交流电机，采用交流多点传动方式。为了得到平稳的运转速度，目前企业已经非常重视带有变频功能的新产品的开发，利对国家对进口技术先进的印刷机械产品和重点引资合作生产的印刷机械的免税政策，广泛采用当代先进的电气控制手段，如PC机、PLC网络控制、CPU计算机控制、变频调速技术等作为新产品开发和老产品改造的优选方案，仅1998年就完成新产品开发近30个品种，100多种规格。行业中的许多企业在产品开发中已经广泛采用了变频技术。
2．需求特点
造纸机的传动包括网部、压榨部、烘缸、施胶、压光、卷取等分部。其传动为变速传动。为了生产过程纸页特性变化的需要，造纸机的传动必须能够在一定范围内调节车速，并且各个分部的速度能单独调节。这就要求主频器能够对于各分部速度进行准确方便地调整；要求传动效率高，降低动力能耗；各部分的负荷控制和传动的管理比较方便；便于生产过程的自动控制和调整，降低维护费用和节省劳动力。为此目的，一般向这个行业提供的产品一般要求有：
（1）最好是专业型变频器，能比通用型产品更适合于环境恶劣的工业生产现场；
（2）各模块实现标准化及模块化，变频器的结构非常紧凑，主板及扩展板都有是通过总线插槽连接，各组件接近，便于维修；
（3）装置具有很高的可靠性，以适应高集成度的要求；
（4）搞干扰性好，运行可靠，不受元器件老化和温度漂移的影响，能长期保持稳定的控制精度；
（5）适应电源电压波动范围广，能自动适应电网频率变化45-65HZ；
（6）具有很强的自诊断处理功能，提供有关故障原因的补充信息，使故障排除更为简单，维护方便；
（7）灵活多变的通讯能力。可采用USS、PEER TO PEER、PROFIBUS-DP、CAN、SIMOLINK等多种方式通讯及联网；
（8）32位CPU全数字控制，功能丰富；
（9）可针对具体交流电机进行优化，以达到优良的控制性能；
（10）低速时也能提供额定转矩。
3．行业发展状况
我国目前约有印刷机械企业 70多家，年实现利润约为2亿元，产品销售收入约为26亿元，每年增幅大约为3%-5%。主要产品逐年有所增长，其中胶印机年产约为8000台，切纸机年产约为4000台，装订机械年产600台。
4．对变频器的具体要求
印刷机电成套系统要求变频器能够提供用于各种印刷机械用张力控制系统（浮辊控制，锥形张力，恒线速控制）、伺服驱动系统，检测元件等。
此外，对于造纸机械同步是重要问题，在造纸过程中，保持各传动子系统之间的同步运行是尤为重要的。这种同步，不仅仅是稳速运行时需要同步，而且在加减速的动态过程中也需要保证线速度的一致。为达到同步的目的，变频器可以采用光电编码器的反馈方式，通过矢量运算，控制转矩和磁通的电流分量，获得同直流传动相媲美的动态特性，保证同步的可实现性。还可以建立速度给定值链，在各个变频器之间建立装置通讯过程，通过此方式能够将速度给定值用数字量迅速而准确地传递给每一个变频器，消除模拟信号传递中由于线路损耗、干扰等带来的信号漂移、干扰所带来的不利影响。各个分部之间不同的机械变化则由变频器内部不同的比例因子控制，从而实现动态与稳态时各分部线速度的恒比例运行。
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