一、引言

      染布工艺经过长时间的积累，已经形成一套相对固定的工艺流程。但是随着布料种类、染料种类和印染要求的不同，染布工艺越来越复杂跟精细化，单纯的人工处理，难以解决且效率较低，只能单纯依靠人自身经验。染缸是染纱的主要设备之一，也是主要的能耗设备之一。在如今资源日益紧张、纺织行业竞争日益激烈的局势下，降低能耗就是降低企业生产成本，增加企业竞争力。；随着变频控制技术的发展，对流量压差进行变频控制已在染整行业中得到广泛的应用。采用变频节能对染缸的节能改造也已成为染整业降低染纱的能耗成本、提高产品竞争力的最有效的途径。因此交流变频调速装置在染缸上的应用，对于减少能源浪费具有重要意义。

二、纺织染缸基本原理

      染缸系统用于为布料着色，调节温度，压力，和颜料流量形成一定工艺条件，在相对稳定水位、压力、温度条件下对布料进行染色。

染缸系统结构图

染缸结构图

染缸现场图片

三、传统染缸的缺点

      染纱工艺是一个按照预定的周期性动作过程，即是内流与外流的时间控制达成染色工艺。其内外流主要靠换向器换向实现；而纱的流量主要靠主泵实现。

第一为硬件损耗。

      普通染缸主泵采用原始的Y-△降压启动，其启动转矩和启动电流大，加快主泵的老化和换向器的加速磨损。提高了维修成本和能源的浪费。

第二为溢流损耗。

      随纱的加工工序不同，各工序所需温度、流量、压力不同，对于主泵马达而言，染缸在染色过程的负载是处于变化状态。而泵的流量是按照所需的最大流量来设计的，其原主泵马达以恒定的转速提供的压力流量，当每泵纱所需的流量小于最大流量时，色料反而流过了每一磅纱，使其没有在最短的时间内加色，这一部分能量就损耗掉了。

第三为节流损耗。

      当水流经换向器的换向口时会有一定的流量和压力，增加换向电磁阀的力矩，同时由于水长期全速循环流动与换向器件机械剧烈磨擦，造成密封圈温度过高，换向器噪音过大，机械寿命缩短等不良现象。

第四为设计余量损耗。

      通常在设计中，一般会考虑到共用性，设计时以最大容量为基础，因此染缸主泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的大量浪费。

四、欧科变频器应用节能原理

 第一、调速节能。

      根据染纱的工艺要求,把原来的主缸注料管改成流量控制器经转换为4-20mA电流信号后加在PLC模拟输入端作为变频器的频率给定信号，PLC对其进行实时采样并通过PID运算处理，使输出给变频器的频率随流量控制器的模拟信号成线形变化；在经过给出的磅数大小通过PLC运算后，需要压力和流量大小会自动调节电机转速，从而降低电机的输出功率，在换向电磁阀处加装换向到位开关，已确保换向电磁阀完全动作到位。内外流换向时会根据换向开关动作自动降低转速，等换向完成后自动加速到所需频率，使电机和换向阀在整个负载范围内的能量损耗达到最小程度。

第二、成本降低、操作方便。

      把主缸原有的水位控制器和磁石信号去掉改成模拟信号控制器以实现控制水位的高低。并加装人机界面来查看主缸的实时水位。已免主缸无水运行造成事故发生。去掉料缸水位控制器，用原有的模拟信号控制器实现水位高低控制，降低维修成本和生产成本。

第三、提高功率因数节能。

      无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因为功率因数的降低导致电网有功功率的降低。可知，当功率因数越大 ，有功功率越大。普通主泵COSφ值在0.6-0.8之间，而使用变频调速装置后，由于变频器内滤波电容的补偿作用，使得COSφ≈1，从而减小了无功损耗，增大了电网的有功功率。

第四、软启动节能。

      由于原电机为直接启动或Y/△启动，启动电流等于(3-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会增加电网容量要求，启动时产生的大电流和震动对设备的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值被限制在变频器设置的加速中电流限幅水平以内，一般不超过1.7倍额定电流，减轻了对电网的冲击和对电网容量的要求，延长了设备的使用寿命。

五、染缸系统电气结构及变频器外部接线原理图

1.染缸电气结构图：

2.变频器外部接线原理图

3.变频器参数设置

六、变频器日常维护及注意事项

1.此工作环境比较潮湿、闷热，需要注意变频器防水、防腐、过热防护；

2.安装时电机注意接地，不要零线与地线共用；

3.模拟量信号线与主动力线要交叉走线，防止干扰。