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永磁同步伺服驅(qū)動系統(tǒng)的細(xì)紗機綜合節(jié)能提效改造方案
細(xì)紗機是目前國內(nèi)棉紡行業(yè)中數(shù)量最多，耗電量最大的一種機械。傳統(tǒng)細(xì)紗機由于其運行轉(zhuǎn)速是通過更換皮帶盤或雙速電機來實現(xiàn)的，不能實現(xiàn)運轉(zhuǎn)過程中的無級變速，因此造成小紗及大紗階段產(chǎn)生較高斷頭率，損失原料，并影響紗線的產(chǎn)量及質(zhì)量。而采用專用細(xì)紗機驅(qū)動器、永磁伺服同步電機的方案，根據(jù)工藝實時調(diào)節(jié)電機運行轉(zhuǎn)速，剛好可以解決這個問題，還可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。根據(jù)對華源紡機的實地調(diào)研以及我們在該行業(yè)大量的改造經(jīng)驗，對華源的經(jīng)緯502型號紡機我們提出棉紡專用驅(qū)動器MV600B加永磁同步伺服電機WDS180-15的方案。
1、 棉紡專用變頻器產(chǎn)品介紹
棉紡專用變頻器MV600B為高性能矢量控制變頻器，采用了先進(jìn)的一體化驅(qū)動解決方案，實現(xiàn)了異步電機驅(qū)動一體化，轉(zhuǎn)矩控制、速度控制的一體化，其各項驅(qū)動指標(biāo)均達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水準(zhǔn)，滿足各種復(fù)雜客戶應(yīng)用的高性能化需求。同時MV600B具有完善的防跳閘控制以及適應(yīng)惡劣電網(wǎng)、溫度、濕度和粉塵的能力，大大提高產(chǎn)品可靠性和對現(xiàn)場的適應(yīng)性。
MV600B通過電磁兼容性整體設(shè)計，并采用優(yōu)化PWM控制技術(shù)，
滿足用戶對應(yīng)用場所的低噪音、低電磁干擾的環(huán)保要求。此外作用棉紡專用變頻器，針對棉紡車間，細(xì)小纖維多，會逐漸粘附在變頻器風(fēng)扇周圍，導(dǎo)致風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢，如果不定期清理，風(fēng)扇會堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致變頻器散熱能力變差，直至損害的情況，創(chuàng)新型的將細(xì)紗機的風(fēng)道與變頻器的散熱需求相結(jié)合，達(dá)到既解決了變頻器散熱問題，又不額外增加場地的效果。實物圖片如下：
MV600B外觀圖
2、 細(xì)紗機專用永磁同步伺服電機WDS180-15介紹
型號WDS180-15
額定功率（kW）： 15
額定電壓（V） ： 380
額定電流（A）： 24A
額定轉(zhuǎn)速（Rpm）： 1500
定轉(zhuǎn)矩（N.m）：95.5
實物圖片：
三種方案的比較：
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單位時間生產(chǎn)效率
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-
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變化小
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提高2%以上
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節(jié)能率
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不節(jié)能
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略節(jié)能
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節(jié)能3%以上
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原料節(jié)省率
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差
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較好
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很好
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產(chǎn)品質(zhì)量
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低
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比較好
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很好
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產(chǎn)品合格率
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低
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一般
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高
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減少用工
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差
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好
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很好
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斷頭減少率
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-
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-
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15%以上
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調(diào)速范圍
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960/1460（r/min）
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調(diào)速寬，但低速溫升高，不能恒轉(zhuǎn)矩輸出。
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0-1500r/min，低速溫升低，可恒轉(zhuǎn)矩輸出
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散熱性能
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差
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比較好
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很好
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更改工藝參數(shù)
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差
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一般
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好
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傳動穩(wěn)定性
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差
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差
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好
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電機效率和溫升
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效率一般
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效率降低，溫升相比伺服要提高10%-20%以上
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效率高，溫升低
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電機故障率
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故障率高
1.電壓沖擊，絕緣老化，電機壽命減少。
2.諧波電磁噪聲與震動。
3.電機低轉(zhuǎn)速運行溫升高。
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故障率低
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P13.16
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簡易PLC 運行方式選擇
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PLC 運行方式
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LED 個位：PLC 運行方式
0：單循環(huán)后停機
1：單循環(huán)后保持最終值
2：連續(xù)循環(huán)
LED 十位：起動方式
0：從第一段開始重新運行
1：從停機（或故障）時刻的階段繼續(xù)運行
2：從停機（或故障）時刻階段、頻率繼續(xù)運行
LED 百位：掉電存儲
0：不存儲
1：存儲掉電時刻階段、頻率
LED 千位：階段時間單位選擇
0：s
1：m
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階段1設(shè)置
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階段1設(shè)置
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LED 個位：
0：多段給定 (P13.00決定是多段速或多段閉環(huán)給定)
1：數(shù)字給定1：鍵盤∧∨給定
2：數(shù)字給定2：端子UP/DN給定
3：保留
4：AI模擬給定
5：端子PULSE給定
6：過程閉環(huán)PID
7:PLC卡或者總線給定（保留）
LED 十位：
0：正轉(zhuǎn)
1：反轉(zhuǎn)
2：由運行命令確定
LED 百位：
0：加減速時間1
1：加減速時間2
2：加減速時間3
3：加減速時間4
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階段1運行時間
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階段1運行時間
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0.0~6500.0
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P13.19
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階段2設(shè)置
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階段2設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.20
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階段2運行時間
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階段2運行時間
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0.0~6500.0
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P13.21
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階段3設(shè)置
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階段3設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.22
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階段3運行時間
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階段3運行時間
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0.0~6500.0
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P13.23
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階段4設(shè)置
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階段4設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.24
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階段4運行時間
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階段4運行時間
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0.0~6500.0
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P13.25
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階段5設(shè)置
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階段5設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.26
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階段5運行時間
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階段5運行時間
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0.0~6500.0
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P13.27
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階段6設(shè)置
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階段6設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.28
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階段6運行時間
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階段6運行時間
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0.0~6500.0
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P13.29
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階段7設(shè)置
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階段7設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.30
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階段7運行時間
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階段7運行時間
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0.0~6500.0
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P13.31
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階段8設(shè)置
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階段8設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.32
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階段8運行時間
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階段8運行時間
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0.0~6500.0
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P13.33
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階段9設(shè)置
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階段9設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.34
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階段9運行時間
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階段9運行時間
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0.0~6500.0
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P13.35
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階段10設(shè)置
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階段10設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.36
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階段10運行時間
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階段10運行時間
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0.0~6500.0
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P13.37
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階段11設(shè)置
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階段11設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.38
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階段11運行時間
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階段11運行時間
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0.0~6500.0
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P13.39
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階段12設(shè)置
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階段12設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.40
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階段12運行時間
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階段12運行時間
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0.0~6500.0
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P13.41
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階段13設(shè)置
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階段13設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.42
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階段13運行時間
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階段13運行時間
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0.0~6500.0
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P13.43
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階段14設(shè)置
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階段14設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.44
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階段14運行時間
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階段14運行時間
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0.0~6500.0
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P13.45
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階段15設(shè)置
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階段15設(shè)置
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同階段設(shè)置1
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P13.46
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階段15運行時間
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階段15運行時間
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0.0~6500.0
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MV600B變頻器改造接線圖：
使用中需注意以下幾點：(1)變頻器容許的功率與配制的細(xì)紗機主軸電機的實際使用功率要有余地。否則，會由于機臺間機械傳動阻力差異及工藝上壓力調(diào)整等因素造成變頻器負(fù)荷過重或過栽停車。(2)變頻器散熱問題一直是紡織行業(yè)中的重點如直接用通用變頻器會造成風(fēng)道很快堵塞無法正常工作，甚至?xí)䶮嵬＼嚒｛湼衩滋丶徔棇Ｓ米冾l采用嵌入式，大散熱片結(jié)構(gòu)很好的解決了該問題。
4、改造為客戶創(chuàng)造價值
在用MV600B+ WDS180-15對F502進(jìn)行改造后，根據(jù)理論計算及改造經(jīng)驗，我們認(rèn)為可以為客戶創(chuàng)造如下幾方面的價值：
1、 系統(tǒng)能實現(xiàn)準(zhǔn)確無極調(diào)速，紡紗品種及紗線質(zhì)量將會得到提高。小紗階段斷頭率將提高15%以上。在機器自身和紗線允許的情況下，可以提高機器的運行轉(zhuǎn)速，從而提高效率，單位時間內(nèi)生產(chǎn)效率至少提高2%。
2、 變頻器采用軟啟動模式，對電網(wǎng)沖擊和細(xì)紗機自身的電氣元器件沖擊大大減小，提高了電氣系統(tǒng)自身的可靠性和元器件壽命，設(shè)備故障率低，維護(hù)保養(yǎng)工作量小。
3、 永磁同步伺服電機的引入，能夠做到節(jié)能減排，可以實現(xiàn)3%以上的節(jié)電率。
4、 變頻器作為現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)品，配置有各種通訊總線接口，方便以后工廠系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和自動化管理。
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