一．捻股機概述

捻股機是將若干金屬絲按一定捻距和捻向絞擰成股的設備，它由傳動裝置、捻制機體、壓線瓦裝置、牽引裝置、安全和停車裝置、收排線裝置等主體部件及起重機、焊接機、切割機等一系列輔助機械組成。通常所說的捻股機指其主體部分而不包含輔助機械。捻股機按機體結構類型有筐籃式、管式和無管式等幾種。如下圖所示：

框籃式和管式捻股機結構如下圖：

管式捻股機應用較多，現主要談該機型。如圖，管式捻股機由放線、主機筒體、變速和牽引、收線、電器控制等部分組成，機體由一節或數節筒體組成。載線工字輪在機體內沿中心呈一字形排列。工字輪放線時始終保持水平狀態。筒體的高速旋轉與牽引裝置產生的直線牽引相配合，使鋼絲產生螺旋線纏繞和股的直線運動，形成了具有一定捻距的股，從而完成了股的基本捻制動作。與筐籃式機相比，捻制原理相同，但結構卻有顯著改進。管式捻股機簡體體積小，重心低，轉動慣量小，運轉速度快，噪聲低，運轉平穩，操作方便，適合大部分繩股，特別是線接觸鋼繩股和鋼絞線的捻制。添加一些專用裝置，還可捻制面接觸鋼絲繩股、異形股。管式捻股機轉速達400～5000r／min，按機筒節數的多少和設備功率的大小，可組成6～36個工字輪的捻股機，最多可達48個工字輪，機體長達60m。管式機工字輪外緣直徑為100～630mm。

捻股機的傳統傳動方式為機械傳動，筒體由一臺電動機牽動，變速和牽引則由主電動機通過地軸機械連接以及減速箱速比變化后將動力傳至牽引部分，這樣獲得牽引轉速和筒體旋轉轉速間不同的相對轉速差，最終實現捻出不同的捻距鋼絲繩。機械傳動方式效率低，故障率高，維護保養費用大，用變速箱調節檔位，操作不便、體積大，調節是有級的。在捻股過程中，鋼絲張力會變化，機械傳動方式不能隨著張力反饋調整。有些捻股機的電機用繞線式異步電動機拖動，在轉子繞阻中串入電阻，起動時，逐段減少電阻，在這過程中，電流和轉矩會突變，產生力矩跳動和機械沖擊。因為張力大小及均勻性對鋼絲繩的質量有很大影響，會造成繩中的鋼絲松緊不均、結構松散等缺陷，對產品質量造成不良影響，降低鋼絲繩的品質。對捻股機來說，保證張力大小和均勻對提高鋼絲質量至關重要。

變頻調速技術的基本原理是把電網電壓的交流電壓整流成直流電壓，然后根據控制需要，把電壓逆變成所要求的頻率和交流電壓，實現這種功能的設備就叫變頻器。廣州七喜智能設備有限公司把其生產的七喜HD700變頻器用在捻股機上，頻率和交流電壓隨時可變，讓捻股機的電機起動平滑，調速簡單，無級調速。七喜變頻器的上位機，如PLC、工控機等控制器接收張力信息和電機速度信息，根據工藝要求做出判斷，通過RS485或DP總線，發指令給七喜HD700變頻器，實時根據工況進行變頻調速和調力矩，保證了捻股機張力穩定和速度穩定。

二．變頻器技術要求

捻股機使用變頻器，根據其應用特點，對變頻器提出了自己的要求。

1、速度穩定，保證出絲捻距均勻；

2、加速穩定平滑，力矩平穩，運行穩定可靠；

3、要求變頻器內置RS485通訊功能，能實現上位機通訊控制。

1、2點的理由在上面已經論述，3點是因為捻股機一般有多個傳動點，每個傳動點各有交流電機帶動。各傳動點間需維持一定的速度鏈關系，如筒底電機為主電機，牽引電機跟蹤筒底電機運行，之間保持一定的速度差。這些功能要求變頻器能通訊，以迅速傳遞自己的速度信息和接收上位機的速度指令。

三．七喜HD700變頻器在捻股機上的應用

在江蘇無錫某工廠的捻股機上用了三臺七喜HD700變頻器，通過RS485通訊（還可選配Profibus DP總線），受PLC控制，接收PLC發出的指令和運行頻率。整個系統接線簡單，三臺變頻器用串行方式連接，PLC接上一臺變頻器（定為1號），1號變頻器再連接2號，2號連接3號，其系統框圖如圖：

在運行時，PLC根據各運動點位置和速度，經計算后，發送指令給七喜HD700變頻器，變頻器根據指令驅動電機按要求運行。七喜HD700變頻器采用開環矢量控制，轉矩控制精度≤7%，轉矩脈動≤2%，穩態運行轉速精度≤1%n0，使捻股機在運行時，鋼絲繩張力穩定均勻、速度平穩。通過實時總線通訊，七喜HD700變頻器的頻率、電流、運行、故障信號等內部參數可在觸摸屏上實時查看，對變頻器的頻率、電流、電壓等各種控制參數可實時控制，方便操作人員操作和維護。工廠現場的七喜HD700變頻器接線圖如下圖：

變頻器接線圖

四．七喜變頻器HD700應用特點

1采用矢量模式控制，低頻轉矩大，過載能力強；力矩控制精度和速度穩定性高。

2.內置RS485通訊功能，選配件支持PROFIBUS通訊，通訊方式豐富；

3.采用雙CPU控制，控制精確，速度穩定。