紡織行業的快速發展為變頻技術的發展提供

我國要從一個紡織大國發展成為紡織強國，“十一五”是個關鍵時期，

國家對紡織行業的發展很重視，10部委聯合下發了《通知》，《通知》指出了紡

織行業存在的問題，并對紡織行業結構調整提出了要求，要求紡織行業在“十一

五”期間有個較大的發展，并為從一個紡織大國發展成為紡織強國奠定基礎。紡

織行業的發展需要變頻調速、計算機等高新技術的支持，同時，為變頻調速技術

的發展提供了機遇。

關鍵詞：變頻調速紡織行業紡織機械數字化

1 引言

　　我國是一個紡織大國，2005年我國纖維加工總量為2690萬噸，超過世界纖維

加工總量的35%，2006年，我國紡織工業生產總值達36000億元，其中，紡織機械

為526億元以上，紡織機械已連續5年年增長20%以上。預計“十一五”期間將維

持這一增長速度。我國要從一個紡織大國變成一個紡織強國“十一五”是個關鍵

時期，為此，國家發改委等10部委聯合下發了《關于加快紡織行業結構調整，促

進產業升級若干意見的通知》，同時制定了“十一五”紡織工業發展規劃，規劃

提出到“十一五”末紡織纖維加工總量達到了3600萬噸，比《十五》末（2005年

）增長35%左右，可見“十一五”期間紡織工業仍將有一個較大的發展，與此同

時，作為紡織工業的技術裝備即紡織機械業必有較大發展紡織工業和紡織機械業

的發展需要變頻調速技術，計算機技術和網絡通信技術等高新技術的大力支持，

紡織工業是變頻器，可編程控制器（PLC）的巨大市場，紡織工業的發展需要變

頻器，變頻技術的發展離不開紡織。

2 紡織行業“十一五”期間的結構調整

　　國家發改委、財政部、科技部等10部委于2006年5月聯合下發了《關于加快

紡織行業結構調整，促進產業升級若干意見的通知》。通知提出（摘要）：

•深層次問題有待解決，主要體現為自主創新能力不足，主要表現為目前全行業

研發投入不足銷售收入的1%，高新技術和高端紡織設備大部分依賴進口。
•多手段促進行業調整，調整的重點是技術結構調整，提高產品附加價值等。
•紡織行業結構調整的主要目標（到“十一五”末）。

　�、偌徔椑w維加工總量達到3600萬噸，比“十五”末增長35%左右。

　�、谌司鶆趧由a率提高60%以上

　　主要靠技術創新，靠自動化技術水平的提高和產品附加值的提高，即多生產

一些高檔次的紡織機械設備和紡織成品布、服裝等。

　�、廴f元增加值的能耗下降20%，噸纖維耗水下降20%。

　　這將依靠各種節能降耗措拖，其中，風機、水泵等的變頻調速是節能降耗的

有效措施，另外，電動機、變頻器容量的合理選擇，避免大馬拉小車也是節能降

耗的有效措施等等。

　�、苄袠I科技創新能力明顯增強，擁有一批具有自主知識產權的關鍵技術和國

際影響力的知名品牌等。

　　目前，我國紡織機械和國際上先進的紡織機械相比，差距仍然很大，特別是

自主創新的產品極少，目前大部分屬消化吸收國外八十——九十年代的紡織機械

，產品在消化吸收中基本沒有創新，只是進行國產化工作，因此，我們的紡機產

品幾十年來總是跟在別人后面追，差距還是較大，至今也頂替不了進口。據海關

統計2005年進口紡機設備達到34.45億美元，例如，各種無梭織機近幾年平均進

口達3萬臺（6.158億美元）以上。各種針織機械年平均進口也達3萬臺（7.867億

美元）以上。針織機械和無梭織機是各類紡織機械中技術發展較慢的，也是和國

外同類機械設備技術水平差距較大的，其中主要差距之一就是機電一體化技術水

平較低，例如各種緯編機主傳動應用變頻調速、PLC控制的僅有1/3左右。無梭織

機主調動應用變頻調速和PLC等控制的還不足1/4。據報導“十一五”期間我國將

會減少各類紡織機械的進口，這就要靠科技創新，開發制造出一批高技術水平，

高檔次的紡織機械產品來頂替進口，滿足市場發展需求�！笆晃濉逼陂g必將推

出一批整體機電一體化水平較高的紡機產品。當然，也必將積極推廣應用變頻調

速技術，計算機和PLC技術、數字技術、網絡通信技術和工藝參數的在線檢測、

監控技術，最終使紡織機械整體機電一體化技術有一個新的實破。

3 發展新型成套紡織機械設備

　　“十一五”紡織工業發展規劃提出，我國將大力振興裝備制造業，“十一五

”又是紡織工業奠定由紡織大國向紡織強國轉變的關鍵時期，因此“十一五”期

間，紡織機械將對10種新型成套紡機設備進行攻關和實現產業化，以促進紡織工

業的技術進步和發展，并提出實現單機數字化、車間、企業實現信息化的戰略目

標。

　　10種新型成套紡機設備是：

　�。�1）日產200噸（年產6萬噸）及以上的滌綸短纖維成套設備，紡絲機和后

加工聯合機都將采用工業以太網總線控制系統，初步實現管控一體化，其中后加

工聯合機所用單臺變頻器最大容量將達800—1000kW，電壓690V。

　�。�2）粘膠長絲連續紡絲機

　　紡絲速度120m/min以上，自動落絲、自動生頭、多電動機傳動，變頻（伺服

）同步調速，采用PLC和IPC機控制，觸摸屏操作，顯示的現場總線控制系統。

　�。�3）高效現代化棉紡生產線

　　包括高效短流程清梳聯合機，與梳棉機連接的高速并條機，多電動機傳動的

懸錠粗紗機、數字化、多電動機傳動的精梳機、高速全自動轉杯紡紗機、細絡聯

式自動絡筒機等，這些設備均采PLC（或IPC）控制、變頻（伺服）調速和網絡通

信技術，實現數字化控制。

　�。�4）機電一體化劍桿織機和噴氣織機

　　重點解決氣流引緯技術、電子送徑和電子卷取技術、智能化控制技術、打緯

技術、高速開口技術、采用變頻調速、伺服或步進電機驅動，PLC控制或織機專

用控制器控制各電動機的起、停順序、時間和定位等。

　　除此之外，還有紡粘法和熔融法非織造布生產線、電腦提花園緯機、電腦自

動橫機、高速特里科經編機、染整設備工藝參數在線檢測技術和高效、節能、環

保的染整設備等，不一一詳述。

　　“十一五”發展規劃提出“十一五”期末，先進紡織機械設備比重要達到

40%，這一方面是靠10種新型成套紡機設備的攻關和產業化來實現；另一方面要

靠現有的采用新技術的設備逐步取代老設備。例如環錠細紗機年銷售2萬臺，出

口的基本采用變頻調速，而國內市場銷售的細紗機僅20—25%采用變頻調速。懸

錠粗紗機年銷售4000—5000臺，約有25—30%仍用雙速電機傳動，不調速。而采

用多電動機傳動的粗紗機僅有10%左右。各種無梭織機年產量3萬臺以上，而主傳

動采用變頻調速的不足10%。這說明變頻器在紡織機械中推廣應用市場潛力還很

大，同時也說明新技術、新設備的推廣需要時間，需要不斷改進，完善后經過較

大面積的試用，證明其性能穩定可靠，價格降低到能被普通接受后才可能全面推

廣。

4 變頻器在紡織行業應用前景廣闊

　　由上述可看出，“十一五”期間變頻器在紡織行業應用前景廣闊，主要特點

有：

　�。�1）變頻器單機容量進一步增大至800kW—1000kW并向中高壓690V發展。

　�。�2）發展紡織專用變頻器

　　“十一五”期間有些變頻器內置了多段調速，三角波調速和卷經計算功能等

，基本滿足了細紗機、卷繞頭和恒張力卷繞等紡織機械調速的要求�！笆晃濉�

期間隨著生產發展，使用變頻器數量的增加，將可能推出一些紡織專用變頻器，

如卷繞頭專用變頻器，織機專用變頻器，細紗機用變頻器等等。

　　卷繞頭專用變頻器主要功能應有三角波調速功能和定長功能等，為保證絲束

卷繞成型好，無疊絲、無塌進等，卷繞橫動裝置的運行速度應按三角波規律變化

如圖1所示。當卷繞絲束長度達到設定值時，應控制電磁閥動作，完成滿筒和空

筒的迅速、平穩切換。

圖1 三角波調速曲線

　　織機專用變頻器主要是具有尖峰起動轉矩特性。劍桿織機、噴氣織機等，為

消除或減少因起、停車造成的稀密檔、影響織物質量而要求織機電動機起動時，

轉速快速加速至設定速度，因而要求電動機（含變頻器）在起動瞬間輸出6—8倍

額定轉矩的尖峰起動轉短，起動結束后（數秒內），其轉矩降至額定值以下如圖

2所示。

圖2 織機起動轉矩

　　細紗機專用變頻器除能按設定的紡紗曲線調速（如圖3所示）外，還要求變

頻器效率高、溫升低。效率的提高主要靠降低功率器件的開關損耗，而溫升的降

低，一是可以增加散熱面積，這樣變頻器的體積增大；二是可以采用水冷散熱，

這樣能有效的降低變頻器的溫升，但要增加一套水冷循環系統。另外，因細紗機

車間飛花（超短纖維）多，控制拒擬制成密封式，不利于電氣元件散熱，因此，

變頻器安裝結構形式應有所不同，如將散熱器置于拒外或其它安裝方式。

圖3 細紗機多段調速曲線

　�。�3）變頻器在紡織行業的應用量將進一步增加

　　根據中國紡機協會統計近幾年我國紡織機械總產值年增長為20%以上，例如

2005年比2004年增加22.6%，達到453.65億元人民幣，2006年紡機總產值將突破

500億元達到526億元，我國各種紡織機械出口年增長20%以上，例如2004年為6億

多美元，2005年為8.71億美元。預計“十一五”期間我國紡機產品銷售年增長仍

將保持在20%以上，配套用變頻器的量保守地估計年增長10%以上，而2005年紡織

行業配套用變頻為30萬臺，而到2100年紡織工業用變頻器將達到50萬臺以上，變

頻器總容量達380萬kW以上，金額達20億元左右。由此可見，紡織工業的快速發

展擴大了變頻器市場，為變頻調速技術的發展提供了機遇。

5 結束語

　　紡織行業是變頻器的大市場，深受國內外變頻器廠商青睞，紡織廠也就成了

萬國變頻器展覽會，紡織行業選用的變頻品牌主要有日本富士、三墾、瑞士ABB

、德國西門子、倫茨、丹麥丹佛斯、日本東芝、安川、三菱、明電舍、松下電工

等，國內品牌主要有臺灣臺達、山東惠豐、深圳普傳、阿爾法、上海格立特等。

紡織機械對變頻器的要求各有不同，有的對變頻器技術性能要求較高，如有些化

纖機械、棉紡織機械等，一般多用進口品牌，而有的對價格較看重，對變頻器性

能要求一般，如有些針織機械，非織造布機械和某些染整機械等。這些機械多用

國產品牌。