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3.3.2共直流母线系统
在整个生产流程当中，核心部分在一、二、三牵，它关系到丝的粗细，质量的好坏。而二牵——牵伸一为主要牵伸部分，其牵伸比在3倍左右（线速度比值），三牵——牵伸二为第二牵伸部分，牵伸比为1.2左右。因为线速度速比的关系，使得一牵在正常运行时始终处于制动状态，而二牵也是大部分时间也处于制动状态。这样，一牵和二牵在生产过程中，将产生大量的能量，采用传统的能耗制动的方法，将产生大量的能源的浪费。鉴于这一点，在本文中，我们提出了一种新的解决方案——采用共直流母线技术，这一新的技术，充分地利用了因制动而发出的电能。
在系统中，我们充分利用了变频器的特性，将一牵和卷曲的变频器共用母线1，二牵和三牵共用母线2，导丝和叠丝的变频器将不接电源而直接接于母线1上面。分成两条母线并联，进行发电－电动结合，提高了系统的可靠性，同时还能保持共直流母线的优越性。
按照以上思路，后纺部分牵伸段的变频器线路图如下：
图5 牵伸部分线路图
共母线的四台变频器都通过接触器和熔断器后，将自己的母线接到共用母线上面去，接触器的通断由变频器的PA－PC输出READY信号控制，针对共母线方案，在变频器的功能码当中还增加了一个功能FA.16（READY延时输出），在调试时根据变频器的功率的大小，设置不同的延时输出时间，保证先把功率大的变频器接到母线上面。每台共母线变频器的接线如图四所示，频率由总线给定，运行命令由端子给定。
图6 牵伸变频器接线图
这样，从工艺上考虑，55KW发出电可以供应30KW/5.5KW/7.5KW使用，而90KW发出的电可以供应110KW使用，节约了大量的能量。
在此方案中，通过对后纺所用的TD3000变频器进行有效的组合，采取共直流母线技术，节约了大量的能量，极大的降低了生产成本。采用通讯控制后，很方便的形成了整个系统的速度的闭环，有效的保证了各工艺段的同步过程，而变频器采用闭环矢量，提高了速度的精度。这种方案低的推出，对化纤生产将产生很大的影响。
3.3.2PROFIBUS总线系统
在后纺部分，采用了PROFIBUS总线控制系统，分为三个部分：变频器调速系统、上位机、人机界面。在整个系统中，变频器的速度给定、启动命令、速度的监控的都通过PLC实现，同时在生产线的旁边，设有一个人机界面，与PLC进行总线通讯,在人机界面上，可以进行各个环节的速度的设定、牵伸比的设定、启动、停车、生产线的监控等。
3.3.3生产线整线速度闭环系统
在整个后纺生产中，各个牵伸的速度的大小，将直接影响到纤维丝的质量的好坏。影响纤维丝质量好坏主要表现在两个方面：
（1） 单台变频器的速度的精度；
（2） 各牵伸之间的速度的关系，也就是要保证张力恒定；
在单台变频器上，我们选择了速度精度很高的TD3000系列矢量型变频器，并采取了闭环矢量控制，在每台牵伸的变频器上，增加了旋转编码器，控制精度达到了0.05%。
考虑到各个牵伸之间的关系，各个牵伸之间的速度必须进行严格的控制，在任何时候，要保证各个牵伸之间的速度的比值是一个恒定值。因此，我们在单台闭环矢量的基础上，增加了整条生产线的速度闭环控制。因在后纺部分用到了PROFIBUS总线控制，这样，就在上位机中，对整车的速度进行实时监控并计算，并选择一个参考点，一旦计算出某个环节的变频器的实际速度不符合要求，上位机立即给出频率修改指令，调整这一台变频器的速度，保证整线的速度之间的比例关系恒定。
4、调试过程
在前纺、后纺的变频调速系统中，因后纺用到的闭环矢量控制，又有新的技术共直流母线技术，因而在调试过程中主要集中在后纺这一部分。 在这一阶段的调试中，首先要确保共直流母线的可靠性，设置变频器开环矢量运行，进行电机参数辨识，调试通讯正常。
观察制动单元的工作情况，在整个过程中，制动单元都没有投入工作，监控直流母线的电压，两条母线的电压都在520V左右，处于制动状态的变频器发出的电基本被消耗掉。事实证明，共母线的应用方案，在这种既有发电又有电动的系统当中使用，效果是非常明显的。
整个工艺过程，存在丝的拉伸，要严格保证各工艺段的同步，才能保证丝的质量。同步过程的调试是，首先确定一台变频器的速度做为整条生产线的主给定，然后PLC通过通讯读取各变频器的实际运行频率，根据相互之间设定的牵伸比的关系，进行实时计算，做为其他变频器的设定频率。按照这种方案，实际上是由PLC通过软件对整条生产线做了一个速度的闭环。变频器按照牵伸比和减速比设置各自的加减速时间，这样处理后，在启动和停车时，都有了很好的同步效果。
因为涤纶丝经过拉伸，在停车时，有收缩现象，表现在变频器的运行频率降到0，运行命令撤除后，涤纶丝有很大的收缩，观察二牵和三牵之间的情况，在每次停车后，都会收缩1米多。由于每台电机都是有抱闸的，在抱闸动作的时间上面，要和变频器配合，抱闸动作早，则变频器过流，抱闸动作晚，又会出现倒拉。经过多次的调试，由系统读取变频器的运行频率，当小于2HZ时，抱闸就直接动作，这样就避免了停车时的倒拉现象。
5、结束语
引进艾默生公司变频器的涤纶短纤2万吨/年生产线，自投入生产一年多以来，一致稳定运行，说明了艾默生TD3000变频器共直流母线调速技术是可靠的，通过利用这一新技术，节约了大量的电能，减少了日常的维护量，而且，使用这一技术后，每年因检修等而停机的情况也大大减少，效果非常的显著。
近两年，随着化纤行业的迅速增长，不断地有新系统投入设计、生产，由于共直流母线的优越性，将在这些新上的线中得到广泛的应用。
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