我国是世界上最大的纺织品服装生产国。2000年我国的纺织纤维加工总量达到了1210万吨，纺纱、织造和服装的产量均位居世界第一位。2003年，纺织品服装出口创汇超过800亿美元，约占我国总出口创汇的20%。2003年我国的纺织机械进口和国内生产双双超过40亿美元。但是，受我国印染技术水平的制约，目前所生产的面料尚不能满足出口服装的要求，致使每年面料进口都在50亿美元左右。因此提高印染行业的技术水平，仍有巨大的发展空间。传统的纺织印染工业是劳动密集型产业，装备的自动化程度不高。所用传动大多数为不调速，需要调速的场合多数使用直流电机，如整经机、浆纱机和众多的印染设备。交流调速用的不多，主要有力矩电机交流调压调速、滑差电机调速、晶闸管串级调速、晶闸管交-直-交变频调速等。印染设备借助力矩电机的软机械特性，保证整个机台线速度一致下有一个适中的布张力; 纺织厂的前纺则利用力矩电机调压调速实现棉卷的自调匀整; 晶闸管控制的电磁调速电动机（又称滑差电机和电磁转差离合器）用于梳棉机调速;晶闸管串级调速主要用在纺织厂的通风机上，达到节能的目的;晶闸管交-直-交变频调速，用在化纤工业的长丝纺丝机上。
变频器在纺织工业的应用概况
纺织工业是交流电机变频调速技术较早推广应用的一个领域。早在70年代化纤长丝纺丝机已经广泛采用晶闸管静止变频装置驱动众多的同步电机，以解决高速和多电机同步问题。进入80年代以后，由于交流调速技术的成熟和新型高性能变频器的问世，纺织工业采用交流电机变频调速技术全面展开。这是因为纺织、印染、化纤设备多为单方向、不可逆运行的恒转矩负载，单台功率在几十kW以下，特别适合当时技术水平下的通用型交流变频调速装置的推广应用。我国的纺织工业装备经过十多年的引进技术、消化吸收、合资办厂和自主开发，取得了长足进展，设备的机电一体化水平、自动化水平有了较大提高。不仅设备制造企业，而且更多的纺织企业认识到机电一体化纺织机械的优越性。八五期间主要在印染设备上推广应用变频调速技术和PLC技术，九五期间推广应用到整个纺织工业。现在可以说变频调速技术已经在纺织工业得到了普及。
各类纺织机械其主传动几乎毫无例外的应用了交流电机变频调速技术，包括单机变频调速系统和多单元机同步变频调速系统。从变频器的种类讲，包括从通用型变频器到高性能交流伺服控制器等应有尽有。
（1） 通用V/F控制变频器异步电机调速。90年代初开始在我国的印染工业推广应用，典型的例子是印染前处理设备如退煮漂联合机、布夹丝光机、直辊丝光机、皂洗机等;后整理设备如热风拉幅机、热定型机等; 平网印花机的刮印单元等，由直流传动改造为交流传动，用交流变频技术实现多电机同步调速。其特点是使用大功率双极性晶体管逆变技术、速度开环、控制简单、可靠性高、使用简便;静态调速精度要求较低, 一般为2%～5%; 调速范围不大, 一般为（10～20）:1; 功率不高，在几十kW以下; 启动转矩不大，取代直流电机时一般功率要放大一级。
（2） 风机、泵类专用变频器异步电机变频调速。与通用V/F控制变频器同步在我国的纺织工业中推广应用，典型的应用例子是纺织厂的空调通风与印染厂的热风机。其特点为价格低、节能显著、调速范围小。
（3） 无速度传感器异步电机矢量控制变频调速。90年代后期开始取代普通的V/F控制变频器，成为变频器的主流在纺织工业中推广应用。其特点是使用IGBT作为逆变主开关元件、控制简单、可靠性高、使用较简便;可达到的调速精度较高，静态调速精度可达（0.5～1）%;调速范围可达（20～50）:1;动态性能较好，启动转矩较大;如果使用变频专用电机，取代直流电机时，功率不必放大一级。
（4） 带速度反馈的异步电机矢量控制变频调速。其特点是控制电路较复杂、价格也较高，然而其调速性能好，主要特点有:可以从零转速起进行速度控制, 调速范围可达100:1以上;可对转矩进行精确控制;动态响应速度快.主要用于对调速性能要求高的各种纺织机械，如POY和FDY直接纺丝设备，粘胶短纤纺丝生产设备以及高档定型机、予缩机、磨毛机、圆网印花机、平网印花机、大卷装卷轧染机等。
（5）交流伺服控制用变频器。带有光电编码器（Encode）或者旋转变压器（Resolvor），驱动异步电机或者交流永磁同步电机用作高精度的速度或者位置控制。其特点是动态性能好，但价格高。借助交流伺服，在平网印花机和圆网印花机的传动中提高对花精度;在浆纱机的分部传动中提高张力的均匀性。
印染设备交流变频多电机同步调速
在印染设备中, 为了对织物进行连续加工, 通常把众多的加工单元组合成联合机，各加工单元分别由一台电动机驱动。工艺要求加工中保持各单元之间张力恒定或者线速度成适当关系。这就要求各单元电动机之间有一种调节机制，使得各单元之间速度发生不协调时, 能及时调节自身的速度，自动保持与相邻单元一致，这种调速方式称为多电机同步调速。印染设备采用多电机同步调速方式者非常之多。
印染设备多为恒转矩负载，生产工艺要求调速，但对速度的精度要求不高。传统的印染设备采用直流电机驱动，单元之间采用摆式或者辊式松紧架检测张力，通过差动变压器、旋转变压器、自整角机、电位器或者可变电阻将松紧架的位置信号转变为调节用的电信号，借助电子装置调节电机速度。图1示出一个三单元（电机）同步调速简图，采用的是三辊式松紧架。
由于直流电机多故障、短寿命、价格高、低速同步性能差，从90年代初开始了用交流变频传动取代直流传动的技术改造。鉴于对动态性能、稳态速度精度要求不高，使用通用V/F控制变频器就能胜任，改造的技术难度不高。变频器需要有两个输入端:一个主频率给定用于调速;一个辅助频率给定用于调同步。主频率给定来自于系统速度给定;辅助频率给定来自本单元松紧架信号（主令例外），两个频率给定在变频器内部相加。早期的变频器只有一个频率给定，改造时需要制作一块同步板，以完成同步必须的加法功能。经过十几年的发展，印染设备交流变频多电机同步调速技术有了长足进步，主要表现在:
（1） 最新的变频器装备有RS-485接口或者现场总线接口，因而主频率给定可以通过串行通讯，用广播的方式传送到所有的变频器，减少了现场的接线。另外数字频率给定取代模拟量频率给定, 避免了模拟量易受干扰的缺点。
（2） 无速度传感器矢量控制变频器成了通用变频器的主流。其特点是:动态性能好、低速转矩大，转矩可以控制与观测。从而有了两种工作模式:速度工作模式和转矩工作模式，速度模式的给定是速度，转矩模式的给定是转矩。在卷绕驱动中使用转矩模式有很大的优越性，只需修改转矩给定，可以不检测半径保持恒张力或者变张力卷绕。
（3） 现场总线的使用使得对变频器的监控变得更方便、更全面。通过现场总线可以把变频器运行的状况，如电流、电压、速度、转矩、报警、故障等信息全面汇报给中央控制器（PLC/IPC），并显示在人机界面上。现场总线的使用使变频器成了控制系统计算机网络中的一个节点，这是变频器信息化的基础。
（4） 借助于矢量控制变频器的速度工作模式与转矩工作模式，有可能不用松紧架、不用张力传感器、也不用速度传感器，实现两台异步电机的三无同步调速。在电机台数比较多时, 它的直接好处是减少系统的松紧架的数量。
（5） 松紧架位置传感器的进步。利用重力、高频电磁感应、磁敏电阻等原理研制成功无接触松紧架位置传感器，提高了松紧架位置检测的可靠性。结合控制方法的改进（对松紧架进行位置控制），作到了松紧架的姿态控制，使稳态时松紧架总是处于中间位置。
（6） 变频器的参数由最初的几十个发展到今天的上千个，变频器的功能越来越完善，几乎无所不能。原来变频器使用中需要增加的硬件都已经包括在变频器内部了，开发者的工作只是简单的对变频器进行设定。
（7） 有速度传感器或者位置传感器的矢量控制技术（交流伺服控制）在多电机同步调速中得到使用，如圆网印花机、平网印花机、浆纱机、湿法毡生产线等，其目的或者是为了改善对花精度，或者是为了改善张力的动态均匀性，或者是为了恒张力或变张力卷绕等。
印染设备无松紧架无张力传感器无速度传感器多电机同步调速
近十几年来，国内外采用交流变频异步电机驱动取代直流电机驱动，技术水平有了很大提高。但是，同步检测调节环节仍然沿用了原有的松紧架结构（或者张力传感器或者速度传感器）。这个环节成了新设备的薄弱部分，故障多、维护工作量大，影响了新设备潜能的发挥。有人作过改进，但改进工作主要集中在如何把松紧架的位置信号转变为控制用的电信号上，没有涉及到松紧架本身。
1 松紧架的利与弊
印染设备上的传动辊特别多，其中少数辊子通过电机拖动，称其为主动辊;大多数辊子通过绕在其上的织物拉动，称其为被动辊。如果一个主动辊拖动的被动辊多，则织物张力的均匀性差。主动辊处的张力最大，最后一个被动辊处的张力最小。反之，如果一个主动辊拖动的被动辊少，则织物张力的均匀性好，主动辊与最后一个被动辊之间的张力差小。一般说来，主动辊与主动辊之间需要松紧架、张力传感器、速度传感器加以同步。工艺要求提高张力的均匀性，这就要求主动辊多、拖动电机多，从而松紧架多。这样作的弊端是增加了设备的复杂性和故障率，给操作和维护工作带来困难。
现在的趋势是对织物加工过程中的张力均匀性提出了越来越高的要求。为了满足这个要求，新设备设计中增加了主动辊的数量，从而也增加了拖动电机的数量。但需要想办法不增加甚至减少松紧架的数量。
