前言
中國造紙工業(yè)有效生產(chǎn)能力自1990年以來，特別是自1995年以來一直在持續(xù)增長。到2002年底為止，我國有4000多個造紙廠，其中規(guī)模以上的有2600多家。2002年的總產(chǎn)量達到了3780萬噸。在今后的l-2年中，還將會有近1000萬噸的新增生產(chǎn)能力。目前我國造紙廠家眾多，可是普遍存在著自動化控制水平較低、能耗高、紙品的質(zhì)量和產(chǎn)量一定程度上受限制等狀況。而隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對紙張的消費數(shù)量和紙張的質(zhì)量要求也越來越高，這就要求造紙企業(yè)不斷提高生產(chǎn)工藝和自動化生產(chǎn)水平，使紙產(chǎn)品能夠滿足日益發(fā)展的經(jīng)濟需求。
一、造紙機變頻改造的必要性
我國造紙機分部傳動設備，以前采用SCR直流調(diào)速方式，由于存在滑環(huán)和炭刷造成可靠性和精度不高，從而導致紙機的機械落后，最高車速也只有 200m/min左右，很難同國外的1000m/min的高速紙機相比。造紙是一個連續(xù)生產(chǎn)的過程，因此生產(chǎn)線的連續(xù)和有序控制成為了制約成品紙質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶頸。直流調(diào)速系統(tǒng)在紙機的發(fā)展史上占有重要的地位，但由于直流電機存在維護難、抗環(huán)境能力差，主要表現(xiàn)如下：
（1）整流子磨損嚴重, 燒毀整流子的故障, 導致停機時間長；
（2） 直流電機維修困難多, 要求高, 修理費用也高；
（3） 測速發(fā)電機易磨損，造成傳動系統(tǒng)精度低；
（4） 直流調(diào)速控制系統(tǒng)復雜, 調(diào)試困難, 一般技工很難調(diào)出好的機器
三、造紙機變頻控制系統(tǒng)簡介
造紙機結(jié)構(gòu)上大致有流漿箱，網(wǎng)部，壓榨部，干燥部，壓光，收卷幾部分組成。傳動系統(tǒng)是由多分部傳動點組成的速度鏈式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。使用變頻控制系統(tǒng)可以使傳動系統(tǒng)具備非常方便及精確的調(diào)速功能：
（1）、 各分部傳動點之間能保持固定的傳動比，使各傳動點上線速度保持一致。便于設備提速、減速，避免各傳動點之間因線速度相差太大而斷紙。
（2）、連續(xù)平穩(wěn)地拖動紙機運行。
（3）、具有平滑加減速功能。
目前在紙機分部傳動上使用的變頻器必須能同時具備以下特點
（1）調(diào)速范圍寬，在全速度范圍內(nèi)，效率必須在90%以上；
（2）功率因數(shù)高于0.9以上；
（3）輸入諧波電流總失真小于3%；
（4）采用可靠性高、技術(shù)成熟的標準器件IGBT；
（5）能減少輸出諧波分量并有效降低dv/dt噪音和轉(zhuǎn)矩脈動的效果
實例分析如：大連XX紙廠的五層紙生產(chǎn)線，采用安邦信G9變頻器改造
五層紙生產(chǎn)線主要有坑機、復合機、熱板、縱切機、橫切機組成。坑機用來將原紙制造出波浪，根據(jù)波浪的疏密程度可分為A、B、C、E四種。波浪是由電動機帶動浪輥在固定的有槽的鋼板上將紙擠壓形成的。坑機電動機的功率一般在22KW和30KW。復合機用于將生產(chǎn)出來的浪紙和芯紙再加兩層面紙復合在一起，這樣就生成了五層紙板。在通過熱板干燥，縱切機切邊和壓痕，然后由橫切機進行剪裁。本次改造主要是4臺坑機和熱板的變頻改造，以獲得優(yōu)良的調(diào)速效果和節(jié)能效果。如下圖所示：
方案：
坑機和熱板采用安邦信G9系列變頻器，其電氣圖如下所示：
功能介紹：
統(tǒng)調(diào)功能：采用主-從式結(jié)構(gòu)，其速度可以通過統(tǒng)調(diào)電位器給定。將一臺G9變頻器作為主驅(qū)動輸出，從驅(qū)動均采用G9系列產(chǎn)品，多臺從驅(qū)動可以共用一臺主驅(qū)動。
微調(diào)功能：主驅(qū)動的運行頻率通過統(tǒng)調(diào)電位器模擬口輸出，作為從驅(qū)動變頻器的初始同步轉(zhuǎn)速，其偏差可以通過從驅(qū)動的微調(diào)電位器來修正。
由于變頻器具有較前強的過載能力和低頻額定轉(zhuǎn)矩，保證了速度不隨負載的變化而變化。同時，克服低速時速度不穩(wěn)定的缺陷。
系統(tǒng)優(yōu)點
1、 本系統(tǒng)采用先進的變頻控制技術(shù)，使電機軟啟動，減輕機械沖擊和降低部分噪音，延長機械設備的使用壽命，減少機械維修費用。
2、 運行、操作、維護簡便，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
3、節(jié)約大量的能源。
節(jié)電效果分析
大連XX紙廠是大型造紙廠家，其中我公司改造的1760白板紙機有5個傳動點，都是用電磁調(diào)速，各個傳動速度斷斷續(xù)續(xù)很不穩(wěn)定，生產(chǎn)中經(jīng)常斷紙，采用我公司設計的變頻同步控制系統(tǒng)改造后取得很好的節(jié)能效果。
改造前生產(chǎn)1噸紙用242.5度。，
變頻改造后生產(chǎn)1噸紙用127度電（6個月平均數(shù)）。
每噸節(jié)約為242.5-157=85.5度。
節(jié)電率達到：（85.5÷242.5）×100%=35.2%。
也就是說，該造紙機進行改造后，每月可為該廠節(jié)約42750度電，按每度電0.7元計算，每月就可節(jié)約29925元。每年就可節(jié)約35.9萬元。且操作從45米/分一直調(diào)到75米/分仍相當穩(wěn)定，同步效果極好，提高了紙的產(chǎn)量，增加了企業(yè)的效益。
結(jié)束語
將生產(chǎn)線整體變頻控制與改造后，生產(chǎn)線電機所需轉(zhuǎn)速由電機直接給出，避免了轉(zhuǎn)矩傳遞損失，既可實現(xiàn)電機聯(lián)動控制，又可分別調(diào)速控制，整條生產(chǎn)線可由其統(tǒng)一指揮，有序工作。我們相信，隨著交流變頻控制系統(tǒng)及通訊技術(shù)的發(fā)展和完善，交流變頻傳動系統(tǒng)以其技術(shù)先進、調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能好，節(jié)電，操作方便等優(yōu)點在新型造紙機上的應用越來越廣泛！
參考文獻：1、安邦信變頻器G9系列使用說明書 深圳市安邦信電子有限公司