英威騰CHV100在造紙機械上的應用

分類：技術教程日期：2007-02-07 00:00:00

█ 引言
造紙企業是高能耗企業每噸紙所耗電能在500度以上，電能消耗十分嚴重。傳統的造紙機械的采用SCR直流調速（大功率）和滑差電機（小功率）傳動，在生產過程中經常由于機械磨損、傳動帶的打滑等因數造成速度匹配失調，形成斷紙、厚度不均等現象。為了降低能耗、優化產品質量，提高勞動生產率、現代化的造紙設備多采用多電機分部傳動，即在每一個傳動分部安裝交流電動機并配制相應的變頻器、要求各分部能夠實現同步控制，也能夠在一定的范圍內調速。下面以天津某造紙廠為例，闡述INVT-CHV100系列變頻器在造紙機械上的應用。
█ 造紙工藝
造紙機械的基本組成部分按照紙張形成的順序分為網部、壓榨、前干燥、后壓榨、后干燥、壓光機、卷紙機等。其工藝為流漿箱輸出的紙漿在網部脫水成型，在壓榨部進行壓縮使紙層均勻，經過前干燥進行干燥，接著進入后壓榨進行施膠，再進入后干燥器烘干處理，然后利用壓光機使紙張平滑，最后通過卷紙機形成母紙卷。造紙工藝流程圖如下所示：

造紙工藝流程圖

造紙機械現場

█ 控制方案
天津某造紙廠造紙生產工藝的后干燥、壓光機、卷紙機原采用直流調速。現采用INVT-CHV100系列變頻器進行多電機分部傳動控制。具體控制要求是：（1）五臺變頻器均采用閉環矢量控制，從而增加變頻調速的控制精度及系統的啟動能力。（2）前三臺烘干機與第四臺壓光機要求同一線速度運行。（3）第四臺壓光，要求有轉矩到速度的轉換（自動）功能。壓光機，處于轉矩控制模式運行時，可以很好平衡紙張在從后干燥輥輸出的張力變化，從而有效避免了紙張表面在壓光時滑壞，同時，對于收卷側也提供了良好的送紙條件。（4）第五臺為紙張收卷控制（卷紙機），要求收卷時張力恒定，本系統沒有張力反饋，因此，在紙張的收卷處采用無張力反饋轉矩控制模式進行控制。控制系統的電氣接線圖如下圖所示：

五傳動點造紙系統電氣控制示意圖

系統第一臺變頻器采用模擬量AI1通道給定頻率。第二臺至第四臺變頻器采用“A+B”的方式給定頻率，主頻率“A”采用前一級的變頻器模擬量輸出“AO1”信號給定，疊加頻率“B”采用模擬量AI2通道給定，做為傳動速度的微調，以實現系統的同步運行。第五臺變頻器采用“CHV100+PG卡+張力卡”的控制方案，張力控制模式為：無張力反饋速度控制。采用線速度法測量卷徑，線速度的給定來源于第四臺變頻器的模擬量輸出“AO1”。繼電器輸出作為故障指示。
█ 主要參數設置
（1）1#變頻器
P0.01 1 有PG矢量控制
P0.01 1 端子指令通道
P0.03 1 模擬量AI1給定頻率
P0.11 5 加速時間0
P0.12 2 減速時間0
P2.01 50 電機額定頻率
P2.02 1460 電機額定轉速
P2.03 380 電機額定電壓
P2.04 23 電機額定電流
P2.05 11 電機額定功率
P3.10 1000 PG參數
P3.11 1 PG方向選擇
P5.02 1 正轉運行
P5.03 7 故障復位
P5.04 6 自由停車
P6.04 3 故障輸出
（2）2#—4#變頻器
P0.00 1 有PG矢量控制
P0.01 1 端子指令通道
P0.03 1 模擬量AI1給定頻率
P0.04 0 模擬量AI2給定頻率
P0.06 2 A+B頻率給定
P0.11 5 加速時間0
P0.12 2 減速時間0
P2.01 50 電機額定頻率
P2.02 1460 電機額定轉速
P2.03 380 電機額定電壓
P2.04 23 電機額定電流
P2.05 11 電機額定功率
P3.10 1000 PG參數
P3.11 1 PG方向選擇
P3.13 30% 鍵盤設定轉矩（4#變頻器設置）
P5.02 1 正轉運行
P5.03 7 故障復位
P5.04 6 自由停車
P5.05 31 轉矩控制禁止（4#變頻器設置）
P6.04 3 故障輸出
（3）5#變頻器
P0.01 1 有PG矢量控制
P0.01 1 端子指令通道
P0.11 5 加速時間0
P0.12 2 減速時間0
P2.01 50 電機額定頻率
P2.02 1440 電機額定轉速
P2.03 380 電機額定電壓
P2.04 8.9 電機額定電流
P2.05 4 電機額定功率
P3.10 1000 PG參數
P3.11 1 PG方向選擇
PF.00 1 無張力反饋轉矩控制
PF.01 0 收卷模式
PF.04 120 最大張力
PF.06 63 張力數字設定
PF.10 25 張力錐度系數
PF.11 1 機械傳動比
PF.12 1.52 最大卷曲直徑
PF.14 0.5 卷曲直徑0
PF.18 0 線速度法
PF.22 260 最大線速度
PF.23 1 AI1線速度輸入
PF.24 0.5 最低線速度
PF.33 5 系統慣量補償系數
PF.34 800 材料密度
PF.35 1.5 材料寬度
█ 系統總結
實踐證明：INVT-CHV100有PG矢量（閉環矢量）變頻調速方案能夠很好的滿足造紙生產過程中的速度給定、速度微調、加減速控制、速度/轉矩切換、負荷分配、收卷等控制要求。由于采用了CHV100高性能矢量變頻器，系統具有起動轉矩大、過載能力強、動態響應快、穩速精度高等特點。INVT-CHV100為造紙機械提供了完美的解決方案，省去了PLC，降低了能耗、提高了生產效率、為用戶節省更多地成本、在中、低速造紙行業得到了越來越廣泛的應用。