英威腾CHV100在造纸机械上的应用

2007/1/30 14:40:23

引言

造纸企业是高能耗企业每吨纸所耗电能在500度以上,电能消耗十分严重。传统的造纸机械的采用SCR直流调速(大功率)和滑差电机(小功率)传动,在生产过程中经常由于机械磨损、传动带的打滑等因数造成速度匹配失调,形成断纸、厚度不均等现象。为了降低能耗、优化产品质量,提高劳动生产率、现代化的造纸设备多采用多电机分部传动,即在每一个传动分部安装交流电动机并配制相应的变频器、要求各分部能够实现同步控制,也能够在一定的范围内调速。下面以天津某造纸厂为例,阐述INVT-CHV100系列变频器在造纸机械上的应用。

 

造纸工艺

造纸机械的基本组成部分按照纸张形成的顺序分为网部、压榨、前干燥、后压榨、后干燥、压光机、卷纸机等。其工艺为流浆箱输出的纸浆在网部脱水成型,在压榨部进行压缩使纸层均匀,经过前干燥进行干燥,接着进入后压榨进行施胶,再进入后干燥器烘干处理,然后利用压光机使纸张平滑,最后通过卷纸机形成母纸卷。造纸工艺流程图如下所示:

 

 

 

造纸工艺流程图

 

 

 

造纸机械现场

控制方案

天津某造纸厂造纸生产工艺的后干燥、压光机、卷纸机原采用直流调速。现采用INVT-CHV100系列变频器进行多电机分部传动控制。具体控制要求是:(1)五台变频器均采用闭环矢量控制,从而增加变频调速的控制精度及系统的启动能力。(2)前三台烘干机与第四台压光机要求同一线速度运行。(3)第四台压光,要求有转矩到速度的转换(自动)功能。压光机,处于转矩控制模式运行时,可以很好平衡纸张在从后干燥辊输出的张力变化,从而有效避免了纸张表面在压光时滑坏,同时,对于收卷侧也提供了良好的送纸条件。(4)第五台为纸张收卷控制(卷纸机),要求收卷时张力恒定,本系统没有张力反馈,因此,在纸张的收卷处采用无张力反馈转矩控制模式进行控制。控制系统的电气接线图如下图所示:

 

 

 

五传动点造纸系统电气控制示意图

 

系统第一台变频器采用模拟量AI1通道给定频率。第二台至第四台变频器采用“A+B”的方式给定频率,主频率“A”采用前一级的变频器模拟量输出“AO1”信号给定,叠加频率“B”采用模拟量AI2通道给定,做为传动速度的微调,以实现系统的同步运行。第五台变频器采用“CHV100+PG+张力卡”的控制方案,张力控制模式为:无张力反馈速度控制。采用线速度法测量卷径,线速度的给定来源于第四台变频器的模拟量输出“AO1”。继电器输出作为故障指示。

 

主要参数设置

11#变频器

P0.01      1         PG矢量控制

P0.01      1         端子指令通道

P0.03      1         模拟量AI1给定频率

P0.11      5         加速时间0            

P0.12      2         减速时间0           

P2.01      50        电机额定频率          

P2.02      1460      电机额定转速         

P2.03      380       电机额定电压     

P2.04      23        电机额定电流          

P2.05      11        电机额定功率 

P3.10      1000      PG参数               

P3.11      1         PG方向选择          

P5.02      1         正转运行            

P5.03      7         故障复位    

P5.04      6         自由停车

P6.04      3         故障输出

22#4#变频器

P0.00      1         PG矢量控制

P0.01      1         端子指令通道

P0.03      1         模拟量AI1给定频率

P0.04      0         模拟量AI2给定频率

P0.06      2         A+B频率给定

P0.11      5         加速时间0            

P0.12      2         减速时间0            

P2.01      50        电机额定频率          

P2.02      1460      电机额定转速          

P2.03      380       电机额定电压          

P2.04      23        电机额定电流          

P2.05      11        电机额定功率 

P3.10      1000      PG参数               

P3.11      1         PG方向选择 

P3.13      30%       键盘设定转矩(4#变频器设置)

P5.02      1         正转运行

P5.03      7         故障复位

P5.04      6         自由停车

P5.05      31        转矩控制禁止(4#变频器设置)

P6.04      3         故障输出

35#变频器

P0.01      1         PG矢量控制

P0.01      1         端子指令通道

P0.11      5         加速时间0            

P0.12      2         减速时间0            

P2.01      50        电机额定频率          

P2.02      1440      电机额定转速          

P2.03      380       电机额定电压          

P2.04      8.9       电机额定电流          

P2.05      4         电机额定功率          

P3.10      1000      PG参数               

P3.11      1         PG方向选择           

PF.00      1         无张力反馈转矩控制

PF.01      0         收卷模式

PF.04      120       最大张力              

PF.06      63        张力数字设定          

PF.10      25        张力锥度系数          

PF.11      1         机械传动比            

PF.12      1.52      最大卷曲直径          

PF.14      0.5       卷曲直径0             

PF.18      0         线速度法             

PF.22      260       最大线速度

PF.23      1         AI1线速度输入

PF.24      0.5       最低线速度

PF.33      5         系统惯量补偿系数

PF.34      800       材料密度

PF.35      1.5       材料宽度         

   

系统总结

实践证明:INVT-CHV100PG矢量(闭环矢量)变频调速方案能够很好的满足造纸生产过程中的速度给定、速度微调、加减速控制、速度/转矩切换、负荷分配、收卷等控制要求。由于采用了CHV100高性能矢量变频器,系统具有起动转矩大、过载能力强、动态响应快、稳速精度高等特点。INVT-CHV100为造纸机械提供了完美的解决方案,省去了PLC,降低了能耗、提高了生产效率、为用户节省更多地成本、在中、低速造纸行业得到了越来越广泛的应用。

 

参考文献

1.CHV系列矢量变频器说明书》         深圳市英威腾电气股份有限公司

2.《CHV系列矢量变频器扩展卡说明书》   深圳市英威腾电气股份有限公司

3.《造纸工艺与技术》                   化学工业出版社出版

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