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-CHV系列變頻器在造紙機械上的應用。

造紙的工藝流程

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：

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。第五臺變頻器采用“CHV+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

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CHV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-CHV為造紙機械提供了完美的解決方案，降低了能耗、提高了生產效率、為用戶節省更多地成本、在造紙行業得到了越來越廣泛的應用。

參考文獻
1.《CHV系列矢量變頻器操作手冊》英威騰電氣股份有限公司
2．《CHV系列矢量變頻器擴展卡說明書》英威騰電氣股份有限公司
3．《造紙工藝與技術》 化學工業出版社出版