制漿造紙變頻器應(yīng)用與維護解決方案

【摘要】本文介紹了變頻器在長毅漿粕工藝生產(chǎn)中的幾種典型應(yīng)用實例，針對目前使用的變頻器品種多、數(shù)量大，控制精度高的實際情況，分析并提出了相應(yīng)的設(shè)備維護解決方案。

【關(guān)鍵詞】變頻器；應(yīng)用；維護解決方案

1、引言

變頻器簡單說就是一種電源裝置，可把工頻電源變換成各種頻率的交流電輸出，主要功能是實現(xiàn)節(jié)電、調(diào)速以及力矩、定位等控制。目前變頻器廣泛應(yīng)用于紡織、化纖、造紙、公用工程（中央空調(diào)、供水、水處理、電梯）等多項領(lǐng)域。

長毅公司漿粕生產(chǎn)線現(xiàn)有變頻器近百臺，涉及ABB、施耐德、西門子、富士、安川、東芝六個品牌十種系列，調(diào)速電機功率范圍由1.1KW～55KW。變頻器品種多、數(shù)量大，應(yīng)用與維護技術(shù)水平要求較高。

2、變頻器在漿粕工藝生產(chǎn)中的應(yīng)用控制

變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點，因此，運用變頻器控制生產(chǎn)對提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率有明顯的優(yōu)勢。

2.1恒功率控制

應(yīng)用實例：大錐度精漿機恒功率控制

工藝目的及作用：漿粕生產(chǎn)中使用大錐度精漿機，通過機械外力將纏繞成塊、索狀的纖維進行疏解和切斷，以適應(yīng)后工序物理、化學(xué)的各種加工需要，提高漿粕的吸收性能和化學(xué)反應(yīng)能力。由于打漿效果直接決定成品漿粕的膨潤度和吸堿值，因此對打漿工藝中的主要設(shè)備大錐度精漿機的控制顯得極其重要。

控制設(shè)備：TD200+ PLC+軟啟動器+變頻器+功率變送器

控制原理：通過TD200人機界面設(shè)定精漿機主電機運行目標功率值，由PLC發(fā)出控制指令將大錐度精漿機主電機（200KW）交軟啟動器起動，切換回工頻回路后，功率變送器檢測主電機實際運行功率，與設(shè)定目標功率值比較，并發(fā)出相應(yīng)控制指令給變頻器（施耐德ATV31）驅(qū)動進刀電機（1.1KW）慢速/快速、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)改變主電機運行負荷，從而調(diào)整主電機運行在相對恒定的功率范圍內(nèi)。PLC與變頻器間通過4根是纜連接，由PLC發(fā)出數(shù)字開關(guān)量指令，控制變頻器啟/停、快恒速、慢恒速、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)。

2.2負荷分配控制

應(yīng)用實例：紙機壓榨部上、下壓輥負荷轉(zhuǎn)矩控制

工藝目的及作用：壓榨部作用主要是使?jié)駶{粕脫水，通過借助上壓輥施加于下壓輥的機械壓力作用，降低濕漿粕的含水量，以利操作并減少烘缸負擔(dān)，達到節(jié)約用汽效果。上下壓輥之間不僅要求速度同步還需要負載率均衡，否則會造成一個傳動點由于過載而過流，而另一傳動點則由于被帶動而過壓，影響正常抄紙，甚至可能撕壞毛布，損壞變頻器、機械設(shè)備。因此這傳動壓榨部上下輥之間需要負荷分配自動控制。

控制設(shè)備：速度同步控制器+ABB變頻器+光纖通訊模板

控制原理：控制壓榨下輥電機的變頻器作為主傳動點，接收來自速度同步控制器的速度控制信號，驅(qū)動下輥電機保持一定轉(zhuǎn)速運行，下輥變頻器根據(jù)電機運行電流、轉(zhuǎn)速、磁通等內(nèi)部參數(shù)計算出下輥電機定子轉(zhuǎn)矩值，通過光纖通訊板，輸出上輥變頻器的控制信號。根據(jù)負荷分配原則控制上下輥電機間負荷力矩值差≤3%），使兩電機轉(zhuǎn)矩百分比一致實現(xiàn)負荷自動分配的目標。

2.3速度控制

典型應(yīng)用實例：帶式洗漿機、圓網(wǎng)濃縮機、真空洗漿機、紙機傳動速度鏈、理切紙機等

工藝目的及作用；利用變頻器通用的V/F控制方式，保證輸出電壓跟頻率成正比的控制這樣可以使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生，通過改變輸出頻率來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而達到調(diào)整的目的。

控制設(shè)備：HMI+PLC+變頻器

控制原理：通過PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線實現(xiàn)HMI人機操作界面、PLC和變頻器間的數(shù)字通訊，通過操作界面設(shè)定電機運行運行頻率，從而自動控制電機運轉(zhuǎn)速度。

3、變頻器的節(jié)能應(yīng)用

電機通常在工頻50Hz運行，低于50Hz運行時可實現(xiàn)節(jié)電。目前變頻調(diào)速技術(shù)作為一項重要的節(jié)能措施推廣應(yīng)用于多項領(lǐng)域。應(yīng)用變頻器調(diào)速，可使電機在最節(jié)能的頻率轉(zhuǎn)速下運行。以風(fēng)機水泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低時，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，變頻調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^。同樣，許多變動負載電機一般按最大需求來生產(chǎn)電動機的容量，故設(shè)計裕量偏大。而在實際運行中，輕載運行的時間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運行時的工作效率。漿粕生產(chǎn)線上水平帶式洗漿機風(fēng)機55KW富士G11，運行在30～40Hz，節(jié)電明顯。

4、維護解決方案

不良環(huán)境和元器件老化都會使變頻器發(fā)生故障，維護能有效地減小故障，延長使用壽命。

變頻器的維護是指對長期運行的變頻器進行日常檢查和定期檢修，防患于未然，保證變頻器長期穩(wěn)定運行。影響變頻器穩(wěn)定運行的主要因素：塵埃、濕度、振動、溫度。

4.1日常檢查

①檢查變頻器的操作面板顯示是否缺損，閃爍或變淺等現(xiàn)象。

②檢測變頻器的輸入輸出電壓，直流高壓是否正常。

③檢查變頻器的輸入輸出電纜，接線端子是否正常。

④冷卻風(fēng)機的風(fēng)量是否正常。

⑤散熱板是否溫度過熱。

⑥有無異味，震動是否正常。

4.2定期檢修

利用停產(chǎn)間隙時間進行，視環(huán)境狀況半年一次。

①清洗

②主電路檢測

濾波電容、限流電阻、繼電器觸點、絕緣電阻

③保護電路取樣元件檢查

④冷卻風(fēng)機的檢查

⑤控制電路，開關(guān)電源元件、印刷電路、小電解電容

⑥加固緊固部件

5、結(jié)束語

長毅公司區(qū)域內(nèi)變頻器數(shù)量大，控制方式復(fù)雜多樣，在生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要的關(guān)鍵作用。實現(xiàn)變頻器的穩(wěn)定運行從而保證生產(chǎn)穩(wěn)定，則必須要求維護人員熟練掌握變頻器運行和維護技術(shù)知識，并切實抓好變頻器的日常巡查和定期檢修工作。

參考文獻

[1]《棉漿粕生產(chǎn)技術(shù)教材》

[2]《變頻器應(yīng)用維護與修理》

[3]《安川G7變頻器使用說明書》

[4]《ABB ACS800變頻器使用說明書》