一、引言
造纸工业是国民经济的重要行业。国家信息中心经济预测部的行业报告显示,随着原材料等主要资源价格的调整,造纸行业的成本增长再次上升,利润增长的成本压力再次加大。行业亏损增加,亏损企业亏损同比增长67.34%。成本上涨一方面是原材料、水、电、气价格上涨,另一方面与能源浪费密切相关。中国造纸工业综合能耗是发达国家的两倍,吨浆用水量比世界先进水平高出近10倍。然而电力成本是造纸业的三大成本之一,作为造纸业的主要能源,每年所消耗的电力成本对于造纸企业来说是一笔不小负担。
为了提高竞争力,实现可持续发展,在激烈的市场竞争中取胜,我国造纸企业必须降低成本,而节电是降低成本的主要手段。节能降耗,尤其是随着变频调速技术的发展,为造纸企业提高电能利用率,降低用电成本,增加经济效益提供了广阔的空间。
二、造纸机变频改造的必要性
国内造纸机分机传动设备,大多采用直流调速(大功率)和滑差电机(小功率)传动,在生产过程中,由于机械磨损、皮带打滑等因素,导致速度匹配失调,产生断纸、不均匀厚度等现象。
(1)直流调速系统在纸机的发展史上占有重要的地位,但由于直流电机存在维护难、抗环境能力差,主要表现如下:
●整流子磨损严重,烧毁整流子的故障,导致停机时间长;
●直流电机维修困难多,要求高,修理费用也高;
●测速发电机易磨损,造成传动系统精度低;
●直流调速控制系统复杂,调试困难,一般技工很难调出好的机器。
(2)交流滑差电动机两部分构成,一个普通交流电机,一个转差离合器,通过调整离合器励磁线圈的电压,来调节电机的确输出速度,存在耗电量大,传动效率低,速度精度差,速度不够稳定,影响产品的质量。
三、造纸机械变频控制系统简介
造纸机械由流浆箱、网部、压榨部、干燥部、压光和卷绕组成。传动系统是由多分支传动点组成的速度链协调系统。为了降低能耗,优化产品质量,提高劳动生产率,现代造纸设备大多采用多电机分段传动,即每个传动分段安装交流电机,并配备相应的变频器,要求每个分段在一定范围内实现同步控制和调速。造纸是一个连续的生产过程,因此生产线的连续有序控制成为制约成品纸质量和产量的瓶颈。采用变频控制系统可以使传动系统具有非常方便和准确的调速功能:
(1)在各个分动点之间能够保持固定的传动比,使得每个分动点在联线上的速度一致。方便设备提速、减速,避免由于线速度差过大而使各传动点断纸;
(2)连续平稳地拖动纸机运行;
(3)具有平滑加减速功能。
目前在纸机分部传动上使用的变频器必须能同时具备以下特点:
(1)调速范围宽,在全速度范围内,效率必须在90%以上;
(2)功率因数高于0.9以上;
(3)输入谐波电流总失真小于3%;
(4)采用可靠性高、技术成熟的标准器件igbt;
(5)能减少输出谐波分量并有效降低dv/dt噪音和转矩脉动的效果。
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