制浆造纸变频器应用与维护解决方案

【摘要】本文介绍了变频器在长毅浆粕工艺生产中的几种典型应用实例，针对目前使用的变频器品种多、数量大，控制精度高的实际情况，分析并提出了相应的设备维护解决方案。

【关键词】变频器；应用；维护解决方案

1、引言

变频器简单说就是一种电源装置，可把工频电源变换成各种频率的交流电输出，主要功能是实现节电、调速以及力矩、定位等控制。目前变频器广泛应用于纺织、化纤、造纸、公用工程（中央空调、供水、水处理、电梯）等多项领域。

长毅公司浆粕生产线现有变频器近百台，涉及ABB、施耐德、西门子、富士、安川、东芝六个品牌十种系列，调速电机功率范围由1.1KW～55KW。变频器品种多、数量大，应用与维护技术水平要求较高。

2、变频器在浆粕工艺生产中的应用控制

变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，因此，运用变频器控制生产对提升工艺质量和生产效率有明显的优势。

2.1恒功率控制

应用实例：大锥度精浆机恒功率控制

工艺目的及作用：浆粕生产中使用大锥度精浆机，通过机械外力将缠绕成块、索状的纤维进行疏解和切断，以适应后工序物理、化学的各种加工需要，提高浆粕的吸收性能和化学反应能力。由于打浆效果直接决定成品浆粕的膨润度和吸碱值，因此对打浆工艺中的主要设备大锥度精浆机的控制显得极其重要。

控制设备：TD200+ PLC+软启动器+变频器+功率变送器

控制原理：通过TD200人机界面设定精浆机主电机运行目标功率值，由PLC发出控制指令将大锥度精浆机主电机（200KW）交软启动器起动，切换回工频回路后，功率变送器检测主电机实际运行功率，与设定目标功率值比较，并发出相应控制指令给变频器（施耐德ATV31）驱动进刀电机（1.1KW）慢速/快速、正转/反转改变主电机运行负荷，从而调整主电机运行在相对恒定的功率范围内。PLC与变频器间通过4根是缆连接，由PLC发出数字开关量指令，控制变频器启/停、快恒速、慢恒速、正转/反转。

2.2负荷分配控制

应用实例：纸机压榨部上、下压辊负荷转矩控制

工艺目的及作用：压榨部作用主要是使湿浆粕脱水，通过借助上压辊施加于下压辊的机械压力作用，降低湿浆粕的含水量，以利操作并减少烘缸负担，达到节约用汽效果。上下压辊之间不仅要求速度同步还需要负载率均衡，否则会造成一个传动点由于过载而过流，而另一传动点则由于被带动而过压，影响正常抄纸，甚至可能撕坏毛布，损坏变频器、机械设备。因此这传动压榨部上下辊之间需要负荷分配自动控制。

控制设备：速度同步控制器+ABB变频器+光纤通讯模板

控制原理：控制压榨下辊电机的变频器作为主传动点，接收来自速度同步控制器的速度控制信号，驱动下辊电机保持一定转速运行，下辊变频器根据电机运行电流、转速、磁通等内部参数计算出下辊电机定子转矩值，通过光纤通讯板，输出上辊变频器的控制信号。根据负荷分配原则控制上下辊电机间负荷力矩值差≤3%），使两电机转矩百分比一致实现负荷自动分配的目标。

2.3速度控制

典型应用实例：带式洗浆机、圆网浓缩机、真空洗浆机、纸机传动速度链、理切纸机等

工艺目的及作用；利用变频器通用的V/F控制方式，保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，通过改变输出频率来改变电机的转速，从而达到调整的目的。

控制设备：HMI+PLC+变频器

控制原理：通过PROFIBUS—DP现场总线实现HMI人机操作界面、PLC和变频器间的数字通讯，通过操作界面设定电机运行运行频率，从而自动控制电机运转速度。

3、变频器的节能应用

电机通常在工频50Hz运行，低于50Hz运行时可实现节电。目前变频调速技术作为一项重要的节能措施推广应用于多项领域。应用变频器调速，可使电机在最节能的频率转速下运行。以风机水泵为例，根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，变频调速的节电效果非常可观。同样，许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量，故设计裕量偏大。而在实际运行中，轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速，可大大提高轻载运行时的工作效率。浆粕生产线上水平带式洗浆机风机55KW富士G11，运行在30～40Hz，节电明显。

4、维护解决方案

不良环境和元器件老化都会使变频器发生故障，维护能有效地减小故障，延长使用寿命。

变频器的维护是指对长期运行的变频器进行日常检查和定期检修，防患于未然，保证变频器长期稳定运行。影响变频器稳定运行的主要因素：尘埃、湿度、振动、温度。

4.1日常检查

①检查变频器的操作面板显示是否缺损，闪烁或变浅等现象。

②检测变频器的输入输出电压，直流高压是否正常。

③检查变频器的输入输出电缆，接线端子是否正常。

④冷却风机的风量是否正常。

⑤散热板是否温度过热。

⑥有无异味，震动是否正常。

4.2定期检修

利用停产间隙时间进行，视环境状况半年一次。

①清洗

②主电路检测

滤波电容、限流电阻、继电器触点、绝缘电阻

③保护电路取样元件检查

④冷却风机的检查

⑤控制电路，开关电源元件、印刷电路、小电解电容

⑥加固紧固部件

5、结束语

长毅公司区域内变频器数量大，控制方式复杂多样，在生产中发挥着极其重要的关键作用。实现变频器的稳定运行从而保证生产稳定，则必须要求维护人员熟练掌握变频器运行和维护技术知识，并切实抓好变频器的日常巡查和定期检修工作。

参考文献

[1]《棉浆粕生产技术教材》

[2]《变频器应用维护与修理》

[3]《安川G7变频器使用说明书》

[4]《ABB ACS800变频器使用说明书》