速度級聯(lián)的結(jié)果是將紙機(jī)分部傳動的主傳動點形成了一串速度鏈，只要其中的一個點速度進(jìn)行調(diào)整，其后的每一個傳動點也隨之快速調(diào)整。在實際的紙機(jī)控制中，往往還要根據(jù)特定的位置再增加特定的傳動控制方式，尤其重要的當(dāng)數(shù)負(fù)荷配比控制。

　　所謂負(fù)荷配比控制，是指在兩個嚙合輥中，為保持接觸的緊密性和合理性，需要對兩個輥子進(jìn)行負(fù)荷分配，以達(dá)到最佳效果。在造紙機(jī)壓榨部、壓光機(jī)等嚙合輥控制中，根據(jù)工藝需要，紙幅斷裂時，嚙合的兩輥子處于脫開位置，紙幅通過時兩輥子處于合上位置。其中在嚙合輥合上中，為保持兩輥子在機(jī)械上的緊密接觸，達(dá)到嚙合的要求，需采取負(fù)荷配比控制方式。

　　嚙合輥的主傳動仍采用速度級聯(lián)控制方式，從傳動采用負(fù)荷配比控制方式。在該負(fù)荷配比控制中，速度閉環(huán)的設(shè)定值在主傳動設(shè)定值(V設(shè)定)的基礎(chǔ)上，再增加5%的速度，這樣的話，其速度環(huán)的輸出值即電流環(huán)的設(shè)定輸入值(M設(shè)定)就會增加，然后主傳動速度環(huán)的輸出值乘上負(fù)荷配比百分值去限定從傳動電流環(huán)的設(shè)定輸入值(M設(shè)定)，也就會緊緊跟上主傳動，使得該兩輥的嚙合程度更加緊密、貼合。

　　4 卷紙機(jī)、復(fù)卷機(jī)和機(jī)外涂布機(jī)等收放卷系統(tǒng)的張力控制

　　紙張有二種成型方式即平板紙和卷筒紙，由于高速印刷機(jī)的大量出現(xiàn)，對于卷筒紙的需求量與日俱增。而且卷筒紙相對于平板紙來說，更能提高紙機(jī)的車速。然而紙機(jī)對于卷筒紙的處理則是一個相對復(fù)雜的過程，尤其是在中心卷取的過程中，隨著卷徑的不斷增加，卷筒輥的速度必須不斷減少，同時又要保證紙幅的張力相對平穩(wěn)。因此，對于收放卷系統(tǒng)而言，進(jìn)行張力控制是核心技術(shù)，也是變頻調(diào)速的難點。

　　對如此復(fù)雜的張力控制系統(tǒng)，變頻技術(shù)必須能克服以下4個技術(shù)問題:(1)將復(fù)雜的交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型簡單化;(2)考慮到張力反饋信號的延后和超調(diào);(3)將卷繞張力控制過程的動態(tài)參數(shù)描述成時變函數(shù);(4)保證張力閉環(huán)的抗波動能力高和即時調(diào)節(jié)性好。

　　目前，在卷取中最常用的是以下2種控制方式:(1)速度控制卷取(SPW)，用PID通過測力傳感器的張力反饋，或調(diào)節(jié)輥的位置反饋，來修正速度給定;(2)電流控制卷取(CPW)，用PID調(diào)節(jié)張力給定，可適用于中心卷取的方式，這一類型的控制一般是開環(huán)的。

　　具有張力控制的變頻控制系統(tǒng)，一般由直徑、補(bǔ)償、轉(zhuǎn)矩和速度計算等模塊組成，圖3所示為其卷取系統(tǒng)的基本軟件結(jié)構(gòu):

　　5 造紙機(jī)輔助部分的變頻控制

　　造紙機(jī)的輔助部分通常包括白水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、化學(xué)品加藥系統(tǒng)、損紙回收系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等。在實際設(shè)計紙機(jī)中，為了使紙機(jī)能連續(xù)均衡地運轉(zhuǎn)，它的輔助部分，一般都超過造紙機(jī)最大生產(chǎn)能力的15%～35%。因此，采用變頻調(diào)速及其控制技術(shù)能有效地降低實際運轉(zhuǎn)中輔助能耗，比如原先采用調(diào)節(jié)閥門開度來控制的風(fēng)機(jī)和水泵、定速運轉(zhuǎn)的皮帶傳輸機(jī)等。以下就典型的幾個方面來闡述變頻控制的廣泛用途。

　　5.1 冷凍水變頻調(diào)速

　　在造紙的輔助設(shè)備中，涂布和施膠經(jīng)常要到用冷凍水來處理涂料，以保持涂料化學(xué)特性的穩(wěn)定，現(xiàn)在經(jīng)常采用的方法為冷凍水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)。它的控制原理是利用溫度或溫差控制，因為從嚴(yán)格意義上說，冷凍主機(jī)的回水溫度和出水溫度之差表明了冷凍水從涂料槽帶走的熱量，所以溫差可作為控制依據(jù)。同時由于冷凍主機(jī)的出水溫度一般較為穩(wěn)定，故實際上在設(shè)計中只需根據(jù)回水溫度進(jìn)行控制即可。

　　冷凍水系統(tǒng)選用的變頻調(diào)速應(yīng)該可設(shè)計為PID控制，因為大部分的變頻器都具有PID功能，因此控制回路就非常簡潔，以回水溫度作為反饋信號，而目標(biāo)溫度則可以通過變頻器的面板設(shè)定或是上位機(jī)輸出模擬量信號設(shè)定。

　　5.2 損紙皮帶機(jī)變頻調(diào)速

　　損紙皮帶機(jī)是負(fù)責(zé)將干部的斷紙或處理紙運送到干損系統(tǒng)，因為皮帶的速度通常都按紙機(jī)的最大車速設(shè)計的，通常紙機(jī)運行的速度在最大車速的50%～80%之間，皮帶定速運行必將浪費相當(dāng)大的能量，而且還產(chǎn)生太大的噪音，此時采用變頻調(diào)速，使皮帶機(jī)的速度跟隨紙機(jī)的車速，而且使皮帶機(jī)的起動頻率為20～30Hz，這樣既能皮帶機(jī)能快速反應(yīng)避免堵紙，又能降低能耗。

　　6 結(jié)束語

　　隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和成熟，變頻器以其優(yōu)良的調(diào)速性能、操作簡單、功能完善、易于實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點，必將取代紙機(jī)上傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)，而成為紙機(jī)電氣傳動的佼佼者。

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