目前在紙機(jī)分部傳動(dòng)上使用的變頻器必須能同時(shí)具備以下特點(diǎn)：

（1）調(diào)速范圍寬，在全速度范圍內(nèi)，效率必須在90%以上；

（2）功率因數(shù)高于0.9以上；

（3）輸入諧波電流總失真小于3%；

（4）采用可靠性高、技術(shù)成熟的標(biāo)準(zhǔn)器件IGBT；

（5）能減少輸出諧波分量并有效降低dv/dt噪音和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的效果

（一）、造紙機(jī)變頻改造的前景和分析。

據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有3780多萬(wàn)噸生產(chǎn)能力，單機(jī)生產(chǎn)能力在5萬(wàn)噸以上以及紙板機(jī)生產(chǎn)能力在10萬(wàn)噸以上的不足三分之一，尚有三分之二以上的生產(chǎn)能力需要投入巨資改造，其中至少三分之一的紙機(jī)需要部分或全部更換原來(lái)的傳動(dòng)部分（包括機(jī)械齒輪箱和電機(jī)傳動(dòng)），以提高車速或降低能耗。

我國(guó)造紙機(jī)分部傳動(dòng)設(shè)備，以前采用SCR直流調(diào)速方式，由于存在滑環(huán)和炭刷造成可靠性和精度不高，從而導(dǎo)致紙機(jī)的機(jī)械落后，最高車速也只有200m/min左右，很難同國(guó)外的1000m/min的高速紙機(jī)相比。造紙是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)的過(guò)程，因此生產(chǎn)線的連續(xù)和有序控制成為了制約成品紙質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶頸。直流調(diào)速系統(tǒng)在紙機(jī)的發(fā)展史上占有重要的地位，但由于直流電機(jī)存在維護(hù)難、抗環(huán)境能力差，主要表現(xiàn)如下：

(1)整流子磨損嚴(yán)重,燒毀整流子的故障,導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)；

(2)直流電機(jī)維修困難多,要求高,修理費(fèi)用也高；

(3)測(cè)速發(fā)電機(jī)易磨損，造成傳動(dòng)系統(tǒng)精度低；

(4)直流調(diào)速控制系統(tǒng)復(fù)雜,調(diào)試?yán)щy,一般技工很難調(diào)出好的機(jī)器。

交流變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能,顯著的節(jié)電以及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛適用性，而被公認(rèn)為是一種最有前途的交流調(diào)速方式。它不但具有直流電機(jī)優(yōu)良的調(diào)速性能，同時(shí)具有交流電機(jī)簡(jiǎn)單、可靠，因而逐漸被廣泛應(yīng)用由此看來(lái)，造紙機(jī)分部傳動(dòng)機(jī)械的變頻化已是大勢(shì)所趨。

造紙機(jī)傳動(dòng)的變頻改造有非常好的效果，如從工藝上改善紙品、增加產(chǎn)能、降低能耗、延長(zhǎng)停機(jī)檢修周期。

以某廠改造一臺(tái)長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)為例，它有兩個(gè)分部：一個(gè)是烘缸（干部），一個(gè)是網(wǎng)部（濕部）。根據(jù)工藝要求抄紙速度為20－100m/min，紙頁(yè)定量為9－30g/m2。一般紙機(jī)的傳動(dòng)精度要求達(dá)到1－3‰，由于速度變化范圍大，最低定量為9g/m2,要求紙機(jī)的傳動(dòng)精度更高。因此，選擇紙機(jī)的傳動(dòng)控制方案閉環(huán)系統(tǒng)。 

（二）、節(jié)能效益分析

根據(jù)該廠改造前和改造后紙機(jī)能耗對(duì)比，如下：

改造前的電功率：90米的車速P90=74A×180V＋3×220=13980W=13.98kW（直流傳動(dòng)）

按一年生產(chǎn)300天計(jì)：整機(jī)用電=300×24×13.98=100656(kWh)

改造后的電功率：90米的車速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53(kW)（變頻傳動(dòng)）

整機(jī)用電=300×24×10.53=75816(kWh)

全年可節(jié)電=100656－75816=24840(kWh)

由此可以得出應(yīng)用變頻器后實(shí)際節(jié)能為：25%

（三）、工藝效益分析

①紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率提高：27%以上（由月平均產(chǎn)量得到，已排除其他因素）可增產(chǎn)值：

②成品率提高：1.6%

綜上所述，采用變頻器后提高紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效率。

（四）造紙附屬設(shè)備的變頻器應(yīng)用分析

造紙機(jī)的輔助設(shè)施包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：供漿系統(tǒng)、白水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學(xué)品制備及傳送系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等。為了使造紙機(jī)能夠連續(xù)均衡地運(yùn)轉(zhuǎn)，它的輔助設(shè)施能力，一般應(yīng)超過(guò)造紙機(jī)的最大生產(chǎn)能力的15%-30%，這將存在具大的能量損耗。

供漿系統(tǒng)的變頻應(yīng)用

供漿系統(tǒng)必須滿足下列幾個(gè)條件：

（1）向造紙機(jī)輸送的漿料要穩(wěn)定，誤差不能超過(guò)±5%；

（2）漿料的配比和濃度要穩(wěn)定均勻；

（3）貯備一定的漿料量，使供漿能力可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)造紙機(jī)車速和品種的改變；

（4）對(duì)漿料進(jìn)行凈化精選

（5）處理造紙機(jī)各部分損紙。

通常情況下，供漿系統(tǒng)由供漿管路的漿泵、沖漿泵和凈化設(shè)施的壓力篩、除渣器組成，要達(dá)成以上五點(diǎn)目的，最主要就是要對(duì)漿泵和沖漿泵從全速運(yùn)行變?yōu)榭伤俣日{(diào)節(jié)變頻運(yùn)行，最終滿足供漿自動(dòng)化。

以沖漿泵為例來(lái)說(shuō)明變頻器的速度控制流程：該變頻控制宜采用雙閉環(huán)系統(tǒng)的速度控制方式，外環(huán)是速度閉環(huán)，內(nèi)環(huán)是電流或轉(zhuǎn)矩閉環(huán)。沖漿泵速度的設(shè)定值一方面是由漿速和網(wǎng)速比變化而獲得，另一方面是來(lái)自于流漿箱的壓力控制器。前者是主調(diào)，后者是微調(diào)。紙機(jī)的漿速和網(wǎng)速比基本上是恒定的，因此紙機(jī)的網(wǎng)速一旦變化，沖漿泵的轉(zhuǎn)速也跟隨變化；為了提高速度調(diào)節(jié)器的精確性和反映流漿箱的實(shí)際工藝過(guò)程，通常還需取流漿箱的壓力PID控制輸出值的±５％的變化來(lái)作為沖漿泵附加的速度設(shè)定值。速度的實(shí)際值取自傳動(dòng)電機(jī)的實(shí)際速度采樣，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)測(cè)速電機(jī)或光電旋轉(zhuǎn)編碼器等檢測(cè)裝置獲取。電流的設(shè)定值取自速度環(huán)的輸出信號(hào)，電流的實(shí)際值取自各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的交流變頻器輸出端電流互感器的測(cè)量值。因此對(duì)于沖漿泵的變頻調(diào)速而言，需對(duì)其進(jìn)行PID控制，可達(dá)到理想節(jié)能效果。