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变频器TD3300在超级压光机中的应用(上)

1 前言

超级压光纸简称SC纸，以价格低廉的磨木浆、化学机械浆或废纸脱墨浆以及麦草浆为主要原料，配以少量的长纤维化学浆，并添加30％以上的填料制成，其平滑度达 500S以上，不透明度达85％以上，裂断长纵横平均达3000m以上，其质量可和低定量涂布纸比美，可用作广告、目录、插页等彩色印刷。由于该工艺使用大量填料和高得率的磨木浆或化机浆燃烧性能符合GB 8624⑵012 B1(B)级要求，可节省纤维和木材资源，因此可大大降精密注塑低成本。纸页经压光机压光后，可以提高纸页的平滑度、光泽度和紧度，使纸页全幅厚度一致，从而改善纸张的外观质量，并减少透气度。

图一所示的超级压光机主要分为放卷装置（又称退纸器）、压光辊装置（含主电机）和收卷装置等。原纸从放卷装置处经引纸辊依次通过各纸粕辊和以中小民营企业为主冷铸辊后进入中心收卷。本文论述的就是如何采用变频控制来完成超级压光机的传动控制。

图一 超级压光机简图

2 超级压光机的变频控制

2.1 开环的张力控制方案

超级压近两年来光机在快速启动、快速停止以及中间连续调速中必须保证纸页的张力恒定，否则收取的纸页就会卷曲气消笔、折页甚至断裂，严重影响生产的质量和特种海鲜产量。本系统中利用变频器的组合来达到精确的张力控制，我们知道一般情况下可以通过两种方式可以满足这样的要求：一是通过控制电机的速度来实现，二是通过控制电机的转矩来实现。由于考虑到安装张力传感器的成本和条件，故采用开环的张力控制来实现。当然在这种控制方式下，纸页的张力还是必须要知道的，无非它是通过变频器内部的检测和计算来获取的，从而降低了系统的成本和难度。

由设定的张力和卷筒的卷径可以计算出变频器的转矩指令，其公式如下：

T=（F X D） / （2 X i ）

其中：T 为变频器的输出转矩指令；F为张力设定指令；D为卷筒的卷径；i为机械传动比。

本方案必须考虑到线速度检测信号、卷径计算和张力锥度控制，这样才能准确地控制电机的转矩输出，保持张力的恒定。

2.2 超级压光机的变频组构

超级压光机的主传动功率的计算可以根据以下：

P = K x B x V x N

其中：P为电动机功率（KW）；K为常系数，一般取0.015~0.026；V为工作车速（M/min）；N为辊数（根）。

以四川某造纸厂为例，采用十二辊超级压光机，收卷的纸张宽1M，厚10um，设计车速为250米/分。则选用的主牵引电机（变频器）功率为：P = 0.018 X 1 X 250 X 12 = 54KW，因此可以选用55KW的变频器。

本系统采用高性能的矢量变频器TD3000，配置如下：主牵引变频器：TDT0550G、收卷变频器： TDT0055G。另外收卷电机采用变频电机，并加装旋转编码器（欧姆龙、1024线输出）

图二 超级压光机电气配置简图

2.3 变频调速控制描述

本系统用TD3000矢量开环控制来驱动主传动电机，收卷变频器TD3300采用开环张力控制模式。主牵引的速度给定从AI1输入，控制精度达1%~0.5%。TD3300采用前级主牵引变频器TD3000的模拟输出口AO2（输出TD3000变频器的运行频率）来得到线速度，并进行卷径计算；张力设定信号由AI1获取；旋转编码器的信号分别接到PGP/COM/A-/B-口。

(待续)

可对测试数据进行曲线分析、数据存储、对照等

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