變頻器在造紙行業(yè)的應(yīng)用和分析（二）
而對(duì)于干部傳動(dòng)控制。由于干部的紙張已經(jīng)建立了張力，所以，干部的控制以張力為目標(biāo)。對(duì)張力容易發(fā)生變化的區(qū)域內(nèi)的傳動(dòng)點(diǎn)采用轉(zhuǎn)矩/張力控制，而對(duì)張力不容易發(fā)生變化的區(qū)域內(nèi)的傳動(dòng)點(diǎn)則采用速度閉環(huán)控制。HZ-3000控制網(wǎng)絡(luò)還提供了系統(tǒng)連鎖（安全連鎖、工藝連鎖、起動(dòng)連鎖、停機(jī)連鎖、斷紙連鎖、故障連鎖等）和系統(tǒng)保護(hù)（相序監(jiān)測(cè)、缺相監(jiān)測(cè)、欠壓監(jiān)測(cè)、過(guò)壓監(jiān)測(cè)、瞬間過(guò)流保護(hù)、長(zhǎng)時(shí)過(guò)流保護(hù)、編碼器信號(hào)丟失報(bào)警和保護(hù)、超頻、超速報(bào)警和保護(hù)、接地故障報(bào)警、通訊故障報(bào)警等）。由于在紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)中采用了通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，紙機(jī)各傳動(dòng)分部的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)連鎖信息能通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)直接傳送到信息層網(wǎng)絡(luò)，即以太網(wǎng)。而以太網(wǎng)采用公開的通訊協(xié)議（EtherNetIP），因此能將數(shù)據(jù)傳送給其它系統(tǒng)（如MCS、DCS和QCS系統(tǒng)）。
SIED造紙系統(tǒng)包括三部分：（1）工業(yè)PC機(jī)并預(yù)裝先進(jìn)的工控軟件作為上機(jī)，用于過(guò)程、生產(chǎn)流程、機(jī)械和設(shè)備的可視化操作。通過(guò)MPI（多點(diǎn)接口）與PLC主站通訊。（2）PLC主站采用先進(jìn)的高性能PLC系統(tǒng)配置，并提供標(biāo)準(zhǔn)工具及軟件對(duì)硬件進(jìn)行配置、參數(shù)設(shè)置、編程、操作、診斷。通過(guò)PROFIBUS-DP接口連接到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上，以12Mbit/s的通訊速度與下一級(jí)HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置通訊。（3）HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置通過(guò)PROFIBUS-DP接口連接到現(xiàn)場(chǎng)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS——DP網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)和接受PLC主站指令并向PLC主站發(fā)送數(shù)據(jù)。
2、可控張力和轉(zhuǎn)矩
在紙和紙板工業(yè)生產(chǎn)中，通常都需要進(jìn)行張力和卷取控制，以生產(chǎn)符合要求的紙材，如超級(jí)壓光機(jī)、復(fù)卷機(jī)、機(jī)外涂布機(jī)、切紙機(jī)等。目前，矢量變頻器對(duì)于轉(zhuǎn)矩和張力的控制已經(jīng)可以基本滿足造紙生產(chǎn)工藝的要求，其采用的方式主要有兩種：閉環(huán)張力控制和開環(huán)張力控制。
張力閉環(huán)，是通過(guò)張力檢測(cè)裝置反饋張力信號(hào)與張力的設(shè)定值構(gòu)成PID閉環(huán)，然后調(diào)整變頻器的輸出頻率命令（速度模式）或輸出轉(zhuǎn)矩指令（轉(zhuǎn)矩模式）。此方案可以適用于高精度的張力控制場(chǎng)合，如復(fù)卷機(jī)的張力控制。
但對(duì)于要求并不要求嚴(yán)格、又要求性價(jià)比高的收卷來(lái)說(shuō)，可以采用比較實(shí)用的矢量變頻器限轉(zhuǎn)矩方法，可以省去張力傳感器、PID控制器，而只需要簡(jiǎn)單的變頻器加PLC控制即可。在這種控制方式下，實(shí)際張力還是必須要知道的，無(wú)非它是通過(guò)變頻器內(nèi)部的檢測(cè)和計(jì)算來(lái)獲取的，從而省去張力檢測(cè)裝置，降低了系統(tǒng)的成本和難度。
矢量控制的變頻器是通過(guò)對(duì)電機(jī)磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制，可以很高的控制精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行。
就目前的技術(shù)而言，具有收卷和放卷控制的變頻器已經(jīng)在紙機(jī)傳動(dòng)的很多設(shè)備進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，并以簡(jiǎn)介的配置和靈活的應(yīng)用獲得了用戶的好評(píng)。
3、直接傳動(dòng)系統(tǒng)
ABB從事紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的供應(yīng)已經(jīng)有100年的歷史了。初期是采用長(zhǎng)軸傳動(dòng)，在上世紀(jì)六十年代開始被直流分部傳動(dòng)所替代。1983年，ABB公司第一個(gè)將交流的分部傳動(dòng)概念運(yùn)用到紙機(jī)工業(yè)中。現(xiàn)在看來(lái)，所有的新紙機(jī)和大部分的紙機(jī)改造會(huì)采用交流分部傳動(dòng)。
為了更大程度上提高可靠性和降低運(yùn)行周期成本，ABB在20世紀(jì)90年代中期開始著手發(fā)展一個(gè)新的紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。其目標(biāo)就是將一個(gè)高轉(zhuǎn)矩直接耦合到紙機(jī)的傳動(dòng)端，從而可以在大部分情況下省去傳動(dòng)電機(jī)和紙機(jī)部分耦合的機(jī)械部分（如齒輪箱等）。
新一代紙機(jī)傳動(dòng)的第一個(gè)例子是在1999年中期在芬蘭的一家紙機(jī)上，它已經(jīng)成功運(yùn)行到現(xiàn)在。該傳動(dòng)的功率是在234轉(zhuǎn)/分時(shí)輸出90KW。ABB其實(shí)是用“虛擬的數(shù)字齒輪箱”來(lái)替代了真正的機(jī)械齒輪箱。
在直接傳動(dòng)系統(tǒng)中，馬達(dá)是通過(guò)一個(gè)傳統(tǒng)的低速連接器直接耦合到紙機(jī)部分的。該電機(jī)是同步永磁電動(dòng)機(jī)。ABB能提供這種專為紙機(jī)配套的系列電機(jī)產(chǎn)品。傳動(dòng)柜通常是由ABB的ACS600/800變頻器組成的。關(guān)于變頻器的硬件組成是與傳統(tǒng)的交流異步傳動(dòng)一致的，都可以采用風(fēng)冷和水冷。而軟件的設(shè)計(jì)則是專用的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件。同步電機(jī)允許在紙機(jī)上采用無(wú)編碼器的運(yùn)行方式。傳動(dòng)部分的控制系統(tǒng)、應(yīng)用軟件以及人機(jī)界面的控制這幾部分都是跟ABB在紙機(jī)上的解決方案一致。因此，直接傳動(dòng)能與其他的ABB傳動(dòng)方案同時(shí)并列運(yùn)行，而且ACS600/800無(wú)須更換就可以升級(jí)到新的直接傳動(dòng)系統(tǒng)。
隨著直接傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)更簡(jiǎn)單的紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)在看來(lái)已經(jīng)可以出現(xiàn)在人們的面前。
在通常的紙機(jī)傳動(dòng)中，齒輪電機(jī)的速度通常都是在1500轉(zhuǎn)/分到1800轉(zhuǎn)/分。然后通過(guò)選擇合適的齒輪比就可以獲取合適的紙機(jī)運(yùn)行速度。而在直接傳動(dòng)中，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速通常是在300轉(zhuǎn)/分到600轉(zhuǎn)/分。使用一個(gè)傳統(tǒng)的異步電機(jī)在此速度下運(yùn)行，電機(jī)的尺寸將至少會(huì)是現(xiàn)在的2倍。很明顯這樣既不實(shí)用也不有效，因此這也是我們要發(fā)展新電機(jī)的一個(gè)原因。在新的永磁電機(jī)中，用永磁體替代了異步電機(jī)的鼠籠式導(dǎo)體。
在新的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中，已經(jīng)充分注意到降低轉(zhuǎn)矩諧振以滿足紙機(jī)運(yùn)行所需要的光滑轉(zhuǎn)矩特性。既然轉(zhuǎn)子是實(shí)際上不耗能的，電機(jī)就能設(shè)計(jì)成更高的功率段，而且允許有更高的定子能量損耗。由于轉(zhuǎn)子是永磁體，定子電流不再需要用做轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁部分，因此能夠產(chǎn)生更有效的轉(zhuǎn)矩。幾乎由定子產(chǎn)生的損耗如采用水冷式還能達(dá)到更高的負(fù)載穩(wěn)定性能。
用戶將從直接傳動(dòng)中獲益，采用直接傳動(dòng)的好處主要有：
（1）由于采用更少的機(jī)械傳動(dòng)部件可以使工廠節(jié)省工程施工成本和安裝費(fèi)用；
（2）直接采用同步電機(jī)，降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，能更好地保證紙機(jī)運(yùn)行可靠性；
（3）更少的機(jī)械傳動(dòng)部件和省去了編碼器使得紙機(jī)具有更高的可靠性；
（4）由于采用更少的零部件使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，維修成本也大為降低；
（5）更低的能量損耗。
幾年前ABB公司就已經(jīng)與一家叫RSO的咨詢公司合作開展對(duì)將傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)更換直接傳動(dòng)后節(jié)能的研究，這里就講講當(dāng)時(shí)這項(xiàng)研究的主要部分。這項(xiàng)課題的研究方向就是針對(duì)一個(gè)現(xiàn)代的、高容量的紙機(jī)。運(yùn)行成本的節(jié)省是從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)考慮的。運(yùn)行成本的節(jié)省包括在齒輪箱、聯(lián)結(jié)器、附件和備件以及齒輪的附件系統(tǒng)。在建筑結(jié)構(gòu)的投資、相關(guān)的工程施工工作等也需要計(jì)算在內(nèi)。所有者的費(fèi)用能分為運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用以及所引起的其他費(fèi)用。直接傳動(dòng)系統(tǒng)省去了齒輪箱，尺寸的減少也可以節(jié)省廠房空間和傳動(dòng)的基礎(chǔ)部分。對(duì)紙機(jī)部分的影響也同時(shí)省去了對(duì)該部分進(jìn)行計(jì)劃的成本。在對(duì)齒輪箱傳動(dòng)改造后可以騰出更多的空間來(lái)放置新的設(shè)備。影響紙機(jī)的因素包括地面設(shè)備的安置、電氣室的配置和其他的電氣設(shè)備等，同時(shí)也包括了維護(hù)人員日常的巡檢通道、排風(fēng)機(jī)的通風(fēng)等。間接的受益還包括提供了一個(gè)更大的工作空間。研究的結(jié)果表明總的費(fèi)用節(jié)省大概是一臺(tái)相同規(guī)模紙機(jī)，20%是來(lái)自獲得的節(jié)省額，80%是用戶的成本。
四、造紙行業(yè)變頻改造的前景
我們?cè)陉P(guān)注新增紙機(jī)產(chǎn)能的同時(shí)，我們也必須注意到現(xiàn)有紙機(jī)的改造一塊。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。事實(shí)已經(jīng)證明造紙企業(yè)是高能耗企業(yè)，據(jù)多年的數(shù)字統(tǒng)計(jì)，每噸紙所耗電能都在500度以上，電力消耗十分嚴(yán)重。
在今后五年間大約有40～60萬(wàn)KW制漿造紙?jiān)O(shè)備的裝機(jī)功率需要投入改造。按改造系統(tǒng)1KW/1500RMB的計(jì)算，會(huì)將近有6～9億左右的變頻器市場(chǎng)，由于原本涉及國(guó)內(nèi)本地化改造項(xiàng)目，將會(huì)有相當(dāng)數(shù)量地采用國(guó)產(chǎn)變頻器，因此這將是國(guó)產(chǎn)變頻器可以角逐的天地，市場(chǎng)潛力巨大，應(yīng)該引起足夠重視。
1、紙機(jī)分部傳動(dòng)的變頻改造
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。
目前我國(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。
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。為了生產(chǎn)過(guò)程紙頁(yè)特性變化的需要，紙機(jī)的變頻傳動(dòng)能夠保證在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車速，且各個(gè)分部的速度能單獨(dú)調(diào)節(jié)。
2、造紙附屬設(shè)備的變頻改
SIED造紙系統(tǒng)包括三部分：（1）工業(yè)PC機(jī)并預(yù)裝先進(jìn)的工控軟件作為上機(jī)，用于過(guò)程、生產(chǎn)流程、機(jī)械和設(shè)備的可視化操作。通過(guò)MPI（多點(diǎn)接口）與PLC主站通訊。（2）PLC主站采用先進(jìn)的高性能PLC系統(tǒng)配置，并提供標(biāo)準(zhǔn)工具及軟件對(duì)硬件進(jìn)行配置、參數(shù)設(shè)置、編程、操作、診斷。通過(guò)PROFIBUS-DP接口連接到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上，以12Mbit/s的通訊速度與下一級(jí)HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置通訊。（3）HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置通過(guò)PROFIBUS-DP接口連接到現(xiàn)場(chǎng)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。HMI人機(jī)界面或傳動(dòng)控制裝置完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS——DP網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)和接受PLC主站指令并向PLC主站發(fā)送數(shù)據(jù)。
2、可控張力和轉(zhuǎn)矩
在紙和紙板工業(yè)生產(chǎn)中，通常都需要進(jìn)行張力和卷取控制，以生產(chǎn)符合要求的紙材，如超級(jí)壓光機(jī)、復(fù)卷機(jī)、機(jī)外涂布機(jī)、切紙機(jī)等。目前，矢量變頻器對(duì)于轉(zhuǎn)矩和張力的控制已經(jīng)可以基本滿足造紙生產(chǎn)工藝的要求，其采用的方式主要有兩種：閉環(huán)張力控制和開環(huán)張力控制。
張力閉環(huán)，是通過(guò)張力檢測(cè)裝置反饋張力信號(hào)與張力的設(shè)定值構(gòu)成PID閉環(huán)，然后調(diào)整變頻器的輸出頻率命令（速度模式）或輸出轉(zhuǎn)矩指令（轉(zhuǎn)矩模式）。此方案可以適用于高精度的張力控制場(chǎng)合，如復(fù)卷機(jī)的張力控制。
但對(duì)于要求并不要求嚴(yán)格、又要求性價(jià)比高的收卷來(lái)說(shuō)，可以采用比較實(shí)用的矢量變頻器限轉(zhuǎn)矩方法，可以省去張力傳感器、PID控制器，而只需要簡(jiǎn)單的變頻器加PLC控制即可。在這種控制方式下，實(shí)際張力還是必須要知道的，無(wú)非它是通過(guò)變頻器內(nèi)部的檢測(cè)和計(jì)算來(lái)獲取的，從而省去張力檢測(cè)裝置，降低了系統(tǒng)的成本和難度。
矢量控制的變頻器是通過(guò)對(duì)電機(jī)磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制，可以很高的控制精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行。
就目前的技術(shù)而言，具有收卷和放卷控制的變頻器已經(jīng)在紙機(jī)傳動(dòng)的很多設(shè)備進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，并以簡(jiǎn)介的配置和靈活的應(yīng)用獲得了用戶的好評(píng)。
3、直接傳動(dòng)系統(tǒng)
ABB從事紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的供應(yīng)已經(jīng)有100年的歷史了。初期是采用長(zhǎng)軸傳動(dòng)，在上世紀(jì)六十年代開始被直流分部傳動(dòng)所替代。1983年，ABB公司第一個(gè)將交流的分部傳動(dòng)概念運(yùn)用到紙機(jī)工業(yè)中。現(xiàn)在看來(lái)，所有的新紙機(jī)和大部分的紙機(jī)改造會(huì)采用交流分部傳動(dòng)。
為了更大程度上提高可靠性和降低運(yùn)行周期成本，ABB在20世紀(jì)90年代中期開始著手發(fā)展一個(gè)新的紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。其目標(biāo)就是將一個(gè)高轉(zhuǎn)矩直接耦合到紙機(jī)的傳動(dòng)端，從而可以在大部分情況下省去傳動(dòng)電機(jī)和紙機(jī)部分耦合的機(jī)械部分（如齒輪箱等）。
新一代紙機(jī)傳動(dòng)的第一個(gè)例子是在1999年中期在芬蘭的一家紙機(jī)上，它已經(jīng)成功運(yùn)行到現(xiàn)在。該傳動(dòng)的功率是在234轉(zhuǎn)/分時(shí)輸出90KW。ABB其實(shí)是用“虛擬的數(shù)字齒輪箱”來(lái)替代了真正的機(jī)械齒輪箱。
在直接傳動(dòng)系統(tǒng)中，馬達(dá)是通過(guò)一個(gè)傳統(tǒng)的低速連接器直接耦合到紙機(jī)部分的。該電機(jī)是同步永磁電動(dòng)機(jī)。ABB能提供這種專為紙機(jī)配套的系列電機(jī)產(chǎn)品。傳動(dòng)柜通常是由ABB的ACS600/800變頻器組成的。關(guān)于變頻器的硬件組成是與傳統(tǒng)的交流異步傳動(dòng)一致的，都可以采用風(fēng)冷和水冷。而軟件的設(shè)計(jì)則是專用的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件。同步電機(jī)允許在紙機(jī)上采用無(wú)編碼器的運(yùn)行方式。傳動(dòng)部分的控制系統(tǒng)、應(yīng)用軟件以及人機(jī)界面的控制這幾部分都是跟ABB在紙機(jī)上的解決方案一致。因此，直接傳動(dòng)能與其他的ABB傳動(dòng)方案同時(shí)并列運(yùn)行，而且ACS600/800無(wú)須更換就可以升級(jí)到新的直接傳動(dòng)系統(tǒng)。
隨著直接傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)更簡(jiǎn)單的紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)在看來(lái)已經(jīng)可以出現(xiàn)在人們的面前。
在通常的紙機(jī)傳動(dòng)中，齒輪電機(jī)的速度通常都是在1500轉(zhuǎn)/分到1800轉(zhuǎn)/分。然后通過(guò)選擇合適的齒輪比就可以獲取合適的紙機(jī)運(yùn)行速度。而在直接傳動(dòng)中，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速通常是在300轉(zhuǎn)/分到600轉(zhuǎn)/分。使用一個(gè)傳統(tǒng)的異步電機(jī)在此速度下運(yùn)行，電機(jī)的尺寸將至少會(huì)是現(xiàn)在的2倍。很明顯這樣既不實(shí)用也不有效，因此這也是我們要發(fā)展新電機(jī)的一個(gè)原因。在新的永磁電機(jī)中，用永磁體替代了異步電機(jī)的鼠籠式導(dǎo)體。
在新的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中，已經(jīng)充分注意到降低轉(zhuǎn)矩諧振以滿足紙機(jī)運(yùn)行所需要的光滑轉(zhuǎn)矩特性。既然轉(zhuǎn)子是實(shí)際上不耗能的，電機(jī)就能設(shè)計(jì)成更高的功率段，而且允許有更高的定子能量損耗。由于轉(zhuǎn)子是永磁體，定子電流不再需要用做轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁部分，因此能夠產(chǎn)生更有效的轉(zhuǎn)矩。幾乎由定子產(chǎn)生的損耗如采用水冷式還能達(dá)到更高的負(fù)載穩(wěn)定性能。
用戶將從直接傳動(dòng)中獲益，采用直接傳動(dòng)的好處主要有：
（1）由于采用更少的機(jī)械傳動(dòng)部件可以使工廠節(jié)省工程施工成本和安裝費(fèi)用；
（2）直接采用同步電機(jī)，降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，能更好地保證紙機(jī)運(yùn)行可靠性；
（3）更少的機(jī)械傳動(dòng)部件和省去了編碼器使得紙機(jī)具有更高的可靠性；
（4）由于采用更少的零部件使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，維修成本也大為降低；
（5）更低的能量損耗。
幾年前ABB公司就已經(jīng)與一家叫RSO的咨詢公司合作開展對(duì)將傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)更換直接傳動(dòng)后節(jié)能的研究，這里就講講當(dāng)時(shí)這項(xiàng)研究的主要部分。這項(xiàng)課題的研究方向就是針對(duì)一個(gè)現(xiàn)代的、高容量的紙機(jī)。運(yùn)行成本的節(jié)省是從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)考慮的。運(yùn)行成本的節(jié)省包括在齒輪箱、聯(lián)結(jié)器、附件和備件以及齒輪的附件系統(tǒng)。在建筑結(jié)構(gòu)的投資、相關(guān)的工程施工工作等也需要計(jì)算在內(nèi)。所有者的費(fèi)用能分為運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用以及所引起的其他費(fèi)用。直接傳動(dòng)系統(tǒng)省去了齒輪箱，尺寸的減少也可以節(jié)省廠房空間和傳動(dòng)的基礎(chǔ)部分。對(duì)紙機(jī)部分的影響也同時(shí)省去了對(duì)該部分進(jìn)行計(jì)劃的成本。在對(duì)齒輪箱傳動(dòng)改造后可以騰出更多的空間來(lái)放置新的設(shè)備。影響紙機(jī)的因素包括地面設(shè)備的安置、電氣室的配置和其他的電氣設(shè)備等，同時(shí)也包括了維護(hù)人員日常的巡檢通道、排風(fēng)機(jī)的通風(fēng)等。間接的受益還包括提供了一個(gè)更大的工作空間。研究的結(jié)果表明總的費(fèi)用節(jié)省大概是一臺(tái)相同規(guī)模紙機(jī)，20%是來(lái)自獲得的節(jié)省額，80%是用戶的成本。
四、造紙行業(yè)變頻改造的前景
我們?cè)陉P(guān)注新增紙機(jī)產(chǎn)能的同時(shí)，我們也必須注意到現(xiàn)有紙機(jī)的改造一塊。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。事實(shí)已經(jīng)證明造紙企業(yè)是高能耗企業(yè)，據(jù)多年的數(shù)字統(tǒng)計(jì)，每噸紙所耗電能都在500度以上，電力消耗十分嚴(yán)重。
在今后五年間大約有40～60萬(wàn)KW制漿造紙?jiān)O(shè)備的裝機(jī)功率需要投入改造。按改造系統(tǒng)1KW/1500RMB的計(jì)算，會(huì)將近有6～9億左右的變頻器市場(chǎng)，由于原本涉及國(guó)內(nèi)本地化改造項(xiàng)目，將會(huì)有相當(dāng)數(shù)量地采用國(guó)產(chǎn)變頻器，因此這將是國(guó)產(chǎn)變頻器可以角逐的天地，市場(chǎng)潛力巨大，應(yīng)該引起足夠重視。
1、紙機(jī)分部傳動(dòng)的變頻改造
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。
目前我國(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。
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。為了生產(chǎn)過(guò)程紙頁(yè)特性變化的需要，紙機(jī)的變頻傳動(dòng)能夠保證在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)車速，且各個(gè)分部的速度能單獨(dú)調(diào)節(jié)。
2、造紙附屬設(shè)備的變頻改
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