英威騰Goodrive300變頻器在機械制漿生產線上的應用
2012/9/19 15:35:12
摘 要：紙漿生產線是由一系列配套設備組成的，為提高生產效率、保證紙漿的質量，各傳動部分需要高度的協調，目前先進的生產線重要傳動均采用變頻器驅動，木片磨漿機是紙漿生產非常關鍵的部分，本文以英威騰電氣股份有限公司Goodrive300變頻器在某大型紙漿生產線上的應用為例，說明了制漿生產線的控制系統以及大型木片磨漿機的對電氣傳動的要求。
關鍵詞：紙漿生產線 木片磨漿機 變頻器
一、引言
紙漿是造紙的基本原料，由于我國木材資源以及大規模紙漿生產設備的缺乏，紙漿遠不能滿足日益發展的造紙工業的需要，目前我國人均用紙量僅為27-30公斤，而國外發達國家人均用紙量為200-300公斤，為了彌補原料的不足，紙漿制品每年要從國外進口相當數量的紙漿。
紙漿的原料主要有木材、竹、蘆葦、稻草、麥草、芒桿、棉桿、甘蔗渣、破布、廢棉、廢麻等類植物纖維。
制漿是利用化學的方法或機械的方法或兩者結合的方法使植物纖維原料離解，變成本色紙漿或漂白紙漿的過程。以下為采用蘆葦造紙為例介紹其基本工藝過程。
圖1 造紙基本工藝流程
木片磨漿機是紙漿生產非常關鍵的設備，是將原木先削成木片，再將木片直接在大功率的盤磨機里磨解成漿，如圖2所示為木片磨漿機。
圖2 木片磨漿機
由于紙漿生產線是由一系列配套設備組成的，各傳動部分需要高度的協調，目前先進的生產線重要傳動均采用變頻器驅動，本文以英威騰電氣股份有限公司Goodrive300變頻器在某世界500強企業的紙漿生產線的應用為例，說明了紙漿生產線的控制系統以及大型木片磨漿機的對電氣傳動的要求。
二、紙漿生產線控制系統
整套生產設備控制系統拓撲圖3所示，中央控制系統DCS與整條生產線所有執行元器件與傳感器之間全部采用PROFIBUS通訊，為保證生產線的安全，各關鍵傳動設備附近均安裝有攝像頭，DCS通過以太網采集所有攝像頭數據，實時監控各傳動系統的現場情況。
中央控制系統控制所有變頻器的啟停、頻率給定、故障復位等命令，同時采集所有變頻器的電流、電壓、母線電壓、運行頻率等數據對各臺變頻器進行實時監控。
圖3 生產線控制系統拓撲圖
三、木片磨漿機電氣傳動特點
該制漿生產線上木片磨漿機的動力由一臺250kW三相異步電機驅動，電機額定電壓為690V，同步轉速為1500轉/min，變頻器采用英威騰電氣股份有限公司定制生產的Goodrive300變頻器機器，額定輸出功率為280kW。
制漿生產線上的大型木片磨漿機由于其嚴格的生產工藝，其電氣傳動具有如下特點：
Ø 啟動轉矩大，木片磨漿機在啟動時需要克服轉動慣量與摩擦力矩，在啟動時候需要足夠的轉矩；
Ø 加減速時間短，加速時間不超過60S，在沒有配置制動單元與制動電阻的情況下，要求減速時間不超過30S；
Ø 電機需要超基頻運行，為提高生產效率，在特殊情況下需要電機基頻以上運行；
Ø 需要變頻器具有很強抗電網波動的能力，由于工廠電力采用紙漿生產中的廢料發電，所有電網波動較大，為保證生產線正常運行，所有變頻器的抗電網波動能力均能達到±15%；
Ø 具有高可靠性，木片磨漿機一旦出現故障，整條生產線必須停下來，給工廠造成很大的經濟損失，所有該工廠要求變頻器24小時不間斷運行時間至少在3個月以上。
四、變頻器調試
由于木片磨漿機在啟動時需要輸出2倍的電機額定轉矩，同時又保證變頻器不過流，所以變頻器采用矢量開環控制模式；具有以下特點：
Ø 啟用Goodrive300變頻器的弱磁功能，使電機能在50HZ以上運行；
Ø 啟用Goodrive300變頻器的磁通制動功能，使電機在減速時一部分能量消耗在電機上，滿足減速時間的要求；
Ø 啟用Goodrive300變頻器的過壓失速與過流保護功能，保證變頻器在加減速過程中不出現故障而影響生產。
由于Goodrive300變頻器可以適應電網±15%的波動，所以能適應該廠的電網條件而不發生故障。
五、結束語
該生產線自投產一年來無故障生產，證明了英威騰Goodrive300變頻器在性能與可靠性方面完全可以滿足紙漿生產線木片磨漿機的生產工藝要求，目前英威騰Goodrive300變頻器在該企業贏得了非常好的認可。
參考文獻
[1] 《Goodrive 300變頻器產品說明書》深圳市英威騰股份有限公司
關于英威騰：
英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領先、受人尊敬的電氣傳動、工業控制、新能源領域的產品與服務供應商，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，目前擁有11家控股子公司，依托于電力電子、自動控制、電機控制、節能環保、物聯網、信息化等關鍵技術的掌握，主要產品涵括高、中、低壓變頻器、電梯智能整體機、伺服系統、PLC、HMI、電機和電主軸、SVG、UPS、光伏逆變器等。英威騰現有員工1600多人，大型生產基地4個，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。