变频器TD3300在超级压光机中的应用

摘 要

本文以超级压光机为例,通过引入TD3300系列变频器,介绍了变频矢量控制中张力开环的基本方式和TD3300调试步骤。

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,可节省纤维和木材资源,因此可大大降低成本。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。

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、折页甚至断裂,严重影响生产的质量和产量。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。