復卷機控制系統及傳動系統的設計研究

張慶華

摘 要：科學技術的不斷發展也相應帶動了我國造紙工藝的發展進步。然而復卷機在實際運行期間出現較多問題。本文主要介紹了復卷機的性能，并且對常見的復卷機結構以及類型進行綜合整理，分析研究了復卷機在實際運行期間所具備的性能參數以及需求等，針對復卷機的傳動系統和控制系統，需要在實際運行期間對其進行有效控制，使兩者之間進行充分配合，這樣可以有效控制復卷機的運行狀態。

關鍵詞：復卷機；控制系統；傳動系統；設計研究

中圖分類號：TS734 文獻標志碼：A

1 復卷機的工作原理

研究分析復卷機的工作原理，其在運行期間會在相同時間內產生多個操作：開卷，分切紙和對分切紙，針對每一工作環節具有不同的規范標準，在實際運行期間需要正確校正以上操作，這樣可以使得卷紙在復卷期間滿足企業生產標準要求，滿足標準寬度要求等。為了確保分切操作的效果，避免在實際切分期間產生較大的錯位情況，降低復卷機的運行效率，需要準確把握復卷機的運行狀態。其次，在移動切刀時，需要全面檢查切刀的狀態，特別是檢查切刀的鋒利程度，一旦發現問題需要及時更換切刀。

2 復卷機的傳動系統

2.1 選擇傳動電機電源

需要按照復卷機的工作需求進行合理選擇。通常情況下，傳動系統的電動機功率都在1MW之下，所以，在進行變頻器選擇時需要優先選擇交直流電壓型變頻器。按照復卷機的運行原理可以看出，其底輥電動機的轉矩以及轉速需要保持一致。在實際運行期間，電動機的功率會利用直流母線當中的經逆變器向底輥電動機內部傳輸，這樣可以確保電動機始終處于正常工作狀態。在復卷機開始卷紙時，會改變其電動機的轉矩方向以及轉速等，使其轉化為相反的運行狀態，也會相應改變電動機功率的流動方向，使其朝著相反方向流動。針對變頻器的主電路，在設計其工作模式時常常使用公共直流母校方式，利用該種設計方法可以確保地滾電機和開卷機的逆變器可以連接在同一條母線上。使用該種連接方式可以有效降低復卷機整流器的容量。

2.2 選擇主傳動電機的類型

在選擇退紙輥電機時，為了確保復卷機可以處于正常運行狀態，在進行開卷電機選擇時需要綜合考慮底輥電機和開卷電機，并且需要確保其負載性能能夠使得復卷機順利運行。為了獲得退紙輥電機的最大轉速，需要利用理論知識進行判斷和計算，按照原紙的尺寸計算退紙輥的最大轉速，并按照所得結果計算退紙輥的電機功率。其次，在計算電動機功率需求時，首先需要按照退紙輥的最大所需扭矩進行計算，所以在選擇復卷機電動機時，不需要計算其扭矩，這樣可以有效減少選擇時間。

2.3 選擇底輥電機類型

首先需要確保復卷機處于正常運行狀態，并且不會改變紙幅的張力。所以，需要確保電機穩定輸出力矩，提升生產的穩定性。因此，在選擇底輥電機時首先需要開率減速箱系統，有效控制底輥電機的最大車速，使其轉速處于穩定狀態，其次還需要注意以下問題，再選擇復卷機的前后底輥電機時，需要保證其電機具有相同的型號，這樣才能在實際生產期間確保相同的轉速。在選擇底輥電機型號時，需要計算和選擇其運行效率，使得底輥電機在實際運行期間產生相同的紙幅張力。

3 復卷機的控制系統

復卷機通常具有4個控制參數，分別為line pressure線壓、the current of two bottom roll兩底輥電流、tension張力以及speed車速。這4個參數主要是對紙卷的硬度有產生影響，在不斷增加車速的情況下，會降低紙卷的硬度，這主要是因為紙卷當中進入較多空氣。大多數企業都是將車速進行固定。以下介紹線壓、兩底輥電流、張力對紙卷硬度的影響及其控制。

3.1 線壓

復卷機的線壓主要是底輥與紙卷之間的線壓力，復卷機線壓影響紙卷硬度主要表現在隨著線壓的不斷增加也相應增加了紙卷的硬度，隨著線壓的不斷減小也相應減小了紙卷的硬度。

3.2 兩底輥電流

在機械設計上的兩底輥電流具有相同的電機功率，然而在使用期間，如圖1所示，兩底輥電流之和維持不變，#1電流由小變大，#2輥電流由大變小，當#2輥電流大于#1輥電流時，說明#2輥速度比#1速度快，增加紙頁張力，即增加紙卷硬度；然而當#2輥電流小于#1輥電流時，表明#2輥速度比#1速度慢，減小紙頁張力，即減小紙卷硬度。

3.3 復卷機的張力

主要是指退卷部與卷取部之間紙頁每米寬度所受的拉力（單位N/m），主要是通過退卷部放卷電機進行控制，張力對紙卷硬度的影響主要表現在增加紙頁張力和紙卷硬度，減小紙頁張力和紙卷硬度。

引紙期間，不需要人工控制張力，系統會按照算法進行張力自動投入或者解除，自動調節。這樣可以有效簡化操作步驟，加強可靠性以及工作效率。

在實際運行期間，按照紙張性能，需要設定合適的張力，之后不需要進行額外操作。按照內核建立的數學控制模型，全程自動匹配對應的放卷扭矩，無論卷徑大小，無論快慢，無論加速減速，均能保持穩定的張力。

3.4 速度和加速度

如圖2所示，S曲線控制主車速，對于每一個主傳動點都通過優化補償算法，確保計算的精確度，這樣即使加減速度處于較高狀態，也能夠實現較好的速度跟隨性。

3.5 成紙卷停車

按照預先設定的成卷紙長度，提前計算停車時間點，使得停車后的累計長度與設定值一致。設定成紙卷直徑，自動提前計算停車時間點。

結語

綜上所述，由于紙張具有較快的發展速度，因此需要提升復卷機的生產要求，為了實現造紙企業的經濟效益，還需要不斷研究分析復卷機的傳動系統和控制系統設計要素以及主要技術等。

參考文獻

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