负荷分配的工作原理是:假设P1e、P2。为两台电动机的额定功率,Pe为额定总负载功率,Pe= P1e+P2e。P为实际总负载功率,P1、P2为电动机的实际负载功率,则P= P1+ P2。系统工作要求P1 =P×P1e/Pe,P2 =P×P2e/Pe,这两个值相差不大于3%。由于电动机功率是一间接控制量,实际控制以电动机定子转矩代替电动机功率进行计算。
PLC对各分部电动机的转矩进行采样,计算每一组的总负荷转矩,根据总负荷转矩计算负载平衡时的期望转矩值。PLC通过Modbus总线得到电动机转矩,利用上述原理再施以PID算法,调节变频器的输出,使两电动机转矩的百分比一致,即完成负荷自动分配的目标。
设置最大限幅值,如果负荷偏差超过该设定值,要停机处理,以防机械、电气故障发生。负荷分配控制实现的前提是具有合理的速度链结构,使负荷分配的传动点组处于子链结构上,该部负荷调整时不影响其他的传动点,因此,速度链结构采用主链与子链相结合的形式。
4.辅助部分的设计
辅助部分的电气系统应协调工作,以保证系统正常运行和设备安全。造纸机的辅助部分通常包括白水系统、真空系统、压缩空气系统、冷冻水系统、化学品加药系统、损纸回收系统、通风系统等。在实际设计中,为了使造纸机能连续均衡地运转,造纸机辅助部分的生产能力一般为造纸机最大生产能力的115%~135%。因此,采用变频调速及其控制技术能有效地降低实际运转中的辅助能耗,比如原先通过调节阀门开度来进行控制的风机和水泵、定速运转的皮带传输机等。
(1)冷冻水变频调速
在造纸机的辅助设备中,涂布和施胶经常要到用冷冻水来处理涂料,以保持涂料化学特性的稳定。现在经常采用冷冻水泵变频调速系统。它的控制原理是利用温度或温差进行控制,因为从严格意义上说,冷冻主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从涂料槽带走的热量,所以温差可作为控制依据。同时,由于冷冻主机的出水温度一般较为稳定,故实际上在设计中只需根据回水温度进行控制。
冷冻水系统选用的变频调速系统设计为PID控制,因为大部分的变频器都具有PID功能,所以,控制回路就非常简洁,以回水温度作为反馈信号,而目标温度则可以通过变频器的面板或上位机输出的模拟量信号进行设定。
(2)损纸皮带机变频调速
损纸皮带机负责将干部的断纸或处理纸运送到干损系统,因为皮带的速度通常都按造纸机的最大车速设计,造纸机的运行速度在最大车速的50%~80%之间,皮带定速运行必将浪费相当多的能量,而且还会产生较大的噪声。采用变频调速可使皮带机的速度跟随造纸机的车速,而且使皮带机的启动频率为20--30Hz,这样既能使皮带机快速反应避免堵纸,又能降低能耗。
5.造纸机变频器的参数设置
(1)造纸机变频器的参数设置原则
采用变频器设计的变频调速系统的性能虽然能满足造纸工艺传动系统的要求,但变频器的参数设置不当,也会影响系统的性能,甚至系统不能正常运行。对于通用型变频器来说,其主要参数和设置方法可以从以下几个方面来考虑。
①频率信号参数。变频器可采用以下几种方式设置运行频率。
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