一种全交流传动控制复卷机

1.一种全交流传动控制复卷机，其特征在于：包括退纸架装置（1）、导引辊装置（3）、后底辊装置（6）、前底辊装置（7）、压纸辊装置（8）、卸压台（9）、退纸辊传动装置(14)、退纸辊（16）和控制部分，所述的前底辊装置（7）、后底辊装置（6）和退纸辊装置（16）分别连接前底辊电机（12）、后底辊电机（24）和退纸辊电机（14），所述的复卷机退纸架装置（1）上设置有退纸卷（2），导引辊装置（3）下设置有舒展辊装置（10）、张力辊装置（11）和支撑辊装置（4），所述的压纸辊装置（8）下设置有相切的后底辊装置（6）和前底辊装置（7），压纸辊装置（8）与导引辊装置（3）之间设置有圆刀装置（5），圆刀装置（5）与圆刀电机（26）连接；
所述的前底辊装置（7）与前底辊电机（12）之间设置有减速箱二（13），所述的后底辊装置（6）与后底辊电机（24）之间设置有减速箱三（23），所述的退纸辊装置（16）与退纸辊电机（14）之间设置有减速箱一（15）；
所述的前底辊电机（12）、后底辊电机（24）和退纸辊电机（14）均为交流电机；
所述的退纸辊电机（14）的频率为20-30Hz；
所述的控制部分包括中心控制器（18）、显示控制面板（17）、1#传动控制器（19）、2#传动控制器（20）、3#传动控制器（21）和辅助控制单元，1#传动控制器（19）、2#传动控制器（20）至3#传动控制器 （21）经减速箱依次与前底辊装置（7）、后底辊装置（6）、退纸辊装置（16）连接拖动前底辊装置（7）、后底辊装置（6）、退纸辊装置（16），中心控制器（18）与1#传动控制器（19）、2#传动控制器（20）、3#传动控制器 （21）和辅助控制单元连接，中心控制器（18）与显示控制面板（17）连接。

一种全交流传动控制复卷机 \n[0001] 一、技术领域：\n[0002] 本实用新型涉及一种全交流传动控制复卷机。\n[0003] 二、背景技术：\n[0004] 目前造纸过程中复卷机械的传动系统大多采用直流调速系统，即前、后底辊及退纸辊三台主电机均采用直流传动系统。采用直流传动系统的原因首先是直流调速系统发展最早，技术成熟，特别是退纸辊电机要求在整个工作区间内处于恒功率调速的工作状态，这样退纸辊电机功率按照整台设备所需要的最大功率来选择。比如，某台复卷机的张力要求是按幅宽计算1公斤/厘米，假设幅宽为400厘米，则整幅张力需求为400公斤,再假设要求的工作车速为1000米/分，则张力功率需求为67千瓦，这就是退纸辊电机的计算功率。\n当选择67千瓦的直流电机时，如果退纸卷的直径变化范围时1:5，那么再选择直流电机的弱磁调速范围为1:5以上，则退纸辊的电机功率理论上就是67千瓦。\n[0005] 但是直流电动机设备笨拙，造价高，特别是故障率高，维护困难。在电机调速领域，交流传动控制的发展特别是高性能的交流调速系统晚于直流传动系统，所以在高性能的调速控制领域直流传动系统一直占主导地位。当上世纪70年代末交流传动系统在高性能调速控制方面有了突破性进展后，交流电动机设备简单，成本低，维护简等优点凸显出来，特别是还有节能和降低资源消耗的特点，交流传动系统迅速在电机调速控制领域占领主导地位，取代了直流传动系统。\n[0006] 但是，由于交流传动系统在控制复卷机特别是退纸辊的传动控制时的一个致命缺点是交流电动机的弱磁范围太小。由于历史和设计上的原因，交流电机通常设计成为工频\n50HZ和额定电压380v，当用于弱磁调速时，通常工作频率不超过100hz 。因此，理论上弱磁调速的范围就是1:2，这样为了满足复卷机退纸辊电机的需求，（如上举例弱磁范围1:5的需求）就只能提高交流电动机的功率来弥补弱磁范围不足的缺点。这样就使交流传动的复卷机系统在退纸辊电机配置上比同等规格的直流电机要大2—3倍功率才能满足需求。电机功率的增加同时还导致的配套的变频器功率增大，这样就把交流传动系统在复卷机上的应用的优势被功率增加所抵消。\n[0007] 三、实用新型内容：\n[0008] 本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种全交流传动控制复卷机。\n[0009] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种全交流传动控制复卷机，其特征在于：包括退纸架装置、导引辊装置、后底辊装置、前底辊装置、压纸辊装置、卸压台、退纸辊传动装置和退纸辊，所述的前底辊装置、后底辊装置和退纸辊装置分别连接前底辊电机、后底辊电机和退纸辊电机，所述的复卷机退纸架装置上设置有退纸卷，导引辊装置下设置有舒展辊装置、张力辊装置和支撑辊装置，所述的压纸辊装置下设置有相切的后底辊装置和前底辊装置，压纸辊装置与导引辊装置之间设置有圆刀装置，圆刀装置与圆刀电机连接。\n[0010] 所述的前底辊装置与前底辊电机之间设置有减速箱二，所述的后底辊装置与后底辊电机之间设置有减速箱三，所述的退纸辊装置与退纸辊电机之间设置有减速箱一。\n[0011] 所述的前底辊电机、后底辊电机和退纸辊电机均为交流电机。\n[0012] 与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：\n[0013] （1）退纸辊自动张力控制\n[0014] 复卷机中配置张力控制辊和张力传感器，在引纸时即能建立张力，保证起卷时张力平滑过渡。运行过程中，通过张力的实测控制和张力间接控制，使纸张力保持恒定，同时在升降速过程中，加入动态惯量补偿，有效的保证了纸幅张力自动控制的性能。同时，退纸辊电机采用额定频率20～30Hz的特制交流电机，在纸张复卷过程中，电机运行效率较高。\n[0015] （2）前、后底辊力矩控制\n[0016] 为了保证成品纸卷内紧外松的一致性，在操作台MP277-10面板上设置紧度控制，可根据各种纸的工艺要求设定不同的力矩差，通过成品纸卷直径位移电位器的检测，实现力矩差自动控制。\n[0017] （3）、压纸辊压力控制\n[0018] 在液压操作系统中加入电液比例阀，通过直径位移电位器检测成品纸卷的直径，可设置不同曲线，控制比例阀，达到自动控制压力的目的。\n[0019] （4）、圆刀传动控制\n[0020] 速度跟随后底辊，电流（力矩）自动调节平衡，速度信号跟随后底辊并高于后底辊一定的比例。\n[0021] 本发明退纸辊电机采用额定频率为20~30Hz的特制交流电机，属于特殊定制的交流电机。因退纸辊长期运行于低频反转制动状态，采用额定频率为20～30Hz的特制交流电机比额定频率为50Hz的交流电机运行效率更高，控制稳定性强及低频转矩高。\n[0022] 四、附图说明：\n[0023] 图1为复卷机侧视图；\n[0024] 图2为复卷机前视图；\n[0025] 图3为退纸辊机构后视图；\n[0026] 图4为圆刀装置结构示意图；\n[0027] 图5为前底辊装置结构示意图；\n[0028] 图6为后底辊装置结构示意图；\n[0029] 图7为全交流传动控制下引纸复卷机控制原理图；\n[0030] 1—退纸架装置，2—退纸卷，3—导引辊装置，4—支撑辊装置，5—圆刀装置，6—后底辊装置，7—前底辊装置，8—压纸辊装置，9—卸纸机，10—舒展辊装置，11—张力辊装置，\n12—前底辊电机，13—减速箱二，14—退纸辊电机，15—减速箱一，16—退纸辊装置，17—显示控制面板，18—中心控制器，19—1#传动控制器，20—2#传动控制器，21—3#传动控制器，22—辅助控制单元，23—减速箱三，24—后底辊电机，25—圆刀，26—圆刀电机。\n[0031] 五、具体实施方式：\n[0032] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：\n[0033] 参见图1和图7：一种全交流传动控制复卷机，包括退纸架装置1、导引辊装置3、后底辊装置6、前底辊装置7、压纸辊装置8、卸压台9、退纸辊传动装置14和退纸辊16，所述的前底辊装置7、后底辊装置6和退纸辊装置16分别连接前底辊电机12、后底辊电机24和退纸辊电机14，所述的前底辊装置7与前底辊电机12之间设置有减速箱二13，所述的后底辊装置6与后底辊电机24之间设置有减速箱三23，所述的退纸辊装置16与退纸辊电机\n14之间设置有减速箱一15。所述的复卷机退纸架装置1上设置有退纸卷2，导引辊装置3下设置有舒展辊装置10、张力辊装置11和支撑辊装置4，所述的压纸辊装置8下设置有相切的后底辊装置6和前底辊装置7，压纸辊装置8与导引辊装置3之间设置有圆刀装置5，圆刀装置5与圆刀电机26连接，圆刀装置5上设置有圆刀25，圆刀装置5与圆刀电机26连接。\n[0034] 所述的前底辊电机12、后底辊电机24和退纸辊电机14均为交流电机。\n[0035] 本实用新型的使用过程：造纸机生产的退纸卷2放置在退纸架1上，卷纸前需要人工将纸张依次经过导引辊装置3、舒展辊装置10、压力辊装置11、支持辊装置4、圆刀装置5牵引到压纸辊装置8和前后底辊装置6、7之间的卷纸筒上。在程序控制下依次经过纸张牵引过程、升速过程、高速复卷过程，将原纸卷复卷成需要的成品纸卷，再经卸纸台9卸下成品纸卷。\n[0036] 参见图4—图6：复卷机中心控制器18由可编程逻辑控制器PLC组成，主要完成对\n1#传动控制器19、2#传动控制器20至3#传动控制器 21 以及辅助控制器22的控制，1#传动控制器19、2#传动控制器20至3#传动控制器 21经减速箱依次拖动前底辊装置7、后底辊装置6、退纸辊装置16、压纸力辊装置下设置有张力传感器，张力传感器信号送给中心控制器18，通过张力控制算法改变前底辊装置7、后底辊辊装置6的转速来实现纸幅张力的控制，中心控制器18与显示控制面板17经通信相连，可将相关信息写入显示控制面板17或从显示控制面板17读出相关数据信息。上述控制系统为现有控制系统。\n[0037] 1、复卷机定制交流电动机\n[0038] （1）为退纸辊电机工作特点需要而定制的低额定频率的专用交流电动机。这个电动机通常是定制的，定制的额定工作频率为50Hz以下，对于复卷机需要而言一般可以设定在30Hz以下，比较合适。\n[0039] （2）定制电机的特点是工作频率即额定工作频率比普通电机低，在额定频率降低的同时，相应的额定电压也会降低，近似与频率成正比例关系，这是电机定制的特点。\n[0040] （3）电机的最高工作频率通常设定为100hz或更高，根据电机设计能力及其材料确定，如果材料和设计允许，可以高达150—200hz,这样有利于减小电机体积和材料。\n[0041] （4）通过这种对电机特制的结果，使普通交流电机的弱磁范围达到规定的需求，如\n1:5的弱磁调速范围，这就可以大大减低电机选择的功率，从而降低变频器的功率同时减低整个供电容量的功率，实现节能、节约投资提高效率。\n[0042] 2、与交流定制电动机和普通交流电动机组成的复卷机控制系统\n[0043] （1）与交流传动复卷机系统配套的复卷机交流控制系统包括以下几个组成部分：\nA、用于软件设置和协调控制的中心控制器（通常由PLC或具有通讯和编程、控制功能的控制器组成）；B、显示操作用的控制操作面板（通常由液晶显示操作屏或其他专用操作显示部件组成）；C、以通讯方式连接的三台交流传动控制器（通常为交流变频器或相应的交流调速装置组成）；D、其他辅助控制单元，包括液压控制、风机控制以及相关的开关量控制等。\n[0044] （2）由通用或特制安装柜体组成的硬件系统结构,通常由以下部分组成：A、电源柜：一般由800*800*2200（宽*深*高，以下同）的专用柜体或通用电控柜组成。其中安装了主电源开关，辅助控制回路，主控制单元（上述PLC控制器等），以及电源和故障指示灯等。\nB、一般由1200*800*2200的一到两或三个以上柜体组成（由具体的系统总功率决定柜体大小和多少）；C、琴式操作台一个，上面安装有操作显示单元和相应的控制按钮等。\n[0045] （3）与上述控制系统和结构配套的控制软件，软件包含两大部分：A、操作显示软件，包括显示工艺过程，参数设定按钮，各个装置的工作状态如电压、电流、张力以及压纸辊压力曲线等。B、PLC控制程序软件，这里包括工艺控制软件，如启动停止逻辑自动操作，加减速动态惯量补偿软件，上升和下降曲线控制软件，以及安全防护软件等。