复卷机控制系统及传动系统的设计研究

张庆华

摘 要：科学技术的不断发展也相应带动了我国造纸工艺的发展进步。然而复卷机在实际运行期间出现较多问题。本文主要介绍了复卷机的性能，并且对常见的复卷机结构以及类型进行综合整理，分析研究了复卷机在实际运行期间所具备的性能参数以及需求等，针对复卷机的传动系统和控制系统，需要在实际运行期间对其进行有效控制，使两者之间进行充分配合，这样可以有效控制复卷机的运行状态。

关键词：复卷机；控制系统；传动系统；设计研究

中图分类号：TS734 文献标志码：A

1 复卷机的工作原理

研究分析复卷机的工作原理，其在运行期间会在相同时间内产生多个操作：开卷，分切纸和对分切纸，针对每一工作环节具有不同的规范标准，在实际运行期间需要正确校正以上操作，这样可以使得卷纸在复卷期间满足企业生产标准要求，满足标准宽度要求等。为了确保分切操作的效果，避免在实际切分期间产生较大的错位情况，降低复卷机的运行效率，需要准确把握复卷机的运行状态。其次，在移动切刀时，需要全面检查切刀的状态，特别是检查切刀的锋利程度，一旦发现问题需要及时更换切刀。

2 复卷机的传动系统

2.1 选择传动电机电源

需要按照复卷机的工作需求进行合理选择。通常情况下，传动系统的电动机功率都在1MW之下，所以，在进行变频器选择时需要优先选择交直流电压型变频器。按照复卷机的运行原理可以看出，其底辊电动机的转矩以及转速需要保持一致。在实际运行期间，电动机的功率會利用直流母线当中的经逆变器向底辊电动机内部传输，这样可以确保电动机始终处于正常工作状态。在复卷机开始卷纸时，会改变其电动机的转矩方向以及转速等，使其转化为相反的运行状态，也会相应改变电动机功率的流动方向，使其朝着相反方向流动。针对变频器的主电路，在设计其工作模式时常常使用公共直流母校方式，利用该种设计方法可以确保地滚电机和开卷机的逆变器可以连接在同一条母线上。使用该种连接方式可以有效降低复卷机整流器的容量。

2.2 选择主传动电机的类型

在选择退纸辊电机时，为了确保复卷机可以处于正常运行状态，在进行开卷电机选择时需要综合考虑底辊电机和开卷电机，并且需要确保其负载性能能够使得复卷机顺利运行。为了获得退纸辊电机的最大转速，需要利用理论知识进行判断和计算，按照原纸的尺寸计算退纸辊的最大转速，并按照所得结果计算退纸辊的电机功率。其次，在计算电动机功率需求时，首先需要按照退纸辊的最大所需扭矩进行计算，所以在选择复卷机电动机时，不需要计算其扭矩，这样可以有效减少选择时间。

2.3 选择底辊电机类型

首先需要确保复卷机处于正常运行状态，并且不会改变纸幅的张力。所以，需要确保电机稳定输出力矩，提升生产的稳定性。因此，在选择底辊电机时首先需要开率减速箱系统，有效控制底辊电机的最大车速，使其转速处于稳定状态，其次还需要注意以下问题，再选择复卷机的前后底辊电机时，需要保证其电机具有相同的型号，这样才能在实际生产期间确保相同的转速。在选择底辊电机型号时，需要计算和选择其运行效率，使得底辊电机在实际运行期间产生相同的纸幅张力。

3 复卷机的控制系统

复卷机通常具有4个控制参数，分别为line pressure线压、the current of two bottom roll两底辊电流、tension张力以及speed车速。这4个参数主要是对纸卷的硬度有产生影响，在不断增加车速的情况下，会降低纸卷的硬度，这主要是因为纸卷当中进入较多空气。大多数企业都是将车速进行固定。以下介绍线压、两底辊电流、张力对纸卷硬度的影响及其控制。

3.1 线压

复卷机的线压主要是底辊与纸卷之间的线压力，复卷机线压影响纸卷硬度主要表现在随着线压的不断增加也相应增加了纸卷的硬度，随着线压的不断减小也相应减小了纸卷的硬度。

3.2 两底辊电流

在机械设计上的两底辊电流具有相同的电机功率，然而在使用期间，如图1所示，两底辊电流之和维持不变，#1电流由小变大，#2辊电流由大变小，当#2辊电流大于#1辊电流时，说明#2辊速度比#1速度快，增加纸页张力，即增加纸卷硬度；然而当#2辊电流小于#1辊电流时，表明#2辊速度比#1速度慢，减小纸页张力，即减小纸卷硬度。

3.3 复卷机的张力

主要是指退卷部与卷取部之间纸页每米宽度所受的拉力（单位N/m），主要是通过退卷部放卷电机进行控制，张力对纸卷硬度的影响主要表现在增加纸页张力和纸卷硬度，减小纸页张力和纸卷硬度。

引纸期间，不需要人工控制张力，系统会按照算法进行张力自动投入或者解除，自动调节。这样可以有效简化操作步骤，加强可靠性以及工作效率。

在实际运行期间，按照纸张性能，需要设定合适的张力，之后不需要进行额外操作。按照内核建立的数学控制模型，全程自动匹配对应的放卷扭矩，无论卷径大小，无论快慢，无论加速减速，均能保持稳定的张力。

3.4 速度和加速度

如图2所示，S曲线控制主车速，对于每一个主传动点都通过优化补偿算法，确保计算的精确度，这样即使加减速度处于较高状态，也能够实现较好的速度跟随性。

3.5 成纸卷停车

按照预先设定的成卷纸长度，提前计算停车时间点，使得停车后的累计长度与设定值一致。设定成纸卷直径，自动提前计算停车时间点。

结语

综上所述，由于纸张具有较快的发展速度，因此需要提升复卷机的生产要求，为了实现造纸企业的经济效益，还需要不断研究分析复卷机的传动系统和控制系统设计要素以及主要技术等。

参考文献

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