（一）紙漿制漿工藝

紙和紙板的生產(chǎn)過程可以分為兩部分：制漿過程和造紙過程。制漿過程就是把植物纖維原料離解變成單根纖維的過程，在離解過程中對纖維產(chǎn)生機(jī)械和化學(xué)損傷越小越好。由于原料的不同，制漿有廢紙制漿和木材（竹、草）制漿。

1、廢紙的制漿技術(shù)

和造紙工業(yè)一樣，紙漿生產(chǎn)廠家所使用的廢紙根據(jù)來源可以分為三類：紙廠損紙；用戶使用前的廢紙，如印刷廢料和裁切廢料；用戶使用后的廢紙，主要包括從家庭和商店回收的廢紙。

2、木材（竹、草）制漿

90％以上的紙和紙板是由木漿制造的，而且木漿生產(chǎn)的工藝過程比廢紙制漿工藝復(fù)雜，污水的處理要進(jìn)行堿回收，工藝上也多一些環(huán)節(jié)。木材制漿包括下列基本過程：備料—制漿—洗滌—篩選—漂白。

為簡單起見，本文紙漿設(shè)備變頻調(diào)速節(jié)能的案例以廢紙制漿工藝為例。

3、造紙輔機(jī)

如上所述的制漿的碎漿、磨機(jī)、分散機(jī)、推進(jìn)器、漿泵、風(fēng)機(jī)、真空泵等各種機(jī)械稱為造紙輔機(jī)。以上的機(jī)械中，漿泵和風(fēng)機(jī)為平方轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性，用變頻調(diào)速節(jié)能顯著；碎漿、磨機(jī)、分散機(jī)和真空泵等為恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性，節(jié)能率與漿泵和風(fēng)機(jī)比較要小一些。經(jīng)驗(yàn)證明，將二者加在一起平均計(jì)算，節(jié)能率大約在10%～15%。

（二）造紙工藝

造紙的過程是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)過程，漿料通過上漿流送系統(tǒng)，傳送到紙機(jī)生產(chǎn)流水線的前端流漿箱，然后將紙漿均勻地施在行走并搖晃的網(wǎng)布上，經(jīng)過真空吸水、壓榨、若干級(jí)烘缸烘干、壓光（壓紋）、卷紙成為原紙；原紙又可以另外進(jìn)行機(jī)外涂布（或機(jī)內(nèi)涂布）、超級(jí)壓光、復(fù)卷產(chǎn)出成品紙。

紙機(jī)的規(guī)格是按紙幅的寬度和線速度（m/min）來定型，如1760/250/min、1880/110/min、2400/120/min、2460/450/min、4200/550/min等型號(hào)的紙機(jī)，其數(shù)字表示紙機(jī)生產(chǎn)紙的幅寬及車速。

造紙車速與造紙?jiān)系姆N類、非木質(zhì)纖維、脫水性能、濕紙強(qiáng)度等有關(guān)。對于文化用紙，450m/min以上為高速，150m/min～450m/min中速，150m/min以下為低速。不過車速也是相對的，對不同的紙種，最高車速有不同的限制。

（三）造紙機(jī)的電氣傳動(dòng)

1. 造紙對電氣傳動(dòng)的要求：

(1)、工作車速的調(diào)節(jié)：1:2～1:5，有時(shí)可達(dá)1:8～1:10。

(2)、保持車速穩(wěn)定：紙幅不發(fā)生斷頭和許可上漿濃度波動(dòng)范圍內(nèi)保持定量偏差符合標(biāo)準(zhǔn)，精度±1%～10%。

(3)、各分部速比調(diào)整：網(wǎng)部和壓榨時(shí)，縱向伸張，橫向收縮；烘干時(shí)，縱向和橫向均收縮。

如生產(chǎn)書寫紙文化紙時(shí)，各分部的速比如下：

伏輥         94～95.5

壓1          96～97

壓2          97.5～98

烘干         100

壓光         100.05～100.15

卷紙         100.1～100.5

各分部相對該分部有±6%調(diào)節(jié)范圍。

(4)、保持分部間既定速比的穩(wěn)定：載荷的變化，電壓的變化，速比保持穩(wěn)定，及時(shí)地使前后各部分的車速自動(dòng)跟隨變化，及時(shí)糾正偏差，使速比變化范圍不超過±3%。

（5）、爬行速度：適當(dāng)爬行速度在15～50m/min。

2. 總軸傳動(dòng)

為使紙機(jī)各分部按規(guī)定的速比運(yùn)行，傳統(tǒng)的辦法用一根軸傳動(dòng)。各分部的速度由皮帶塔輪來調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)法是完全機(jī)械式的，運(yùn)行時(shí)噪聲特別大，精度不是很高，因此，一般車速為400～700r/min，最高不超過800r/min。

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速性能好，操縱方便，廣泛應(yīng)用于中低速紙機(jī)。

缺點(diǎn)：各分部調(diào)速不方便，維護(hù)工作量大，占地面積大。

3. 分部傳動(dòng)

保持各分部速比精度高，無傳動(dòng)軸功率減少10%～15%，操作安全、方便，占地面積小，各分部可單獨(dú)啟動(dòng)。

交流分部傳動(dòng)：簡單的開環(huán)調(diào)速，對低速紙機(jī)1092、1760等速度鏈采用電位器并聯(lián)模擬量給定方式或變頻器由頻率加減端口控制。

PLC或計(jì)算機(jī)控制：由PLC給出各段速度（數(shù)字式速度鍵），或用工控機(jī)加板卡組成；工控機(jī)上位機(jī)、下位機(jī)PLC組成。

（四）造紙機(jī)電氣傳動(dòng)特殊問題

1、直流母線式

在類似于紙機(jī)生產(chǎn)線這種傳動(dòng)系統(tǒng)中，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)傳動(dòng)分部的速度比規(guī)定的速度低，由于傳動(dòng)分部之間有柔性的連接，低速傳動(dòng)分部被速度高的傳動(dòng)分部拖著走而處于發(fā)電狀態(tài)。如果再生能量得不到處理，變頻器就要產(chǎn)生“過壓”跳閘，使生產(chǎn)停頓。如果每個(gè)傳動(dòng)分部都配一套能耗制動(dòng)單元或能量回饋系統(tǒng)，那就太浪費(fèi)了，只需將變頻器采用直流母線式。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，如果傳動(dòng)分部不是很多，比如10個(gè)以下，應(yīng)考慮這種方案。具有10個(gè)左右傳動(dòng)點(diǎn)的紙機(jī)大概就是1770紙機(jī)，這種紙機(jī)前級(jí)伏輥、壓榨1、壓榨2變頻器不會(huì)出現(xiàn)再生狀態(tài)，而在烘1至烘6的變頻器容易出現(xiàn)再生發(fā)電狀態(tài)，就把這幾級(jí)的變頻器的直流母線互聯(lián)，組成簡單的直流母線式。

2、同步

紙機(jī)的各分部按一定的速比傳動(dòng)，或者稱為比例聯(lián)動(dòng)。運(yùn)行過程中，各分部均可微調(diào)速度。從紙機(jī)對傳動(dòng)的要求看，關(guān)鍵是保持車速穩(wěn)定。一般V/F變頻器開環(huán)控制方式可用于低速紙機(jī)的總軸或分部傳動(dòng)；V/F變頻器閉環(huán)控制方式或無速度傳感器矢量變頻器開環(huán)控制方式可用于中速紙機(jī)的分部傳動(dòng)；無速度傳感器矢量變頻器閉環(huán)控制方式用于高速紙機(jī)的分部傳動(dòng)。實(shí)際上，除了考慮紙機(jī)的車速外，還要考慮紙幅的寬度，如2400/120/min紙機(jī)，車速雖然較低，但紙幅較寬，在選用變頻器時(shí)按中速紙機(jī)處理。

3、張力控制

多電機(jī)分部傳動(dòng)時(shí)，各分部需用的功率變化會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，并引起各分部的速比發(fā)生變化。傳動(dòng)中配有減速器，不可避免地會(huì)有慣性力，所以不是總能立即恢復(fù)規(guī)定的各分部速比而造成斷紙。此外，供電壓及頻率的波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致各分部速比的變化。因此，現(xiàn)今比較完善的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是保持各分部間規(guī)定的紙幅張力。在抄紙過程中，通過烘缸進(jìn)入壓光以前，基本上已經(jīng)達(dá)到成紙的干度要求，即紙頁的伸縮率已經(jīng)很小，對于有機(jī)內(nèi)涂布的造紙機(jī)，它有前烘缸后烘缸的配置，又要經(jīng)歷“加水”—“脫水”的過程，這就必須引入張力控制。

張力控制一般有兩種方式，一種為直接張力檢測控制，即在出缸后的導(dǎo)紙輥上安裝張力傳感器，幅寬4m以內(nèi)的造紙機(jī)一旁單側(cè)安裝；幅寬4m以上的造紙機(jī)則兩側(cè)安裝。另一種為間接張力控制方式，人為地將壓光部的變頻器的機(jī)械特性變軟，自動(dòng)適應(yīng)張力的變化。

4、負(fù)荷分配（平衡）

現(xiàn)代長網(wǎng)造紙機(jī)在網(wǎng)部和壓榨部都會(huì)出現(xiàn)2～3臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一個(gè)負(fù)載的情況，各傳動(dòng)點(diǎn)之間不是剛性連接，而是通過網(wǎng)、毛氈之間一種柔性連接，速度跟蹤出現(xiàn)問題，就必然會(huì)出現(xiàn)幾臺(tái)電機(jī)之間的負(fù)荷分配。負(fù)荷分配的原則是要求各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的表面滾筒的線速度一致，但各傳動(dòng)點(diǎn)的電機(jī)的功率、所驅(qū)動(dòng)的輥筒的直徑不同、包角不同，同樣也產(chǎn)生負(fù)荷分配問題。解決負(fù)荷分配的方法是主傳動(dòng)環(huán)節(jié)設(shè)為速度控制，從傳動(dòng)設(shè)置為轉(zhuǎn)矩控制。