（一）纸浆制浆工艺

纸和纸板的生产过程可以分为两部分：制浆过程和造纸过程。制浆过程就是把植物纤维原料离解变成单根纤维的过程，在离解过程中对纤维产生机械和化学损伤越小越好。由于原料的不同，制浆有废纸制浆和木材（竹、草）制浆。

1、废纸的制浆技术

和造纸工业一样，纸浆生产厂家所使用的废纸根据来源可以分为三类：纸厂损纸；用户使用前的废纸，如印刷废料和裁切废料；用户使用后的废纸，主要包括从家庭和商店回收的废纸。

2、木材（竹、草）制浆

90％以上的纸和纸板是由木浆制造的，而且木浆生产的工艺过程比废纸制浆工艺复杂，污水的处理要进行碱回收，工艺上也多一些环节。木材制浆包括下列基本过程：备料—制浆—洗涤—筛选—漂白。

为简单起见，本文纸浆设备变频调速节能的案例以废纸制浆工艺为例。

3、造纸辅机

如上所述的制浆的碎浆、磨机、分散机、推进器、浆泵、风机、真空泵等各种机械称为造纸辅机。以上的机械中，浆泵和风机为平方转矩机械特性，用变频调速节能显著；碎浆、磨机、分散机和真空泵等为恒转矩机械特性，节能率与浆泵和风机比较要小一些。经验证明，将二者加在一起平均计算，节能率大约在10%～15%。

（二）造纸工艺

造纸的过程是一个连续生产过程，浆料通过上浆流送系统，传送到纸机生产流水线的前端流浆箱，然后将纸浆均匀地施在行走并摇晃的网布上，经过真空吸水、压榨、若干级烘缸烘干、压光（压纹）、卷纸成为原纸；原纸又可以另外进行机外涂布（或机内涂布）、超级压光、复卷产出成品纸。

纸机的规格是按纸幅的宽度和线速度（m/min）来定型，如1760/250/min、1880/110/min、2400/120/min、2460/450/min、4200/550/min等型号的纸机，其数字表示纸机生产纸的幅宽及车速。

造纸车速与造纸原料的种类、非木质纤维、脱水性能、湿纸强度等有关。对于文化用纸，450m/min以上为高速，150m/min～450m/min中速，150m/min以下为低速。不过车速也是相对的，对不同的纸种，最高车速有不同的限制。

（三）造纸机的电气传动

1. 造纸对电气传动的要求：

(1)、工作车速的调节：1:2～1:5，有时可达1:8～1:10。

(2)、保持车速稳定：纸幅不发生断头和许可上浆浓度波动范围内保持定量偏差符合标准，精度±1%～10%。

(3)、各分部速比调整：网部和压榨时，纵向伸张，横向收缩；烘干时，纵向和横向均收缩。

如生产书写纸文化纸时，各分部的速比如下：

伏辊         94～95.5

压1          96～97

压2          97.5～98

烘干         100

压光         100.05～100.15

卷纸         100.1～100.5

各分部相对该分部有±6%调节范围。

(4)、保持分部间既定速比的稳定：载荷的变化，电压的变化，速比保持稳定，及时地使前后各部分的车速自动跟随变化，及时纠正偏差，使速比变化范围不超过±3%。

（5）、爬行速度：适当爬行速度在15～50m/min。

2. 总轴传动

为使纸机各分部按规定的速比运行，传统的办法用一根轴传动。各分部的速度由皮带塔轮来调节。这种调节法是完全机械式的，运行时噪声特别大，精度不是很高，因此，一般车速为400～700r/min，最高不超过800r/min。

优点：调速性能好，操纵方便，广泛应用于中低速纸机。

缺点：各分部调速不方便，维护工作量大，占地面积大。

3. 分部传动

保持各分部速比精度高，无传动轴功率减少10%～15%，操作安全、方便，占地面积小，各分部可单独启动。

交流分部传动：简单的开环调速，对低速纸机1092、1760等速度链采用电位器并联模拟量给定方式或变频器由频率加减端口控制。

PLC或计算机控制：由PLC给出各段速度（数字式速度键），或用工控机加板卡组成；工控机上位机、下位机PLC组成。

（四）造纸机电气传动特殊问题

1、直流母线式

在类似于纸机生产线这种传动系统中，会出现一个或几个传动分部的速度比规定的速度低，由于传动分部之间有柔性的连接，低速传动分部被速度高的传动分部拖着走而处于发电状态。如果再生能量得不到处理，变频器就要产生“过压”跳闸，使生产停顿。如果每个传动分部都配一套能耗制动单元或能量回馈系统，那就太浪费了，只需将变频器采用直流母线式。在设计传动系统时，如果传动分部不是很多，比如10个以下，应考虑这种方案。具有10个左右传动点的纸机大概就是1770纸机，这种纸机前级伏辊、压榨1、压榨2变频器不会出现再生状态，而在烘1至烘6的变频器容易出现再生发电状态，就把这几级的变频器的直流母线互联，组成简单的直流母线式。

2、同步

纸机的各分部按一定的速比传动，或者称为比例联动。运行过程中，各分部均可微调速度。从纸机对传动的要求看，关键是保持车速稳定。一般V/F变频器开环控制方式可用于低速纸机的总轴或分部传动；V/F变频器闭环控制方式或无速度传感器矢量变频器开环控制方式可用于中速纸机的分部传动；无速度传感器矢量变频器闭环控制方式用于高速纸机的分部传动。实际上，除了考虑纸机的车速外，还要考虑纸幅的宽度，如2400/120/min纸机，车速虽然较低，但纸幅较宽，在选用变频器时按中速纸机处理。

3、张力控制

多电机分部传动时，各分部需用的功率变化会导致电动机的转速改变，并引起各分部的速比发生变化。传动中配有减速器，不可避免地会有惯性力，所以不是总能立即恢复规定的各分部速比而造成断纸。此外，供电压及频率的波动也会导致各分部速比的变化。因此，现今比较完善的调节系统，是保持各分部间规定的纸幅张力。在抄纸过程中，通过烘缸进入压光以前，基本上已经达到成纸的干度要求，即纸页的伸缩率已经很小，对于有机内涂布的造纸机，它有前烘缸后烘缸的配置，又要经历“加水”—“脱水”的过程，这就必须引入张力控制。

张力控制一般有两种方式，一种为直接张力检测控制，即在出缸后的导纸辊上安装张力传感器，幅宽4m以内的造纸机一旁单侧安装；幅宽4m以上的造纸机则两侧安装。另一种为间接张力控制方式，人为地将压光部的变频器的机械特性变软，自动适应张力的变化。

4、负荷分配（平衡）

现代长网造纸机在网部和压榨部都会出现2～3台电动机同时驱动同一个负载的情况，各传动点之间不是刚性连接，而是通过网、毛毡之间一种柔性连接，速度跟踪出现问题，就必然会出现几台电机之间的负荷分配。负荷分配的原则是要求各个传动点的表面滚筒的线速度一致，但各传动点的电机的功率、所驱动的辊筒的直径不同、包角不同，同样也产生负荷分配问题。解决负荷分配的方法是主传动环节设为速度控制，从传动设置为转矩控制。