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造纸传动系统常见故障分析
1 引言
造纸机电气传动控制系统性能的好坏是决定一台造纸机能否高效率、高质量进行生产的前提，那么对于一台正常生产的造纸机来说，为保证其连续地高效率、高质量进行生产，传动系统的维护就显得尤为重要，本文列举了造纸机传动系统维护中的几类常见故障，并给出了相关分析及解决办法。
2 整机故障的判断与分析
作为电气技术人员，首先对所管理的设备要有充分的了解，对工作原理和设计思想要有非常清楚地认识。从原理上搞清楚再依据现象作出分析判断，是正确区分故障原因的基础。
一般车间操作工或维修电工所能发现的只是生产过程中的表面现象。例如操作失灵，频繁断纸，引纸困难等。这些现象往往被操作人员视为电气故障，经常听到的抱怨是“车速不稳”。对于这种抱怨电气技术人员要做到一看二测三试验。一看是先看准问题的部位和现象位置及综合工艺流程分析原因所在；二测是对观察到的速度、电流等参数进行实测确认，排除指示错误；三试验是进行开环或空载等单机试验，确认电气或机械故障的大体范围。
2.1 可以确定的电气故障或机械故障
1. 电气故障
1) 变频器不能启动，而负荷又不存在卡死或堵转情况；
2) 电机发热异常，甚至冒烟，或者电流很大而电机不转或力矩很小，这有可能是线路故障或电机内部故障；
3) 操作失灵，加减速不动作，或反映不正常时好时坏；负荷分配不平衡，可以调整但变化度不稳定等。这些可能与线路接触或通讯干扰等故障有关。
2.机械故障
1) 轴承发热；
2) 设备转动声音异常，明显周期性声响且能观察到机械周期；
3) 网部常见的机械故障就是驱网辊打滑，表现为负荷分配时好时坏，特别是异常加速。如驱网辊打滑后摩擦阻力突然下降负荷电流下降，而程序上对负荷下降的动作是加速，因而造成驱网辊不断加速最后飞车。这种情况简单的可以把网子张紧一些，如果不行则只能减小伏辊电流限值或增大驱网辊包角。
2.2 难以确认故障源的故障
对于比较明显的故障则可以直接从故障点入手解决而纸机实际运行中往往会出现一些难以确定故障源的异常现象。常见到的有以下三个原因：
1. 速度不稳定
影响速度不稳定的因素有：
1) 速度传感器（一般为编码器）机械联接不良，应检查联接器；
2) 机械设备负荷变化大。打开与机械设备的联接器，只运转电机，以判断干扰是否来自机械设备；
3) 速度调节器参数不合适，检查并调整速度调节器参数；
4) 纸机湿部开车引纸的情况下，往往会出现纸幅含水量偏高，引纸时纸幅的下垂部分的自重会将纸幅拉长，所以总认为后边分部速度太慢，事实上越调快后边分部的速度，下垂的现象越严重，应检查相应部分的脱水情况，并予以调整。
2. 速度突变
影响速度突变的因素有：
1) 速度传感器的机械连接不良，应检查联接器。
2) 线路连接点接触不良，应检查接线。
3) 机械设备故障，如轴承损坏等。
3. 负荷波动大
影响负荷波动的因素有：
1) 速度传感器的机械连接不良，应检查联接器。
2) 机械设备负荷波动大，应打开机械设备的联轴器只运转电动机，以判断干扰是否来自机械设备。
3 变频器的故障分析
3.1 变频器故障原因查找
3.1.1 电机不转故障原因
1) 有无电源接入，检查电源；
2) 有无故障报警，排除故障；
3) 电机有无故障，检查电机；
4) 变频器故障，不能自行解决时与变频器供应商联系。
3.1.2 电机振动而且有响声，但不能转动故障原因
1) 电机故障；
2) 变频器故障:变频器输出三相电压不平衡，检查变频器的功率元件有无损坏，若有损坏予以更换，仍不能解决，与供应商联系。GTR单管检查的方法是用万用表测量各极之间的电阻值。正常电阻值如下：
图1
3.1.3 电机过热故障原因
1) 负荷过重，检查机械设备有无故障；
2) 变频器故障，变频器输出三相电源不平衡，检查GTR元件；
3) 电机故障，检查电机冷却风扇等。
3.1.4 电机运行不平稳故障原因
1) 机械设备故障，打开与机械设备之间的联轴器，重新启动电机，以判断是否来自机械设备的干扰；
2) 如果故障仍然存在，则故障来自变频器，一是检查变频器输出三相电源是否平衡，或输出电压有无波动；二是检查整流输出电压滤波电容器是否老化；
3) 速度传感器机械联接不良，应检查联接器。
3.2 保护功能动作的原因
3.2.1 过流跳闸
1) 加速时间短，延长加减、速时间；
2) 负荷过重或有负荷突变，应检查机械设备的轴承等；
3) 变频器输出短路，查找短路点；
4) 外界电磁干扰，控制信号屏蔽线接地是否良好。
3.2.2 散热片过热跳闸
1) 排风扇故障，或热片通风道阻塞，检查、排除；
2) 负荷增大，变频器过载导致，检查机械设备。
3.2.3 过负荷跳闸
1) 机械设备负荷过重，检查机械设备；
2) 变频器故障。
3.2.4 过电压跳闸
1) 减速时间短，应延长加、减速时间；
2) 电网电压太高。
3.2.5 失压跳闸
1) 瞬时停电，等电机停止，变频器复位后，再启动；
2) 欠电压。
4 故障查找应用举例
4.1 烘缸内部断纸
这显然不能视为车速原因，必定和工艺参数如蒸汽压力、纸张定量、浆料成分有关。即使可能存在速度波动，也不是主要的。所以应该协助工艺人员查找其他原因。
4.2 压榨部断纸
压榨部断纸是一个比较难于判断的故障。一般来说先要根据压榨形式和断纸部位进行分析判断。如果是复合压榨则与电气有关的可能有负荷分配控制出现的误差，辊子之间失去力的平衡，使纸页受到非正常的拉力或压力造成强度下降，断头增加。判断的方法主要是观察电流指示是否正常及摆动的大小。如果从电流表上发现严重不平衡或异常的摆动，则应首先进行空车调试找到不平衡的原因并调整参数让系统稳定下来。更简单的办法是如果负荷分配允许，可以停掉一或两个电机，就是让多点负荷的压榨部份把怀疑有问题的点停掉，观察是否平稳。以便先找出单个辊子不稳定的原因。具体检查的部分有：
1) 各连接线有无接触不良，特别是相关联的信号线，如反馈线、通讯线、负荷分配点之间的输入输出线等；
2) PLC程序检查，设置的参数上下限是否合适，计算程序有没有错误，程序执行是否正确等；
3) 变频器参数检查，转矩补偿是否设置合理，默认参数是否与电机参数一致；
4) 电机是否正常，有无异常声音及异常发热等。如果以上都正常则初步断定电气正常，去观察工艺和原料方面的原因。
4.3 网部和压榨部连接处断纸
这里对于纸的品种及原料成分关系十分密切，产生的原因较复杂，是较容易判断错误的地方。这里以本人实践中调试的一个实例来说明：广东三水金盛纸厂的一台2640/150瓦楞纸机就曾发现从伏辊到压榨引纸经常断纸的现象。起初怀疑速度变化，但反复调试都不能奏效。后发现原因是纸页原料质量太差及脱水不足所致，观察到的现象是：
在伏辊和一压之间的纸页只在某一个小范围内能保持平衡。如果稍有下垂则就会发现下垂长度慢慢变长，最终导致断纸。表面上看似乎是速度不匹配，伏辊快压榨慢所致，但从速度表上观察并未发现有明显变化。经分析发现，是因为纸页水分大，原料纤维太短造成的纸页下垂逐渐增大是因为克重比较大，加之水分偏大，当超过某一值后，下垂部分的纸页形成正反馈作用，即下垂越多自重力越大，如此下去最终导致断纸。在操作上表现很难掌握，如发现纸页下垂后给压榨加速，但刚刚看到纸页抬起时就会被拉断。或者下垂较多时，加速就已来不及，表面上好像调速失灵，又会造成判断出错。这种情况要求电气人员反复观察车速及电流指示来进行深入地分析来综合判断。切勿盲目下结论。
5 结语
纸机运行中，由于机械、电气是紧密联系在一起的，有些故障现象是比较明显的，而有些故障很难一时确认故障源在电气方面还是在机械方面。这就要求电气人员要在非常熟悉电气系统的同时，还要具备一些相关造纸工艺知识，在碰到问题时综合分析，反复试验，找到一条解决问题的最佳途径。由于篇幅有限，本文只列举了一些常见故障及分析，以供读者参考。