造紙機傳動系統的常見故障分析

造紙機電氣傳動控制系統性能的好壞是決定一臺造紙機能否高效率、高質量進行生產的前提，那么對于一臺正常生產的造紙機來說，為保證其連續地高效率、高質量進行生產，傳動系統的維護就顯得尤為重要，本文列舉了造紙機傳動系統維護中的幾類常見故障，并給出了相關分析及解決辦法。

2 整機故障的判斷與分析

作為電氣技術人員，首先對所管理的設備要有充分的了解，對工作原理和設計思想要有非常清楚地認識。從原理上搞清楚再依據現象作出分析判斷，是正確區分故障原因的基礎。

一般車間操作工或維修電工所能發現的只是生產過程中的表面現象。例如操作失靈，頻繁斷紙，引紙困難等。這些現象往往被操作人員視為電氣故障，經常聽到的抱怨是“車速不穩”。對于這種抱怨電氣技術人員要做到一看二測三試驗。一看是先看準問題的部位和現象位置及綜合工藝流程分析原因所在；二測是對觀察到的速度、電流等參數進行實測確認，排除指示錯誤；三試驗是進行開環或空載等單機試驗，確認電氣或機械故障的大體范圍。

2.1 可以確定的電氣故障或機械故障

1. 電氣故障

1) 變頻器不能啟動，而負荷又不存在卡死或堵轉情況；
2) 電機發熱異常，甚至冒煙，或者電流很大而電機不轉或力矩很小，這有可能是線路故障或電機內部故障；
3) 操作失靈，加減速不動作，或反映不正常時好時壞；負荷分配不平衡，可以調整但變化度不穩定等。這些可能與線路接觸或通訊干擾等故障有關。

2.機械故障

1) 軸承發熱；
2) 設備轉動聲音異常，明顯周期性聲響且能觀察到機械周期；
3) 網部常見的機械故障就是驅網輥打滑，表現為負荷分配時好時壞，特別是異常加速。如驅網輥打滑后摩擦阻力突然下降負荷電流下降，而程序上對負荷下降的動作是加速，因而造成驅網輥不斷加速最后飛車。這種情況簡單的可以把網子張緊一些，如果不行則只能減小伏輥電流限值或增大驅網輥包角。

2.2 難以確認故障源的故障

對于比較明顯的故障則可以直接從故障點入手解決，而紙機實際運行中往往會出現一些難以確定故障源的異常現象。常見到的有以下三個原因：

1. 速度不穩定

影響速度不穩定的因素有：

1) 速度傳感器（一般為編碼器）機械聯接不良，應檢查聯接器；
2) 機械設備負荷變化大。打開與機械設備的聯接器，只運轉電機，以判斷干擾是否來自機械設備；
3) 速度調節器參數不合適，檢查并調整速度調節器參數；
4) 紙機濕部開車引紙的情況下，往往會出現紙幅含水量偏高，引紙時紙幅的下垂部分的自重會將紙幅拉長，所以總認為后邊分部速度太慢，事實上越調快后邊分部的速度，下垂的現象越嚴重，應檢查相應部分的脫水情況，并予以調整。

2. 速度突變

影響速度突變的因素有：

1) 速度傳感器的機械連接不良，應檢查聯接器。
2) 線路連接點接觸不良，應檢查接線。
3) 機械設備故障，如軸承損壞等。

3. 負荷波動大

影響負荷波動的因素有：

1) 速度傳感器的機械連接不良，應檢查聯接器。
2) 機械設備負荷波動大，應打開機械設備的聯軸器只運轉電動機，以判斷干擾是否來自機械設備。

3 變頻器的故障分析

3.1 變頻器故障原因查找

3.1.1 電機不轉故障原因

1) 有無電源接入，檢查電源；
2) 有無故障報警，排除故障；
3) 電機有無故障，檢查電機；
4) 變頻器故障，不能自行解決時與變頻器供應商聯系。

3.1.2 電機振動而且有響聲，但不能轉動故障原因

1) 電機故障；
2) 變頻器故障:變頻器輸出三相電壓不平衡，檢查變頻器的功率元件有無損壞，若有損壞予以更換，仍不能解決，與供應商聯系。GTR單管檢查的方法是用萬用表測量各極之間的電阻值。正常電阻值如下：

3.1.3 電機過熱故障原因

1) 負荷過重，檢查機械設備有無故障；
2) 變頻器故障，變頻器輸出三相電源不平衡，檢查GTR元件；
3) 電機故障，檢查電機冷卻風扇等。

3.1.4 電機運行不平穩故障原因

1) 機械設備故障，打開與機械設備之間的聯軸器，重新啟動電機，以判斷是否來自機械設備的干擾；
2) 如果故障仍然存在，則故障來自變頻器，一是檢查變頻器輸出三相電源是否平衡，或輸出電壓有無波動；二是檢查整流輸出電壓濾波電容器是否老化；
3) 速度傳感器機械聯接不良，應檢查聯接器。

3.2 保護功能動作的原因

3.2.1 過流跳閘

1) 加速時間短，延長加減、速時間；
2) 負荷過重或有負荷突變，應檢查機械設備的軸承等；
3) 變頻器輸出短路，查找短路點；
4) 外界電磁干擾，控制信號屏蔽線接地是否良好。

3.2.2 散熱片過熱跳閘

1) 排風扇故障，或熱片通風道阻塞，檢查、排除；
2) 負荷增大，變頻器過載導致，檢查機械設備。

3.2.3 過負荷跳閘

1) 機械設備負荷過重，檢查機械設備；
2) 變頻器故障。

3.2.4 過電壓跳閘

1) 減速時間短，應延長加、減速時間；
2) 電網電壓太高。

3.2.5 失壓跳閘

1) 瞬時停電，等電機停止，變頻器復位后，再啟動；
2) 欠電壓。

4 故障查找應用舉例

4.1 烘缸內部斷紙

這顯然不能視為車速原因，必定和工藝參數如蒸汽壓力、紙張定量、漿料成分有關。即使可能存在速度波動，也不是主要的。所以應該協助工藝人員查找其他原因。

4.2 壓榨部斷紙

壓榨部斷紙是一個比較難于判斷的故障。一般來說先要根據壓榨形式和斷紙部位進行分析判斷。如果是復合壓榨則與電氣有關的可能有負荷分配控制出現的誤差，輥子之間失去力的平衡，使紙頁受到非正常的拉力或壓力造成強度下降，斷頭增加。判斷的方法主要是觀察電流指示是否正常及擺動的大小。如果從電流表上發現嚴重不平衡或異常的擺動，則應首先進行空車調試找到不平衡的原因并調整參數讓系統穩定下來。更簡單的辦法是如果負荷分配允許，可以停掉一或兩個電機，就是讓多點負荷的壓榨部份把懷疑有問題的點停掉，觀察是否平穩。以便先找出單個輥子不穩定的原因。具體檢查的部分有：

1) 各連接線有無接觸不良，特別是相關聯的信號線，如反饋線、通訊線、負荷分配點之間的輸入輸出線等；
2) PLC程序檢查，設置的參數上下限是否合適，計算程序有沒有錯誤，程序執行是否正確等；
3) 變頻器參數檢查，轉矩補償是否設置合理，默認參數是否與電機參數一致；
4) 電機是否正常，有無異常聲音及異常發熱等。如果以上都正常則初步斷定電氣正常，去觀察工藝和原料方面的原因。

4.3 網部和壓榨部連接處斷紙

這里對于紙的品種及原料成分關系十分密切，產生的原因較復雜，是較容易判斷錯誤的地方。這里以本人實踐中調試的一個實例來說明：廣東三水金盛紙廠的一臺2640/150瓦楞紙機就曾發現從伏輥到壓榨引紙經常斷紙的現象。起初懷疑速度變化，但反復調試都不能奏效。后發現原因是紙頁原料質量太差及脫水不足所致，觀察到的現象是：

在伏輥和一壓之間的紙頁只在某一個小范圍內能保持平衡。如果稍有下垂則就會發現下垂長度慢慢變長，最終導致斷紙。表面上看似乎是速度不匹配，伏輥快壓榨慢所致，但從速度表上觀察并未發現有明顯變化。經分析發現，是因為紙頁水分大，原料纖維太短造成的。紙頁下垂逐漸增大是因為克重比較大，加之水分偏大，當超過某一值后，下垂部分的紙頁形成正反饋作用，即下垂越多自重力越大，如此下去最終導致斷紙。在操作上表現很難掌握，如發現紙頁下垂后給壓榨加速，但剛剛看到紙頁抬起時就會被拉斷。或者下垂較多時，加速就已來不及，表面上好像調速失靈，又會造成判斷出錯。這種情況要求電氣人員反復觀察車速及電流指示來進行深入地分析來綜合判斷。切勿盲目下結論。

5 結語

紙機運行中，由于機械、電氣是緊密聯系在一起的，有些故障現象是比較明顯的，而有些故障很難一時確認故障源在電氣方面還是在機械方面。這就要求電氣人員要在非常熟悉電氣系統的同時，還要具備一些相關造紙工藝知識，在碰到問題時綜合分析，反復試驗，找到一條解決問題的最佳途徑。由于篇幅有限，本文只列舉了一些常見故障及分析，以供讀者參考