矢量控制是將異步電動機在三相坐標系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1、Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流,It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流）既將力矩電流，勵磁電流分量進行解耦。使解耦的磁通與力矩控制器使二者互不影響，而使電機的速度，力矩連續(xù)可調(diào)。從而可實現(xiàn)在低速狀態(tài)時的平滑運行和高力矩高精度的速度、力矩控制。

    具有4種控制方式可選:（1）無PG矢量控制;（2）帶PG矢量控制;（3）無PG V/F控制;（4）帶PG V/F控制。Auto-tuning（自學(xué)習(xí)）功能可以對不同電機實現(xiàn)高精度矢量控制。特別是帶PG矢量控制方式以其極高的速度控制精度（+0.02%）極高的零起動轉(zhuǎn)矩（0r/min時150%）并可實現(xiàn)力矩控制，與PLC配合使用，可以實現(xiàn)速度鏈控制、自動負荷控制、自動速差控制等功能，在造紙機傳動中得到大量應(yīng)用，并取得了較好的控制效果。

    2 紙機傳動對電氣控制系統(tǒng)的要求 

    （1） 該紙機為1880/250 m/min長網(wǎng)多缸文化紙機，生產(chǎn)40～65g/m2**文化用紙,紙機結(jié)構(gòu)簡如圖1所示。

    該紙機由長網(wǎng)部、真空吸移+四輥二壓區(qū)復(fù)合壓榨部、干燥部、施膠部、壓光部、卷取部組成。共16個傳動點，總功率324kW，各傳動點功率及變頻器型號如附表所示。
    （2） 紙機對傳動系統(tǒng)的工藝要求

    為了能生產(chǎn)出質(zhì)量標準較高的產(chǎn)品，紙機對傳動系統(tǒng)有如下的工藝要求:

    a） 紙機工作速度要有較大的調(diào)節(jié)范圍:為了使造紙機具有較強的產(chǎn)品、原料的適應(yīng)性（如打漿度、漿料配比與種類、定量、紙種等），紙機傳動可在較大的范圍內(nèi)均勻的調(diào)節(jié)速度，調(diào)速范圍D=1:8。

    b） 車速要有較高的穩(wěn)定裕度:總車速提升、下降要平穩(wěn)。紙機速度常因電源的電壓、頻率以及紙機負荷等因素的變化而波動。為了穩(wěn)定紙的定量和和質(zhì)量、減少紙幅斷頭，要求紙機穩(wěn)速精度±0.5～1%。

    c） 各分部間速比可調(diào)、穩(wěn)定:紙幅在網(wǎng)部和壓榨部時，其縱向伸長橫向收縮，而在烘干部時，兩向都收縮。因此紙機各分部的線速度稍有差異。紙機各分部的速比的***動值與漿料配比、定量、車速、生產(chǎn)工藝、分部之間的紙幅無承托引段的張力等因素有關(guān)。因此，造紙機各相鄰分部間應(yīng)有適當(dāng)?shù)乃俨顏硇纬闪己玫募堩?。紙機各分部的速度必須是可以調(diào)節(jié)的，在±10～15%。同時，為了生產(chǎn)較高質(zhì)量的紙幅和減少斷頭率，就要保持各分部間速比的穩(wěn)定。當(dāng)出現(xiàn)負荷變化或其它干擾導(dǎo)致某分部的速度變化時，應(yīng)保持能及時調(diào)整，使分部速比的變化不超過規(guī)定的范圍。

    d） 單個分部點的具有速度微升，微降功能，引紙操作時的緊紙功能。同時具有軟連接的傳動分部，網(wǎng)部的真空伏輥和驅(qū)網(wǎng)輥之間，具有剛性聯(lián)結(jié)的施膠上輥與施膠下輥之間，具有剛性聯(lián)結(jié)與軟聯(lián)結(jié)的傳動分部，真空吸移、真空壓輥、一壓輥、二壓輥之間，這些有負荷關(guān)聯(lián)的傳動點之間要能進行負荷動態(tài)調(diào)節(jié)。由于某點的速度發(fā)生變化而引起負荷在分部內(nèi)動態(tài)轉(zhuǎn)移，如果不及時進行自動的調(diào)節(jié)（因為現(xiàn)在使用的變頻器基本上都不具備長期四象限運行能力），這些傳動點間有的負載可能超過它自身的功率范圍引起過流發(fā)生，有的傳動點被拖動而引起過高的泵升電壓，導(dǎo)致變頻器過壓而保護跳閘，甚至損壞變頻器、損壞毛布。并且在這些分部中，應(yīng)具有單動、聯(lián)動功能。并可以同時起動、停止。必要的顯示，如:線速度、電流或轉(zhuǎn)矩、運行信號、故障信號等。
　　
    e） 爬行速度 為了檢修和清洗聚酯網(wǎng)、壓榨毛毯、干網(wǎng)以及各分部的運行工況，各分部應(yīng)有15～50m/min可調(diào)的爬行速度。
　　
    f） 紙機傳動為恒轉(zhuǎn)矩負載性質(zhì)，要選擇具有恒轉(zhuǎn)矩控制性能的變頻器，并具有較高的分辨率，以滿足紙機控制系通正常工作的需要。
　　
    3 電氣控制系統(tǒng)組成
　　
    （1） 系統(tǒng)硬件組成

    安川變頻器采用電流矢量控制安川VS-616G5型式，PLC選用S7-226型，電機采用變頻專用電動機。變頻器設(shè)定為帶PG失量控制模式，整機處于速度控制模式, 系統(tǒng)硬件組成如圖2所示。
　　
    4 控制系統(tǒng)功能
　　 
    該紙機傳動系統(tǒng)采用由PLC作為系統(tǒng)的控制中心。由功能較強大的安川VS-616G5型矢量變頻器為驅(qū)動單元，由歐姆龍編碼器提供速度反饋信號，使紙機傳動在閉環(huán)運行模式下，從而使控制系統(tǒng)穩(wěn)速精度0.02%,由PLC通過Modbus協(xié)議、RS485網(wǎng)絡(luò)與變頻器實現(xiàn)速度鏈功能，速差控制，負荷分配功能，總車速升、降，各分部點的速度升、降及緊紙功能。性能較理想地滿足紙機正常工作需求。
　　
    （1） 速度鏈結(jié)構(gòu) 速度鏈結(jié)構(gòu)采用主鏈與子鏈相結(jié)合的思路。紙機總的車速由二壓來確定。速度鏈的傳遞關(guān)系由圖2來體現(xiàn)，由PLC軟件實現(xiàn)。每**的速度由總車速點速度乘以相應(yīng)的速比來確定。前**車速調(diào)整，后面跟隨調(diào)整，后級調(diào)整不影響前級。適應(yīng)紙機操作引紙的順序要求。
　　
    速度鏈結(jié)構(gòu)如圖2所示。