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    瓦楞紙板：博凱機械使用直流總線連接系統減少輸入電源

    摘要：通過引入三相交流技術替代直流電流，博凱大大提高了瓦楞紙生產設備的能效并因此進一步鞏固了其技術的國際領先地位。博凱坐落于魏黑拉梅爾（巴伐利亞州），現在公司采用的是一個與Lenze通力合用制訂出的驅動解決方案。此方案的核心元素是伺服9400 HighLine和高效型直流總線連接系統。“關鍵在于他們幫我們降低了峰值負荷”，Peter Michler，博凱研發部負責人說道。

    外襯、波紋紙板，中間層，波紋紙板，內襯——這是目前世界上使用最廣泛的包裝材料。根據德國瓦楞紙行業協會統計，其會員僅在2012年第一個季度就售出了18.25億平方米的瓦楞紙板，相當于2011年一整年的銷售量。瓦楞紙板行業目前在全球范圍內蓬勃發展，據博凱報告，其每年增長約百分之八。據此趨勢，機器制造和系統工程領域的競爭也日趨激烈，尤其在遠東區域。“我們是技術領袖，并將持續維持這種領先地位”，Peter Mich-ler說道，“楞紙板生產系統的能效已成為公司相關研發業務中越來越重要的一部分了”，他繼續道。

    1 降低峰值負荷

    為適應最新開發的SteadyLine，博凱完全改變了自己的驅動技術。Lenze交流伺服控制器完全替代了原本的直流系統，并為公司能效性的提升創造了更多可能。最重要的是，還降低了設備的輸入供電。

    為生產瓦楞紙板，如最初所述，通常包括五層，至少三層紙。為此目的而設計的生產線需要五個所謂的連接器。此模塊的關鍵元件為兩個退繞機帶一個自動換輥裝置（實際連接工具）。這些裝置通常并排安裝，可不間斷地以對應的張力和準確的速度將每個長度的紙送往下一道加工工序。BHS在第一階段使用Lenze伺服9400，牽引機主驅動和退繞機后位的制動輥均使用HighLine帶集成PLC。這一解決方案將板材拉伸調節系統集成至控制器內，確保了可靠的高拼接速度。

    由于退繞機后位的制動輥主要起著發電機的角色，BHS使用這些發出來的能量來為整套機械設備供電。索引輥的驅動器充當著一個完整連接工具的中央電力源。9400 HighLine通過直流總線連接供應所有其他驅動控制器，包括Lenze 8400變頻器系列產品。所有變頻器均直接置于控制柜的直流總線下方。總線出于電磁兼容性（EMC）考慮，由寬銅條制備。

    2 加大內耗

    重復利用能源而非返還：BHS在使用無直流總線連接的直流驅動時，通常將制動能返回至公用電網。如今博凱開始采用交流技術，加大內耗已成為減少能源成本的方式。“這種方式可以幫助我們降低峰值負荷”，Michler總結道。這種方式極為誘人，尤其從商業經濟方面考慮。在進行電力恢復時（返輸電力至電網）需從能源供應商先采購大量電力，然而相比之下，在將大量制動電力返輸回供應商電網時則只能收回很少的錢。“這真的不值得，特別是鑒于我們必須購買這樣一個可再生單元，以確保其電力輸出形式為十分純粹的正弦波形式”，Michler說道。

    相反地，直流總線連接則是一個相對簡單得多的技術。在能效方面，它觸及到了問題的根本——具體說來，它通過智能化能源管理限制了輸送的電力。“這樣你只需要為你實際從電網獲取的那部分電力付錢”，Ralf Mattheis，博凱中國總裁簡單地補充道。“同時，節能也是眼下中國的一大問題”，他補充道。“然而技術解決方案是需要在投資決策做出之前進行評估的。所以我們正在通過對比和驗證來記錄它們的節能表現“，Peter Michler，研發部負責人說道。

    使用Drive Solution Designer(DSD)工具，Lenze可提供用于實現這一目標的軟件工具，且讓驅動器的設計更簡單——同時它也優化了能源平衡。DSD是Lenze BlueGreen Solutions理念的一部分，可將廣泛的設計知識簡化得十分簡單直觀。此工具主要用于對比各個不同的驅動器，不僅僅從性能方面，也從能源方面進行對比。然而現今的瓦楞紙板市場已完全融入了利用投資回報率ROI計算來確定投資與否的方式，企業正需要這種工具來幫助自己實施投資決策”，Ralf Mattheis強調到關于工程設計工具的價值，“現在中國越來越注重綠色化。借助于我們全新的SteadyLine，我們也在往資源高效利用的方向努力著。”

    結論

    Lenze工程設計擁有能源性能證書和精準的設計，尺寸設計無需考慮過多能儲，且能高效地將電能轉化為勢能——總結說來，即是可巧妙地動用各個元素來進一步提高能效性。

    然而，在實際應用和驅動元件中通常有多種因素導致能量損耗，這意味著能效不能僅從任何一個元素入手計算；這些元素應當作為系統的一部分來統籌考慮。博凱的范例闡明了這樣一個事實：能效需預設高效元件的選擇，同時也取決于實際應用中匹配元件的準確使用。

    <知識小盒子>

    一個巧妙的古老原理

    瓦楞紙板的原理由來已久，且十分簡單。其秘籍就在于其皺狀形狀之中。與已在建筑領域得到經久驗證的拱相似，瓦楞紙板有著很強的負載力。兩個襯墊之間的瓦楞紙板可使瓦楞紙板形成一個穩定的輕質結構，結構中包含空氣和紙，具備很強的緩沖能力。就像一個空氣氣囊，借壓緊、滑落或類似壓力的能量來可靠地保護貨物在運輸過程中不受損。來源：Verband der Wellpappen-Industrie e. V. (瓦楞紙行業協會)。
 

圖例說明

    圖3：Lenze 伺服9400 HighLine

    圖4：降低峰值負荷——博凱Peter Michler

    圖5：博凱Peter Michler