变频调速控制系统在造纸机中应用论文
浅议纸机控制系统中西门子变频器应用

变频器的 通信功能,以 便我们采用通讯总线将它们联系起来,实现了 基于电 动机和机械模型控制策略的高水平控制。同时实现了全自 动控制大大降低了 操作人员的劳动强度,节约了 经济成本,取得了良 好的经济效益。
. 考文做:
(5) 必要的显示功能,如线速度、电流或转矩、运行信号、故障信
号等;
[1J伯时,电力拖动自 动控制系统阅 ,机械工业出版社, 北京, 2001. [2〕 王丹利,赵景辉. 可编程序控制器原理与应用[目,西北工业大学出版
线来传递数据 ( 见上图) 。也就是说,将主PLC, 变频器连接在总线上,通
过通讯方式来控制变频器,从而将PLC通往变频器的控制电缆数量降为零。
在纸机控制系统结构中,采用该种方式,能够在提高系统的可 用性的同
时,大大方便了今后的系统维护。 . 、结束肠
为此,在造纸传动自 动化系统的设计中,必须充分考虑纸机生产的特 点,将调速、自动化以及其他逻辑控制有机地结合起来,从而实现一个全
这种方式较之传统的直流控制系统、总轴传动系统,在控制精度,故障 率、维护费用方面有着较大的优势。西门子6SE70系列变频器是完整矢量控
制 高精度变频调速装置,该系列变频器采用最新的矢量控制技术,从而提
高了系统的控制精度和动态响应精度。同时,由于其内部有开关量连接器 和模拟最连接器及各种功能数据组,加上提供的丰富的自由功能模块和自 由控制方式,使该系统变频器较多应用于高动态性能传动系统的频率控 制、转速控制和转矩控制,满足了不同控制系统的要求。特别是在近年来
纸机控制系统结构图
速度时,应该有一定的调速范围,以适应浆料配比、纸料性质以及造纸机 运转情况的变化。在造纸过程中,保持各传动子系统之间的同步运行是尤 为重要的。这种同步,不仅仅是稳速运行时需要同步,而且在加减速自 动化的特点以及今后技术的发展趋势,我们采用了通讯总
变频器在造纸机械中的应用前景如何

变频器在造纸机械中的应用前景如何造纸工业作为我国重要的基础原材料工业,在国民经济中占据着重要地位。
随着科技的不断进步,变频器在造纸机械中的应用越来越广泛,为造纸行业的发展带来了新的机遇和挑战。
那么,变频器在造纸机械中的应用前景究竟如何呢?首先,我们来了解一下什么是变频器。
变频器是一种能够改变交流电源频率的电气设备,通过调整电源频率来控制电机的转速,从而实现对机械设备的调速和节能运行。
在造纸机械中,电机是驱动各种设备运转的核心动力源,如造纸机的主传动、压榨部、干燥部等,以及纸浆泵、风机等辅助设备。
传统的电机运行方式通常是定速运行,通过机械调速装置来调整设备的转速,这种方式不仅效率低下,而且能耗较高。
而采用变频器对电机进行调速控制,可以根据生产工艺的需求灵活调整设备的转速,实现精确控制,提高生产效率和产品质量,同时降低能耗。
变频器在造纸机械中的应用具有诸多优点。
其一,节能效果显著。
造纸生产过程中,不同的工艺环节对设备的转速要求不同。
例如,在纸张的干燥过程中,随着纸张水分的逐渐减少,干燥部的转速可以逐渐降低,以避免过度干燥和能源浪费。
通过变频器的调速控制,可以使电机在不同负载下保持高效运行,从而降低能耗。
据统计,采用变频器调速后,造纸机械的能耗可降低 20% 30%,对于企业降低生产成本、提高经济效益具有重要意义。
其二,提高生产效率和产品质量。
变频器能够实现电机的平滑启动和无级调速,减少了设备的机械冲击和磨损,延长了设备的使用寿命。
同时,精确的转速控制可以保证纸张的定量、厚度、水分等指标的稳定性,提高产品质量。
在造纸机的高速运行过程中,变频器能够快速响应负载变化,保证设备的稳定运行,提高生产效率。
其三,增强系统的可靠性和稳定性。
变频器具有过流、过压、过载等多种保护功能,能够有效保护电机和设备免受损坏。
在电网电压波动较大的情况下,变频器还可以稳定电机的输出电压和频率,保证设备的正常运行。
此外,变频器的智能化控制功能可以实现对设备的远程监控和故障诊断,便于及时发现和解决问题,提高系统的可靠性和稳定性。
高压变频调速技术装置在印刷机械中的应用案例分析

高压变频调速技术装置在印刷机械中的应用案例分析摘要:本文通过对高压变频调速技术装置在印刷机械中的应用案例进行分析,讨论了该技术在提高印刷机械运行效率、节能降耗、提升产品质量等方面的优势,并探讨了在实际应用中可能遇到的问题和解决方法,以期为印刷行业的从业人员提供参考与借鉴。
1. 引言印刷机械作为一种重要的生产设备,在工业生产中发挥着不可替代的作用。
随着科技的不断进步,传统的机械调速方式已经无法满足对效率、稳定性和能耗方面的要求。
高压变频调速技术的出现为印刷机械的运行提供了新的解决方案。
本文将从实际应用案例出发,分析高压变频调速技术在印刷机械中的应用,探讨其优势和问题,并提供一些解决方法。
2. 高压变频调速技术在印刷机械中的应用案例2.1 印刷速度调节传统印刷机械在运行过程中常常需要频繁的调节速度,以适应不同的印刷要求。
使用传统机械调速方式进行速度调节存在操作复杂、响应慢等问题。
而采用高压变频调速技术装置可以实现印刷机械的平稳调速,并实时响应速度变化的要求。
例如,在某印刷企业中,引进了高压变频调速技术装置后,印刷机械的速度调节更加精准和灵活,大大提高了印刷产能和质量。
2.2 节能降耗高压变频调速技术装置在印刷机械中的应用还可以有效地降低能源消耗。
传统的机械调速方式通常采用电阻、变压器等方式进行调速,存在能量损耗大、效率低的问题。
而采用高压变频调速技术装置可以实现频率和电压的自动匹配,最大限度地降低能量损耗。
在某印刷企业中,使用高压变频调速技术装置后,每年节省了大量的能源,降低了生产成本。
2.3 提升产品质量印刷产品的质量对于印刷行业至关重要。
高压变频调速技术装置通过提供更加稳定、精确的电机控制,可以实现印刷机械的精细调节。
例如,在一家印刷公司中,使用高压变频调速技术装置后,印刷产品的注册、对位精度明显提高,印刷品质量稳定性得到了极大的提升,实现了高质量产量的快速输出。
3. 高压变频调速技术在印刷机械中应用的问题与解决方法3.1 电磁干扰问题使用高压变频调速技术装置时,由于高频调制、电磁辐射等原因,可能会对周围设备产生电磁干扰。
安川变频调速在造纸生产中的应用

1 概 述
杭 州华 丰纸业有限公 司其前身是杭州华丰造纸
厂, 是一 个 近 百年历 史 的造 纸企业 。在 上世 纪末 经 过
定、 可靠。 这样它的生产工艺适用性更加广阔 . 从而使 生产的纸产品成品率和质量大大的提高 , 同时也发挥
期 :迭 纸 22第2 } } o年 期 1
・
生产 实践 .
安川 变频 调速在 造纸生 产中的应用
杨 坚 沈伟 平 丁陈 愍 严 国祥
( 杭州华丰纸业有I.  ̄ 纸机湿部设备 气水分 离上的应用。介绍其对造纸生产工艺 中起到 的 自动
出 了节 能效 益 。
21设备 简介 .
合资引进了不少 国际上 的先进设备和先进技术 . 使企
业获得了新机。 由于先进的设备技术给我们在造纸生 产中生产 的纸产品质量有 了显著的提升 。 企业的面貌
发生 了根 本 的变化 。成 为 全 国 卷烟 纸 生 产 的龙 头企 业 。 年来 , 近 我们 在 生产 发展 中一 直通 过各 种途 径 . 致 力 于 引进更 新 、 更好 的设 备 与技 术 。使企 业 在市 场 竞 争 中获 得优 势 , 安川 变 频器 传 动技术 是 我们 引进 的其
3 . 2节能 意义
动控制下达一个操作速度指令值, 该指令值是 同整个
控 制 系统 检 测 到 多路 生 产 调 节环 节 上 测量 到 的各 种
信号之所形成的一个稳定 的基准值 。 同时该变频器也 可以通过 D S C 来控制 .变频器本身模拟量 的速度由 D S提供如 图 3 + 1A 、 2A 、 C 端子 , 据现 C (V 、 1A 、3 A ) 根
变频器系统在造纸机传动系统中的应用

变频器系统在造纸机传动系统中的应用1 引言本文所设计的纸传动控制系统为应用ABB变频器和西门子PLC所组成的控制网络来完成造纸机电气控制系统设计的;其电气传动控制系统是基于S7-200 PLC控制的交流变频调速控制系统。
2 纸机对电气传动控制系统的要求该造纸机的系统结构总图如图1所示。
本纸机的主要技术数据如下:纸种:文化纸定量:52~80g/m2最高车速:350m/min爬行速度:<40m/min可调升减速时间:0.1~1000s可调工作电压:额定电压的±10%电源频率:50Hz±5%静态精度:≤0.1%频率漂移:≤0.1%频率分辨率:0.01Hz频率控制: 0~50Hz起动转矩:额定转矩的200%左、右手机:右手机该纸机18个传动点,分别由18台交流电机单独拖动,每台交流电动机由ABB全数字变频调速装置驱动,闭环控制。
系统的控制采用PLC作为控制核心,由PLC对操作台上每一传动点的操作信号进行处理(每个传动点在操作台上都设有:速度增加、速度减少、紧纸、爬行/运行等操作按钮),并把相应的速度信号以通信的方式传送给变频器。
同时,还对伏辊、驱网;吸移、真空压榨、一压、二压分别进行负荷分配控制。
另外,在操作台上还显示每一传动点的车速及工作电流,并具有运行、故障指示。
图1 造纸机机械系统结构总图纸机正常运行对电气传动控制系统的要求基本有以下几点:2.1纸机传动系统要有一定的稳速精度和快速动态响应。
其中稳态精度±0.02-- 0.01%,动态精度0.1%-- 0.05%;2.2工作速度要有较宽、均匀的调节X围,适应生产不同品种、定量的需要。
调节X围为I=1:10之间;2.3各传动分部间速比稳定、可调。
为了使纸机可以生产良好的纸页和提高纸机正常工作时间,纸机各分部的速度必须是稳定、可调的。
各分部的调速X围为±8~10%;2.4 爬行速度。
为方便检查、清洗聚酯网、压榨毛毯、以及检查各分部的运行情况,各分部应具有15~30米/分可调的爬行速度。
高性能变频调速设备在造纸工程中的应用探索

高性能变频调速设备在造纸工程中的应用探索随着现代科技的不断发展,高性能变频调速设备在各个工业领域中得到了广泛的应用。
造纸工程作为其中重要的一部分,也不例外。
本文将探讨高性能变频调速设备在造纸工程中的应用,并对其效果和优势进行分析。
造纸工程中的主要设备包括纸浆制备设备、纸机设备和卷绕设备等。
这些设备在传统的工作方式下,通常使用固定转速运行。
然而,随着对生产效率和产品质量要求的提高,传统的固定转速方式已经无法满足需求。
这时,高性能变频调速设备应运而生。
高性能变频调速设备利用先进的变频技术,可以根据不同的工艺需求和负荷变化,调节设备的转速和功率输出,以实现精确的控制和调节。
在造纸工程中的应用,具有以下几个方面的优势和效果:1. 提高生产效率和能源利用率高性能变频调速设备可以根据纸浆的不同特性和生产工艺要求,灵活调节设备的转速和功率输出。
通过精确的控制,可以提高设备的运行效率和工作效率,从而达到提高生产效率的目的。
同时,变频调速设备还能够实现能源的有效利用,减少能耗和损耗,提高能源利用率。
2. 改善纸品质量和稳定性高性能变频调速设备可以提供更加稳定的工作状态和转速控制,确保设备的稳定运行。
在纸浆制备和纸机设备中的应用,可以精确调节设备的转速和搅拌力度,保证纸浆的均匀搅拌和纤维的均匀分散,进而提高纸品的质量和稳定性。
这对于生产高品质的纸张和纸板产品具有重要的意义。
3. 减少设备维护和故障率高性能变频调速设备使用先进的控制和监测系统,可以实时监测设备的运行状态和工作参数。
通过对设备的智能控制和保护,可以减少因过载、过热等问题引起的故障和损坏,从而降低设备的维护成本和维修频率。
这对于提高设备的可靠性和稳定性具有重要意义。
4. 实现自动化和智能化生产高性能变频调速设备与现代信息技术的结合,可以实现设备的自动化运行和智能化管理。
通过与上位机系统的联网和数据交换,可以实现设备的远程监控和远程控制,实时获取设备的运行状态和工作参数,进行设备故障诊断和预警。
造纸机械变频技术改造

造纸机械变频技术改造一、引言随着科技的不断发展和进步,各种传统机械设备也在不断进行技术改造和升级以适应市场需求。
造纸行业作为传统行业之一,在生产过程中,通过引入变频技术进行改造,可以提高设备的效率、节约能源消耗、降低生产成本等方面带来明显的好处。
二、传统造纸机械存在的问题传统造纸机械在运行过程中存在诸多问题,例如固定转速导致设备适应性不足、能耗高、产能低,无法满足市场的个性化需求等。
传统造纸机械在这些方面均面临挑战,亟需通过技术改造来提升整体性能。
三、变频技术在造纸机械中的应用1.工作原理变频技术是利用变频器控制电机转速,实现无级调速的技术。
在造纸机械中,通过引入变频技术,可以实现设备的转速调节,进而提高设备的生产效率和适应性。
2.优势–实现无级调速,适应不同生产需要;–降低设备能耗,节约生产成本;–减少设备维护成本,延长设备使用寿命。
四、造纸机械变频技术改造的实施步骤1.需求分析在进行造纸机械变频技术改造前,首先需要对设备性能、生产需求进行全面的分析,确定改造的具体目标和方案。
2.选型根据需求分析的结果,选择适合的变频器、电机等关键设备,并进行设备的评估和比较,确定最佳配置方案。
3.改造实施–拆解传统机械,更换变频器等关键部件;–进行设备的调试和联调;–安装监控系统,实现远程监控和管理。
4.试运行和调整完成设备的改造后,进行试运行和调整,对设备进行性能检测,并根据实际生产情况进行适当调整。
五、案例分析以某造纸厂为例,通过引入变频技术对造纸设备进行改造,提高了设备的生产效率,降低了能耗,带来了明显的好处。
六、未来展望随着制造业的不断发展,变频技术在造纸机械改造中的应用将进一步深化和推广,为造纸行业的可持续发展提供有力支持。
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造纸机械变频技术改造

造纸机械变频技术改造造纸机械是纸张生产过程中最为重要的设备之一,而造纸机械变频技术的改造,则是纸张生产过程中的一项重要技术,其作用被广泛应用于制造各种纸张,从文化纸张到包装纸张,都能有效地优化生产过程,提高产品的质量,降低生产成本。
1. 造纸机械变频技术的优点1.1. 节能降耗造纸机械的电动机功率较大,按传统电机工作方式运转,不仅电量消耗较大,同时也会增加使用成本。
因此,采用变频调速器来改造,可使电动机在正常工作范围内实现高效率、高精度的工作,能够大幅度地降低纸张生产过程中电费的支出。
1.2. 提高产品的质量通过变频调速器的改变绕组的电压、电流等参数,可根据需要在一定的范围内控制电动机的转速,保证生产过程中的流量、压力和速度都能保持在合适的范围内,从而提高产品的质量。
1.3. 提高设备的可靠性由于变频调速器可以免除经常启停电机,因此造纸机械变频技术的改造可以减少设备因机械运动来不及加速或减速造成的轻微伤害,提高了设备的可靠性和安全性。
1.4. 简化操作流程传统的造纸机械操作方式通常需要繁琐的对电动机停电、启动等操作。
但是,变频调速器的使用则可以通过简单的人机操作界面进行参数设置和监控,减少了人工干预,使操作更为简单。
2. 制约造纸机械变频技术改造的因素2.1. 经费限制造纸机械加入变频调速器需要一定的资金投入,对部分小规模的造纸生产企业来说,经费限制往往是改造难度的重要原因之一。
2.2. 技术难度造纸机械变频技术改造本身就是一个技术难度较大、需要掌握专业知识的过程。
除了需要专业人士对现有的电路、控制系统进行调整以外,还需要对机械部分进行修改和重新组装。
因此,缺乏技术支持,也可能会影响改造的进度和结果。
2.3. 维护问题在投入使用后,变频调速器需要保持较高的维护水平,由于操作较为复杂和考验电工水平,这一养护问题同样也会对改造带来一定的影响。
3. 造纸机械变频技术的改造策略要想实现对造纸机械的变频技术改造,可以采取以下策略:3.1. 正确分析现状在改造前,要先对现状进行合理的分析,包括对电控系统、设备传动机构等各方面进行全方位调研。
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变频调速控制系统在造纸机中的应用摘要:随着经济的发展,对工业生产的要求也越来越高。
交流变频控制技术的产生,必然会引起工业生产中一场新的变革。
交流变频调速控制系统以其可靠性高、调节特性好、稳定节能等优点,在众多速领域得到广泛应用和大力推广。
本文着重介绍了交流变频调速控制系统在造纸行业中的运用。
关键词:变频调速控制恒转矩恒功率电流环
中图分类号:tp276 文献标识码:a文章编
号:1672-3791(2012)07(a)-0129-02
在80年代初期为了顺应工业生产自动化的发展要求,一种新的技术发展起来,开辟了一个全新的电机时代,这种技术被称之为变频调速技术。
一改传统电动机的低效能调速方式,变频调速技术运用下的电动机及其拖动负载在无须任何改动即可按照生产工艺要求调整转速输出,大幅度降低了电动机功耗,从而达到系统高效运行的目的。
20世纪80年代末,该技术正式引入我国并得到了大力推广。
现已在造纸、化工、食品等多个行业的电机传动设备中得到实际应用。
1 变频调速控制系统的优异特性
1.1 高效节能
变频调速控制系统能够根据生产负载的变化情况有效地调节输出功率,有效降低系统的损耗,其节能效能是显著的。
1.2 提高系统控制精度,增强系统稳定性
相对传统的调速方式,交流变频调速控制采用计算机控制技术和交流电动机矢量变换控制技术,采取正弦波脉宽调制方式,具备宽的调速范围、高稳态精度、动态响应快、工作效率高以及可以四象限运行等优异性能,其静、动态特性均可以与直流调速系统相媲美。
1.3 具备完善的保护功能及对电网的冲击小
变频调速控制运行中,对过压、欠压、电机过热、过流等现象均能自动保护,增长设备安全运行时间,避免小故障引起的设备损坏。
电气传动中电机启动电流低,能够减少对电网的冲击,有效保护电网还能达到节点的效果。
2 传动系统电气自动化控制要求
造纸业的传动系统电气控制主要是速度和转矩的控制,调速范围广,启动稳定平滑,控制精度高以及调速反应及时是现代传动控制发展的方向。
2.1 起动要求
纸机的驱动中,对电气传动控制要求极高,启动时转矩的提升要以合适的斜率曲线上升。
它常常在控制环路中引入张力控制以控制纸的松紧度,因此整个纸机各传动点的速度协调非常重要。
在一条造纸线中,大约有几十个变频控制的传动点,其中相当一部分存在较大的转动惯量,如烘干部。
这些大惯量负载在启动时必需进行惯量补偿(在控制软件程序中可根据经验调整),才能使其平滑、稳定地启动运行,避免引起机械连轴器的损坏。
同时,在停车时,由于其
大惯量的作用,电机将处于发电状态,必须把它回馈给电网,或用设备就地消耗掉。
否则,系统母排将会产生过压危及设备。
2.2 速度要求
由造纸工艺流程可知纸机是一个多单元的速度协调控制系统,各个分部间的速度有着较严谨的速度比例关系,否则会造成断纸或者过度松驰影响成纸质量,因此纸机的各部分要有精度较高的稳速性能。
纸机正常工作时,工艺上的变化速度的调节范围不大,一般只在10%~15%。
在纸机调整时如检查网部毛布、烘干部预热时要低速爬行,车速约为15~20m/min,此时对稳速没有要求。
2.3 分部调速的要求
纸机上的纸受到牵引力的作用在网部和压榨部产生纵向伸长,在干部纵向继续伸长,当纸含水量降低后,纸张减少纵向伸长,进入压光机和卷取机时,纸张再度牵引而伸长,因此在整个造纸生产线中,各个传动部分的速度是不同,这样可以保持纸幅张力,同时纸机各部分的速度必须是可以调节的,每一部分都有几个传动点,每个传动点都是以上游为基准调节速差,这样可以避免纸幅松驰或过度绷紧而断纸。
由于造纸机无需频繁起动且工艺要求的频繁变速范围不大,所以保持速度稳定是纸机传动控制的最主要目标。
3 纸机传动系统的结构组成
3.1 公共母线结构
冠龙纸业公司的传动系统采用ab公司(原reliance公司)的automation系统和sa3100交流变频器,本系统所有变频器的供电电
源采用直流母线式供电,由于系统传动点较多,因而采用分部直流
母线供电。
分别是网部,压榨部及干部三个整流电源柜,其中网部和压榨部采用直接整流通过公共母线传送到各逆变器的供电方式,而干部由于考虑烘缸断纸机会较多,且烘缸的转动惯量较大,干部变
频装置采用直流母线带回馈单元供电方式且这种方式最大的优点
是节能。
公共直流母线主要应用于多电机大容量传动系统中,其目的主要使系统在制动过程中产生的再生能源加以合理利用和回收。
因为各逆变器是挂接在公共直流母线上的,且各电机的容量各不相同,负载的惯量也各不相同,它们的运行及工作状态也不完全一致。
采用公共直流母线可使工作在电动状态的电机从母线上获取电能,而某些传动点,可能由于转动惯量大,在减速、停车或被拖动运行时,会处于再生发电状态而向公共直流母线馈电,为其它电机提供电能,从而达到节能的目的,同时也大大均衡了各逆变器的无功能量,功
率因素大为提高,电网谐波较低。
3.2 控制系统配置结构
整个系统的组成如图1。
它主要由四个系统机架、上位机、sigma、flexi/o、及远程操作面板、变频器组成。
其中a00为总机架,另外三个支架为从支架,系统机架a00在整个系统中起着协调和分派任务的作用。
它利用网络卡和网络适配器通过系统bus与另三个站点机架及sigma进行实时通讯。
a00总机架还装有两个remotei/o卡,通过现场总线方式分别与现场flexi/o及操作面板panelview进行通讯。
并且它还采用modbus协议与(外系统)纸机dcs组成以太网
通讯。
三个从机架除了cpu、内存卡、网络通讯卡外,还装有许多udc卡,各udc卡通过光纤与对应的变频器通讯。
3.3 纸机传动的结构原理
纸机的传动由前往后分以下几段:网部,压榨部,前烘干部,施胶部,红外干燥部,后烘干部,压光部。
而每一段都有几个传动点,每个传动点都是以上游为基准调节速差。
线速度链的给出是由网部给定,纸机提速就是增加速度链的给定值(即网部驱网辊电机),其他传动点即根据设定的速差,自动跟进。
当然也可以单点提速。
qcs可通过ethernet链路获得车速改变参数,及时地控制网前流浆箱的各个稀释水阀的喷浆量,从而精确的控制纸张定量。
(见图2)
3.4 负荷分配控制
负荷分配结构如图3所示,在造纸机传动控制中多个点带动一块网或多个传动对象,相互施压合成一定力矩且同步运转的情况,需
要进行负荷分配控制,例如在纸机网部中(如图3所示),有真空伏辊和驱网辊2个传动点,利用2台不同功率的电动机驱动同一张网,各传动点之间不是刚性的硬连接而是通过网之间的一种软性接触,这是必然会出现两电机之间的负荷分配问题。
负荷分配的原则理论上要求各个传动点表面辊筒的线速度一致。
但由于各传动点的电机功率所驱辊筒的直径及包角都不同,因而具体分配原则也不同,在本系统中驱网辊(主传动)与真空伏辊(从传动)的负荷分配一般设为40%~60%之间。
在控制过程中(如图4所示),运用aut omax机架内部的pid调
节器,主传动的电流实际值作为给定值,从传动的电流实际值作为反馈值,经pid调节后生成的输出作为附加给定叠加到速度给定通道,从而实现负荷分配的控制过程。
参考文献
[1] 王占奎,等.变频调速应用百例[m].北京:科学出版
社,1999.
[2] 黄煊,撒继铭.造纸机交流变频调速控制系统[j].技术文库,2009,12.。