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  • 张力控制

张力控制的概念 转矩模式下的张力控制 张力控制变频收卷的工艺要求 张力控制变频收卷的优点

 转矩模式下的张力控制   
一、转矩模式下的张力开环控制     
在转矩模式下,无需张力检测反馈装置,就可以获得更为稳定的张力控制效果,结构简洁,效果较好。但变频器需工作在闭环矢量控制方式,必须安装测速电机或编码器,以便对电机的转速做精确测量反馈。  
转矩的计算公式如下: T=(F×D)/(2×i)  其中:T 变频器输出转矩指令 F 张力设定指令 i 机械传动比 D 卷筒的卷径     
电机的转矩被计算出来后,用来控制变频器的电流环,就可以控制电机的输出转矩,转矩计算非常重要,这种控制多用在对张力精度要求不高的场合。 
二、转矩模式下的张力闭环控制     
张力闭环控制是在张力开环控制的基础上增加了张力反馈闭环调节。通过张力检测装置反馈张力信号与张力设定值构成PID闭环调节,调整变频器输出转矩指令,就可以获得更高的张力控制精度。其张力计算与开环控制相同。不论采用张力开环模式还是闭环模式,在系统加、减速的过程中,需要提供额外的转矩用于克服整个系统的转动惯量。若不加补偿,将出现收卷过程加速时张力偏小,减速时张力偏大,放卷过程加速时张力偏大,减速时张力偏小的现象。     转矩模式下的张力闭环控制模式多用在造纸、纺织等卷取微张力控制的场合下。
卷径计算      在所有的模式中都需要用到卷筒的卷径,在生产过程中开卷机的卷径是在不断变小,卷取机的卷径在不断变大,也就是说转矩必须随着卷径的变化而变化,才能获得稳定的张力控制。卷筒的卷径计算是多么地重要。
卷径的计算有两中途径:一种是通过外部将计算好的卷径直接传送给变频器,一般是在PLC中运算获得。另一种是变频器自己运算获得,矢量控制型变频器都具有卷径计算功能,在大多数的应用中都是通过变频器自己运算获得。这样可以减少PLC程序的复杂性和调试难度、降低成本。
 

张力控制变频收卷的工艺要求   
在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力控制仪的单位为:牛顿或公斤力。  
在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。  
在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。   
要求将张力量化,即能设定张力的大小(力的单位),能显示实际卷径的大小。

 张力控制变频收卷的优点
1、张力控制变频收卷的张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿。
2、使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等。
3、卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好,并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算,在操作失误的时候,能自己纠正卷径到正确的数值。 
4、因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。若操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象,将直接导致纱的质量,而进行了变频收卷的改造后,收卷都很稳定,张力始终恒定。而且经过PLC的处理,在特定的动态过程,加入一些动态的调整措施,使得收卷的性能更好。
5、在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷,非常简便而且造价低,基本上不需对原有机械进行改造。改造周期小,基本上两三天就能安装调试完成。
6、克服了机械收卷对机械磨损的弊端,延长张力控制仪的使用寿命。

张力控制的概念
张力控制就是要能控制电机输出多大的力,即输出多少牛顿,反应到电机轴即能控制电机的输出转距。 
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统,靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制,要加张力传感器,而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果,张力不是很稳定。肯定会影响生产出张力控制器的质量。
变频收卷的实质是要完成张力控制,即能控制电机的运行电流,因为三相异步电机的输出转距T=CmφmIa,与电流成正比。并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬.所以必须用矢量变频器,而且必须要加编码器死循环控制。

 

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