张力控制器原理.doc

:所谓的张力控制,通俗点讲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。
,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。肯定会影响生产出产品的质量。
用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制,即加编码器反馈。对收卷来说,收卷的卷经是由小到大变化的,为了保证恒张力,所以要求电机的输出转
距要由小到大变化。同时在不同的操作过程,要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间,加速,减速,停车,大卷启动时,要在不同卷经时进行不同的转距补偿,
这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。


纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都是采用机械传动,因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的,据了解,
用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。而且经常要维护,维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。
尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的,如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。在这种情况下,张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系
统。

* 在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。张力的单位为: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。

* 张力设定在人机上设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿.
* 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.
* 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。
* 因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、
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,在上述各种情况下,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。
* 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。
* 克服了机械收卷对机械磨损的弊端,延长机械的使用寿命。方便维护设备。
三. 变频收卷的控制原理及调试过程
* 卷径的计算原理:根据V1=V2来计算收卷的卷径。因为V1=ω1*R1,
V2=ω2*。即L1/Δt=L2/Δt
,Δn1*C1=Δn2*C2/i(Δn1---单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2---单位时间内收卷电机运行的圈数、C1---测长辊的周长、
C2---收卷盘头的周长、i---减速比) Δn1*π*D1=Δn2*π*D2/i
D2=Δn1*D1*i/Δn2,因为Δn2=ΔP2/P2(ΔP2---收卷编码器产生的脉冲数、P2---收卷编码器的线数).
Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1,即测长辊转一圈,=D1*i*P2/ΔP2,这样收卷盘头的卷径就得到
了.
* 收卷的动态过程分析:
要能保证收卷过程的平稳性,不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、,首先要克服静摩擦力
所产生的转矩,简称静摩擦转矩,静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩,滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在,并
且在低速、高速时的大小是不一样的。需要进行不同大小的补偿,系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量,也要进行相应的转矩补偿,补偿的量与运行的速度
,补偿的系数是不同的。即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩;克服了这些因素,还要克服负载转矩,通过计算出
的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小,。总结:电机的输出转矩