张力控制变频收卷的控制原理及在纺织行业中的应用

为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在，在系统激活后就消失了。此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。

　　（2）滑动摩擦转矩的补偿

　　滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。补偿量的大小与运行的速度有关系。所以在程序中处理时，要分段进行补偿。

　　（3）加减速、停车转矩的补偿

　　补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大。

　　3.4计算当中的公式计算

　　（1）已知空芯卷径Dmin=200mm，Dmax=1200mm；线速度的最大值Vmax=90m/min，张力设定最大值 Fmax=50kg（约等于500牛顿）；减速比i=9；速度的限制如下：因为：V=π＊D＊n/i（对于收卷电机）=》收卷电机在空芯卷径时的转速是最快的。所以：90=3.14＊0.2＊n/9=》n=1290r/min；

　　（2）因为我们知道变频器工作在低频时，交流异步电机的特性不好，激活转矩低而且非线性。因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ 以下。因此：收卷电机有个最低速度的限制。计算如下：对于四极电机而言其同步转速为：n1=60f1/p=》n1=1500r/min。 = gt;2HZ/5HZ=N/1500=》n=60r/min。当达到最大卷径时，可以求出收卷整个过程中运行的最低速。V=π＊D＊n/i= gt;Vmin=3.14＊1。2＊60/9=25.12m/min。张力控制时，要对速度进行限制，否则会出现飞车。因此要限速。

　　（3）张力及转矩的计算如下：如果F＊D/2=T/I=》F=2＊T＊i/D对于22KW的交流电机，其额定转矩的计算如下：T=9550＊P/n=》T=140N。m。所以Fmax=2＊140＊9/0.6=4200N。（其中P为额定功率，n为额定转速）。

　　四．调试过程：

　　先对电机进行自整定，将电机的定子电感、定子电阻等参数读入变频器。

　　将编码器的信号接至变频器，并在变频器上设定编码器的线数。然后用面板给定频率和启停控制，观察显示的运行频率是否在设定频率的左右波动。因为运用死循环矢量控制时，运行频率总是在参考编码器反馈的速度，最大限度的接近设定频率，所以运行频率是在设定频率的附近震荡的。

　　在程序中设定空芯卷径和最大卷径的数值。通过前面卷径计算的公式算出电机尾部所加编码器产生的最大脉冲量（P2）和最低脉冲量 （ P2 ）。通过算出的最大脉冲量对收卷电机的速度进行限定，因为变频器用作张力控制时，如果不对最高速进行限定，一旦出现断纱等情况，收卷电机会飞车的。最低脉冲量是为了避免收卷变频器运行在2Hz以下，因为变频器在2Hz以下运行时，电机的转距特性很差，会出现抖动的现象。

　　通过前面分析的整个收卷的动态过程，在不同卷径和不同运行速度的各个阶段，进行一定的转距补偿。补偿的大小，可以以电机额定转距的百分比来设定。

　　五．真正的张力控制

　　5.1 张力控制的定义

　　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。

　　5.2 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。肯定会影响生产出产品的质量。

六．变频收卷对变频器性能的要求

　　（1）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。

　　（2）市场上能进行张力控制变频收卷的变频器主要有： 安川、艾默生、伦次等。艾默生TD3300就是一款收放卷专用的变频器，台达V+系列的变频器正在推出自己的收放卷专用的变频器，总结收放卷专用变频器的很多主要功能和参数并且加入了自己的算法，具有自己的特点，加上台达在全国的联保服务能够解决客户的后顾之忧。应该是客户不错的选择。