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主题:变频器在张力控制的运用

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速度模式下的张力闭环控制
  速度模式下的张力闭环控制是通过调节电机转速达到张力恒定的。首先由带(线)的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率指令,然后通过张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值构成PID闭环,调整变频器的频率指令。
同步匹配频率指令的公式如下:
F=(V×p×i)/(π×D)
其中:F 变频器同步匹配频率指令 V 材料线速度 p 电机极对数(变频器根据电机参数自动获得) i 机械传动比 D 卷筒的卷径
  变频器的品牌不同、设计者的用法不同,获得以上各变量的途径也不同,特别是材料的线速度(V)和卷筒的卷径(D),计算方法多种多样,在此不一一列举。
  这种控制模式下要求变频器的PID调节性能要好,同步匹配频率指令要准确,这样系统更容易稳定,否则系统就会震荡、不稳定。这种模式多用在拉丝机的连拉和轧机的连轧传动控制中。若采用转矩控制模式,当材料的机械性能出现波动,就会出现拉丝困难,轧机轧不动等不正常情况。
转矩模式下的张力控制
一、转矩模式下的张力开环控制
  在这种模式下,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,这样就可以控制电机的输出转矩。所以转矩计算非常重要。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,这样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。如果不加补偿,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。
  这种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,大家知道,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。可见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。  
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08-04-23 20:07
这篇文章,可以看看,作为信息的了解,长长见识。
08-04-27 20:01
我在纸厂工作  张力控制是很重要的一个应用,尤其是复卷机. 因为复卷张力不稳定,出现多次断纸,严重影响生产.我也在一直搜集这方面的资料.谢谢你的帖子.
08-04-30 22:57
谢谢你的介绍,让我有进一步认识,我公司的分切机就是转矩模式下的张力闭环控制,即使卷径不圆也可以稳定收卷,速度可达到600m/min。
08-10-15 19:42
PLC计算卷径怎么做,有方法推荐一下吗,大佬
21-04-08 14:17

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