張力控制原理介紹

1、.第二章 張力控制原理介紹21 典型收卷張力控制示意圖浮動輥F牽引輥收卷圖2 帶浮動輥張力反饋收卷F牽引輥圖1 無張力反饋322 張力控制方案介紹對張力的控制有兩個途徑，一是可控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，二是控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，對應(yīng)這兩個途徑，MD330 設(shè)計了兩種張力控制模式。1、開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式開環(huán)是指沒有張力反饋信號，變頻器僅靠控制輸出頻率或轉(zhuǎn)矩即可達(dá)到控制目的，與開環(huán)矢量或閉環(huán)矢量無關(guān)。轉(zhuǎn)矩控制模式是指變頻器控制的是電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不是頻率，輸出頻率是跟隨材料的速度自動變化。根據(jù)公式F=T/R（其中F 為材料張力，T 為收卷軸的扭矩，R 為收卷的半徑），可看出，如果能根據(jù)卷徑的變化調(diào)整收卷軸的轉(zhuǎn)矩，就

2、可以控制材料上的張力，這就是開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式控制張力的根據(jù)，其可行性還有一個原因是材料上的張力只來源于收卷軸的轉(zhuǎn)矩，收卷軸的轉(zhuǎn)矩主要作用于材料上。MD 系列變頻器在閉環(huán)矢量（有速度傳感器矢量控制）下可以準(zhǔn)確地控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，使用這種控制模式，必須加裝編碼器（變頻器要配PG 卡）。2、與開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式有關(guān)的功能模塊：1）張力設(shè)定部分：用以設(shè)定張力，實際使用中張力的設(shè)定值應(yīng)與所用材料、卷曲成型的要求等實際情況相對應(yīng)，需由使用者設(shè)定。張力錐度可以控制張力隨卷徑增加而遞減，用于改善收卷成型的效果。2）卷徑計算部分：用于計算或獲得卷徑信息，如果用線速度計算卷徑需用到線速度輸入功能部分，如果用厚度累計計算卷徑

3、需用到厚度累計計算卷徑相關(guān)參數(shù)功能部分。3）轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償部分：電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩在加減速時有一部分要用來克服收（放）卷輥的轉(zhuǎn)動慣量，變頻器中關(guān)于慣量補(bǔ)償部分可以通過適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置自動地根據(jù)加減速速率進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，使系統(tǒng)在加減速過程中仍獲得穩(wěn)定的張力。摩4擦補(bǔ)償可以克服系統(tǒng)阻力對張力產(chǎn)生的影響。3、閉環(huán)速度控制模式閉環(huán)是指需要張力（位置）檢測反饋信號構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)，速度控制模式是指變頻器根據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)輸出頻率，而達(dá)到控制目的，速度模式變頻器可工作在無速度傳感器矢量控制、有速度傳感器矢量控制和V/F 控制三種方式中的任何一種。該控制模式的原理是通過材料線速度與實際卷徑計算一個匹配頻率設(shè)定值f1，再通過張力

4、（位置）反饋信號進(jìn)行PID 運算產(chǎn)生一個頻率調(diào)整值f2，最終頻率輸出為f=f1+f2。f1 可以基本使收（放）卷輥的線速度與材料線速度基本匹配，然后f2 部分只需稍微調(diào)整即可滿足控制需求，很好地解決了閉環(huán)控制中響應(yīng)快速性和控制穩(wěn)定性地矛盾。這種模式下，張力設(shè)定部分無效，在FA-00PID 給定源中設(shè)定系統(tǒng)控制的目標(biāo)值，控制的結(jié)果是使張力（位置）的反饋信號穩(wěn)定在PID 的給定值上。特別注意，在用位置信號（如張力擺桿、浮動輥）做反饋時，改變設(shè)定值（PID 給定）不一定能夠改變實際張力的大小，改變張力的大小需要更改機(jī)械上的配置如張力擺桿或浮動輥的配重。4、與閉環(huán)速度模式有關(guān)的功能模塊：1）PID 部分：主要在FA 組設(shè)定，F(xiàn)H 組中第二組PID 參數(shù)可以起到輔助作用。在其他部分都設(shè)定無誤后，最終的控制效果需要調(diào)整PID 參數(shù)。2）線速度輸入部分：這部分比較重要，有兩個作用，一是通過線速度計算變頻器的匹配頻率（見上面的描述），二是可通過線速度計算卷徑。3）卷徑計算部分：計算實際卷徑，變頻器獲取線速度和實際卷徑后可以