张力控制变频收卷的控制原理(汇编)

张力控制器的原理及应用张力控制器简介张力控制器是一种用于测量和控制物体表面或物体内部受力情况的装置。

它通过传感器和控制系统的配合，实时监测和调整物体的张力，以保证物体在运动或操作过程中保持稳定的受力状态。

张力控制器广泛应用于各个工业领域，包括纺织、造纸、印刷、包装等行业。

张力控制器的原理张力控制器的原理主要基于力学和电子技术。

在使用过程中，张力控制器通常由以下几个部分组成：1.传感器：用于实时检测物体的张力。

传感器常常采用应变片或扭簧等装置，通过测量变形量来间接测量物体的张力。

2.信号处理器：传感器检测到的信号会经过信号处理器进行放大和滤波，以确保信号的准确性和稳定性。

信号处理器通常由模拟电路或数字电路组成。

3.控制系统：根据传感器检测到的张力信号，控制系统会采取相应的控制策略来调整物体的张力。

控制系统通常由微处理器、PLC或其他类似的设备组成。

4.执行机构：根据控制系统的指令，执行机构会对物体施加或减小相应的张力，以达到预期的受力状态。

执行机构可以是电机、液压或气动系统等。

张力控制器的应用张力控制器在工业生产中的应用非常广泛，具有如下几个主要的应用领域：1. 纺织行业在纺织行业中，张力控制器能够实时监测和控制纱线或织带的张力，确保纱线在整个生产过程中保持稳定的状态。

通过精确地控制纱线的张力，可以避免纱线断裂、搭绞和团结等问题的发生，提高纺织品的质量。

2. 造纸行业在造纸行业中，张力控制器可以控制纸张或纸卷的张力，以确保纸张在运输和印刷过程中保持平整。

通过有效地控制纸张的张力，可以减少纸张因张力不均匀而产生的起皱、起翘等问题，提高纸张的质量。

3. 印刷行业在印刷行业中，张力控制器能够监测和控制印刷网或印刷版的张力，以确保印刷过程中的精确和一致性。

通过精确地控制印刷网或印刷版的张力，可以避免印刷品因张力不均匀而产生的色差、印刷模糊等问题，提高印刷品的质量。

4. 包装行业在包装行业中，张力控制器能够监测和控制包装材料或包装带的张力，确保包装过程中的稳定性和安全性。

第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。

1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。

2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。

10本文从应用的角度阐述了当前技术条件下，矢量变频技术在卷取传动中运用和设计的方法和思路。

有较强的实用性和理论指导性。

关键词：张力变频矢量转矩卷径引言：在工业生产的很多行业，都要进行精确的张力控制，保持张力的恒定，以提高产品的质量。

诸如造纸、印刷印染、包装、电线电缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都被广泛应用。

在变频技术还没有成熟以前，通常采用直流控制，以获得良好的控制性能。

随着变频技术的日趋成熟，出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器。

其控制性能已能和直流控制性能相媲美。

由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机，矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用，有取代直流控制的趋势。

张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定，矢量控制变频器可以通过两种途径达到目的：一、通过控制电机的转速来实现；另一种是通过控制电机输出转矩来实现。

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。

收卷张力控制摘要：一：力矩电机，力矩控制器。

力矩电机是一种具有软件机械特性，和宽调速范围的特种电机。

并且以恒转矩输出。

二：变频电机，利用矢量型变频器做变频电机的转矩控制，使变频电机处于恒转矩输出。

具有速度反馈的控制方式其转矩控制的精度更高。

三：利用压力传感器，或者位置传感器来检测传动负载的张力，作为反馈信号通过PID过程控制的计算，使放卷与收卷保持相对应的速度来达到传动负载恒张力的控制。

放卷与收卷均采用变频器转速控制或者变频器PID控制。

以上三种都是收卷张力控制，在实际生产中各有优缺点，现将这三种电气控制的方法进行阐述和比较。

关键词：力矩电机，变频矢量转矩控制，过程PID控制，张力传感器。

正文：在纺织，电线电缆，金属制品加工，造纸，橡胶等行业中通常需要将产品卷绕在卷筒（铁盘，木盘）上。

卷绕的直径从始至末由小变大，为保持传动负载（被卷绕产品）张力均衡（机线速度不变）就要求卷筒的转速越越小，卷绕力越卷越大,。

产品绕卷时卷筒的直径逐渐增大（负载转矩增大）。

在整个过程中保持被卷产品的张力不变十分重要，若张力过大会将产品（如线材，纸制品）拉细或者断裂亦或者产品厚度，直径等不均匀工艺要求达不到要求。

而张力过小则可造成卷绕松弛不能保证产品的收卷。

为了使产品在卷绕过程中张力保持不变，必须在产品卷绕到卷盘上的盘径增大时驱动卷盘的电机的输出力矩也要增大，同时保持卷绕的线速度不变，那么电机的转速也要逐步减小。

需要达到上述要求的控制，在实际应用中通常采用力矩电机控制，变频电机转矩控制，以及张力传感器的PID调速控制。

现将这三种控制方法在实际应用中的优缺点进行比较，并且分析这三种控制方式在使用过程中的注意点。

第一力矩电机：力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。

这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力,当负载增加时，电动机的转速能自动的随之降低，而输出力矩增加，保持与负载平衡。

力矩电机的堵转矩高，堵转电流小，能承受一定时间的堵转运行。

收卷张力控制方案以下是 7 条关于收卷张力控制方案：1. 嘿，你知道吗？收卷张力控制好重要哇！就像骑自行车要保持平衡一样。

比如在印刷厂里，纸张收卷的时候，如果张力控制不好，那可就乱套啦！要么太紧纸张变形，要么太松卷得乱七八糟。

咱可得找到那个刚刚好的点，让收卷顺顺利利的呀！2. 哎呀呀，收卷张力控制方案可不简单哟！这就好比开船要掌握好方向。

像那种大卷的布料收卷，张力要是没弄对，不就跟船在海上迷失方向一样糟糕嘛！所以得精心设计方案，确保一切都稳稳当当的呢！3. 哇塞，想想看收卷张力控制方案得多关键呀！这就如同跳舞要踩准节奏。

比如塑料薄膜的收卷，张力控制不当，不就像跳舞乱了拍子一样不协调。

那可得把这个方案做得精妙绝伦，让收卷也能跳出优美的“舞蹈”呀！4. 嘿哟，收卷张力控制方案可不能马虎呀！这跟厨师做菜调味一样重要呢。

要是收卷张力出了问题，就好像菜的味道不对，多别扭呀！一定得把方案做得杠杠的，让收卷顺利得像美味的菜肴让人赞不绝口！5. 哎呀，收卷张力控制得好那才厉害呢！就类似拔河比赛要掌握好力度。

像金属卷材的收卷，张力没抓好，不就跟拔河输了一样可惜嘛！所以咱得好好琢磨这方案，让收卷张力恰到好处呀！6. 哇哦，收卷张力控制方案真的超级重要啊！简直就像歌手唱歌要把握好音准。

假如收卷时张力乱七八糟，不就跟唱歌跑调一样难听嘛！必须得弄出个完美的方案，让收卷如同美妙的歌声般流畅！7. 嘿，收卷张力控制方案绝对是门大学问呢！就像走钢丝要保持平衡一样惊险又关键。

在一些大型的工业生产中，张力控制方案要是不行，那可就跟走钢丝掉下去一样可怕呀！咱可得绞尽脑汁把方案弄好，让生产过程顺顺当当不出差错！总之，一个好的收卷张力控制方案太重要啦，能让收卷工作高效又顺利！。

第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。

1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。

2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。

第二章 张力控制原理介绍 2．1 典型收卷张力控制示意图22．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。

1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。

2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩3擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F控制三种方式中的任何一种。

张力控制器的工作原理张力控制器（Tension Controller）是一种用于调节张力的控制设备，广泛应用于纺织、包装、印刷、塑料制造等行业中的张力控制过程。

它通过监测张力的变化，并通过相应的反馈机制来控制张力，从而实现对材料的稳定张力控制。

本文将详细介绍张力控制器的工作原理，并分点列出如下内容：1. 张力的定义：张力是指材料在受到外力作用下的拉力或拉伸程度。

在张力控制过程中，我们通常关注的是材料的线性密度和应变变化等因素。

2. 张力控制器的组成部分：张力控制器主要由传感器、控制器和执行器组成。

其中，传感器用于测量材料的张力，控制器通过处理传感器输入的数据并生成控制信号，执行器则根据控制信号来调节张力。

3. 传感器的工作原理：传感器通过不同的原理来测量材料的张力。

常见的传感器包括压电传感器、光电传感器和尺寸传感器等。

以光电传感器为例，它通过测量材料上的光反射量来间接反映张力的大小。

4. 控制器的工作原理：控制器接收传感器传输的信号，并根据设定的控制策略来生成控制信号。

其中，控制策略可以基于PID（比例-积分-微分）控制算法或者其他自适应控制算法。

通过不断地与传感器数据进行比较和调整，控制器能够实现精确的张力控制。

5. 执行器的工作原理：执行器根据控制器发送的控制信号来调节张力。

常见的执行器包括电机、液压缸和气动缸等。

以电机为例，控制器通过调整电机的转速和扭矩，来控制驱动轮的张力，从而影响材料的张力状态。

6. 张力控制器的应用：张力控制器在工业生产中有着广泛的应用。

在纺织行业，张力控制器可用于控制纱线、织物等在纺织过程中的张力，从而确保产品的质量。

在包装行业，张力控制器能够稳定调节包装材料的张力，保证产品在包装过程中的平整度。

在印刷行业，张力控制器能够有效地控制印刷材料的张力，提高印刷品的精度和品质。

7. 张力控制器的优势和挑战：张力控制器具有调节范围广、响应速度快、精度高等优点，在工业应用中得到了广泛的认可。

张力控制器原理张力控制器（Tension controller）是一种用于控制张力的自动化设备。

它广泛地应用在纺织、印刷、拉伸、包装以及造纸等行业中。

张力控制器的主要作用是通过检测被控物体的张力并根据预设的参数进行调节，以达到所需的张力控制。

1.传感器检测：系统通过安装在张力控制线路上的传感器来检测被控物体的张力。

传感器通常采用负载细微压变法、压电效应、电感效应等原理，能够实时测量张力信号并转化为电信号。

2.电信号放大与调理：传感器输出的电信号需要经过放大和调理的处理，以便使得信号能够被控制器读取并进行后续的计算和分析。

通常，放大和调理的方法包括滤波、放大、线性化等。

3.控制器计算：张力控制器通过对传感器输出的信号进行计算和比较，得出当前实际张力与预设张力之间的差异。

控制器通常采用微处理器或者PLC等计算设备，能够根据设定的参数对实际张力进行调整。

4.控制信号产生：根据计算得出的实际张力差异，控制器会产生相应的控制信号。

这些信号可以是电流、电压、气体或者液体等形式，用于调节被控张力装置的运动或者力度。

5.被控张力装置调节：根据控制信号，被控张力装置会作出相应的调整，以达到所需的张力水平。

常见的张力装置包括张力滚筒、张力传动装置等。

通过控制这些装置的运动或者力度，可以实现对被控物体的张力控制。

6.反馈调整：在实际应用中，为了更好地控制张力，通常会添加反馈机制。

控制器可以通过反馈传感器实时监测被控物体的张力，并根据实时的反馈信号进行调整，以实现更加精确的张力控制。

张力控制器的工作原理基本上可以概括为传感器检测、电信号调理、控制器计算、控制信号产生、被控张力装置调节和反馈调整等步骤。

通过对这些步骤的协调和控制，张力控制器能够实现对被控物体的张力精确控制，以满足不同应用领域的需求。

10本文从应用的角度阐述了当前技术条件下，矢量变频技术在卷取传动中运用和设计的方法和思路。

有较强的实用性和理论指导性。

关键词：张力变频矢量转矩卷径引言：在工业生产的很多行业，都要进行精确的张力控制，保持张力的恒定，以提高产品的质量。

诸如造纸、印刷印染、包装、电线电缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都被广泛应用。

在变频技术还没有成熟以前，通常采用直流控制，以获得良好的控制性能。

随着变频技术的日趋成熟，出现了矢量控制变频器、张力控制专用变频器等一些高性能的变频器。

其控制性能已能和直流控制性能相媲美。

由于交流电动机的结构、性价比、使用、维护等很多方面都优于直流电动机，矢量变频控制正在这些行业被越来越广泛的应用，有取代直流控制的趋势。

张力控制的目的就是保持线材或带材上的张力恒定，矢量控制变频器可以通过两种途径达到目的：一、通过控制电机的转速来实现；另一种是通过控制电机输出转矩来实现。

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。

第二章张力控制原理介绍2．1 典型收卷张力控制示意图浮动辊F牵引辊收卷图2 带浮动辊张力反馈收卷F牵引辊图1 无张力反馈32．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330 设计了两种张力控制模式。

1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F 为材料张力，T 为收卷轴的扭矩，R 为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD 系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG 卡）。

2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩4擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F 控制三种方式中的任何一种。

张力控制器的原理
张力控制器是一种用来稳定传送带或缆绳上的张力的装置。

其原理基于力学和电控技术，通过实时监测和调节传送带或缆绳上的张力，以达到系统稳定运行的目的。

张力控制器通常包括传感器、控制器和执行器三个部分。

传感器用于检测传送带或缆绳上的张力，常见的传感器有压力传感器、应变传感器等。

控制器则接收传感器传来的信号，并根据设定的目标张力值对系统进行调节。

控制器中的算法可以根据实际需求进行设计，常见的控制算法有PID控制算法、模糊
控制算法等。

执行器根据控制器的指令，通过调节阀门、电机或液压缸等设备，对传送带或缆绳上的张力进行调节。

具体工作时，传感器会不断地监测传送带或缆绳上的张力，并将监测结果传输给控制器。

控制器会对实际张力与目标张力之间的差异进行计算，并根据设定的控制算法生成控制信号。

这些控制信号通过执行器作用于传送带或缆绳上的张力调节装置，以调整张力至目标值。

通过不断的反馈和调节，控制器可以实现对传送带或缆绳上的张力实时稳定的控制。

总而言之，张力控制器利用传感器不断监测传送带或缆绳上的张力，并通过控制器和执行器对系统进行控制和调节，以实现对张力的稳定控制。

张力控制变频收卷的控制原理一.前言:用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，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。

二．张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求2.1传统收卷装置的弊端纺织机械如：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。

2.2张力控制变频收卷的工艺要求（1）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。

（2）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。

（3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。

（4）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。

2.3张力控制变频收卷的优点（1）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。

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。

张力变频器的控制方式张力变频器有两种控制方式：开环转矩控制方式和闭环速度控制方式。

一、开环转矩控制方式：开环是指不需要张力反馈信号，变频器直接控制电机的输出转矩，输出频率跟随工材料的线速度自动变化。

如果加装脉冲编码器，可以更精确控制电机的输出转矩。

张力设定：直接设定张力值。

实际使用中的，由使用者根据所用材料、卷曲成型要求设定。

张力锥度设定：可以设定随卷径增加，电机输出转矩增大或减小，保证张力恒定或改善收卷成型效果。

卷径计算：根据现场使用情况，输入几个基本参数，自动计算卷径。

转矩补偿：电机的输出转矩，在加减速时，有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，通过参数设置，根据加减速速率，自动补偿电机输出转矩，使系统在加减速过程仍然获得稳定的张力。

二、闭环速度控制方式：闭环是指需要张力或位置反馈信号，由内置复合PID调节器，构成闭环调节，控制电机转速，使张力反馈稳定在PID调节器的给定值上，达到张力恒定目的。

在这种模式下，张力设定无效，张力由张力摆杆或浮动辊的配重确定。

线速度输入：复合PID调节器的输入变量，卷径计算参数。

卷径计算：适时卷径自动计算，调节转速。

张力变频器的优点（1）收放卷张力调整简便，张力与同步控制均在变频器中完成，可靠性与稳定性大大提高；（2）采用矢量控制，动态响应快、控制精度高，加减速时张力恒定，避免出现套色错位；（3）张力变频器的使用寿命长，系统使用与维护十分简便。

（4）可通过变频的脉冲传送数据，可省掉在plc控制场合所需的模拟量模块，节省成本。

张力变频器的参数1、允许额定电压的+/-15%的波动范围，适应中国电网的现况；2、输入输出三相电压：220V、380V、660V、1140V；输出频率范围：0-400Hz可调；3、优化的SVPWM控制技术：输出电流波形平稳，抑制电流能力强，负载大范围波动时，仍能稳定运行；4、完美的静音控制，16KHz在线可调，保证扭距合理输出，同时有效降低电动机的噪音和发热；5、完善的电机保护，具有过载、过流、过压、欠压、短路等保护及软起、软停功能等；6、丰富可编程输入、输出端子，2路可编程模拟量输入端口，并可互相切换，结合丰富的软件逻辑功能，可满足不同行业的应用要求；7、通用型160KW以上内置直流电抗器，输入功率因素高，减少了大功率机器对电网的干扰；8、具备完善的软件、硬件保护功能。

第二章张力控制原理介绍2．1 典型收卷张力控制示意图浮动辊F牵引辊收卷图2 带浮动辊张力反馈收卷F牵引辊图1 无张力反馈32．2 张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330 设计了两种张力控制模式。

1、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F 为材料张力，T 为收卷轴的扭矩，R 为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD 系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG 卡）。

2、与开环转矩模式有关的功能模块：1）张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

2）卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3）转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩4擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

3、闭环速度控制模式闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制和V/F 控制三种方式中的任何一种。

收卷张力控制原理嘿，咱今儿就来唠唠这收卷张力控制原理哈！你说这收卷张力，就好比咱骑自行车，那链条得松紧适度，太紧了蹬不动，太松了又没劲儿。

收卷张力也是这么个理儿！咱想象一下哈，那卷料就像个调皮的孩子，要是没控制好张力，它就到处乱跑乱闹。

张力太小，它就松松垮垮，卷得乱七八糟；张力太大，又可能把它扯坏咯，这可不行！其实啊，收卷张力控制就像是一场精彩的拔河比赛。

你这边得根据实际情况，调整自己的力量，不能一股脑儿地使劲儿。

这就需要一些巧妙的手段啦！比如说，通过调整电机的转速啦，或者改变一些机械结构的参数啦，让这个“拔河比赛”能顺顺利利地进行下去。

你看那工厂里的机器，轰隆隆地转着，要是没有好的收卷张力控制，那还不得乱套呀！就像一个乐团，每个乐器都得配合好，才能奏出美妙的音乐。

收卷张力控制也是这样，各个环节都得协调一致。

咱再打个比方，收卷张力控制就像是厨师做菜，盐放多了太咸，放少了没味。

得恰到好处，才能做出美味佳肴。

那怎么才能做到恰到好处呢？这就需要经验和技巧啦！那些老师傅们，他们就知道什么时候该紧一紧，什么时候该松一松，就像武林高手一样，把这收卷张力控制得稳稳当当。

而且啊，不同的材料、不同的工艺，对收卷张力的要求也不一样呢！这就好比不同的人有不同的口味，得因人而异，因料而异。

你不能用对付钢铁的那一套来对付丝绸呀，那不是乱来嘛！收卷张力控制还关系到产品的质量呢！要是张力没控制好，那生产出来的东西可能就不达标，这可就亏大啦！所以说呀，这可真是个重要的事儿，一点儿都不能马虎。

咱平常生活中也有类似的情况呀！比如说系鞋带，你系得太紧，脚不舒服；系得太松，又容易掉。

这不就是一种小小的张力控制嘛！总之呢，收卷张力控制原理看似简单，实则暗藏玄机。

它就像一个幕后英雄，默默地保障着生产的顺利进行，保证着产品的质量。

咱可不能小瞧了它哟！这就是收卷张力控制，一个看似普通却极其重要的存在！。

卷取张力控制原理卷取张力控制原理卷取机的卷取张力由卷取电动机产生。

电动机力矩为：式中Km——比例系数，常数∮——磁通量； I枢——电动机电枢电流。

卷取张力T与电动机力矩的关系为：式中 D——带卷直径。

带卷速度为：式中n电——电动机的转速； i——电动机至卷筒的速比。

将式2-2、式2-4代入式2-3得：电动机电枢电势E为：或式中K。

——比例系数，常数；∮——磁通量；n电——电动机转数。

将式2-6代入式2-5则得：其中：欲使C=常数，若E不变，口亦不变，则张力T与电动机电枢电流k成正比。

换言之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力T。

张力控制的实质在于，若卷取线速度不变，采用电流调整器使电枢电流保持恒定，就可以保持张力恒定。

怎样才能保持卷取线速度不变呢?由于卷取线速度口与带卷直径和带卷转速的乘积Dn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。

一般采用电势调整器调节电动机的磁通量ø，以改变电动机转速，使卷取线速度保持不变，这就是卷取机的速度调节。

卷取机的速度调节除了补偿卷径变化外，还应包括根据工艺要求，对机组速度进行调整。

一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数n基往下调；而卷径变小时，调速则采用改变激磁(弱磁)的方法，从基速孢基往上调。

这样就可必最大机组速度'Ornax和最大卷径D。

诅x时的转速为基速挖基。

因此，调激磁的调速范围应保证满足下式：式中 nmax、n基——分别为卷筒的最大转速、基速；D、d——分别为带卷的外径、内径。

综上所述，电枢电流I枢与卷取张力T成比例；磁通量ø与卷径D成比例。

在电器上采用电流调节器和电势调节器来实现恒张力控制。

上述电势电流复合张力调节系统，用改变磁通的方法来适应卷径的变化，以保证卷取线速度，从而实现恒张力控制。

卷取机处于弱磁条件下土作，不能充分利用电动机力矩；由于电动机磁通的调速范围往往受到限制，不能满足卷径比的要求，在此情况下不得不增加电动机容量。

放卷张力控制的原理
张力控制器控制的原理是通过检测绕组的线速度来计算绕组直径，负载转矩=F * D/2（F是设定的张力，D是当前的绕组直径），因此当张力控制器设定张力由于可以通过计算确定当前绕组的直径，因此可以计算出负载转矩。

张力控制器可以输出与异步电动机的额定转矩相对应的标准0?10V模拟信号。

因此，我们使用模拟信号连接到变频器并选择转矩给定。

这样，在动态缠绕过程中，张力可以保持恒定。

在变频器的转矩模式下，速度受到限制。

在张力控制模式下，无论是直流电动机，交流电动机还是伺服电动机，都必须限制转速，否则当电动机产生的转矩可以克服负载转矩并运行时，会产生旋转加速度，并持续不断地旋转。

增加速度，速度达到高速，所谓超速。